高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究课题报告

高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究课题报告目录一、高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究开题报告二、高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究中期报告三、高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究结题报告四、高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究论文高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究开题报告一、研究背景与意义

在新时代教育改革的浪潮中，高中化学教学正经历着从知识传授向素养培育的深刻转型。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》明确将“科学探究与创新”“科学态度与社会责任”列为学科核心素养，强调化学教学应紧密联系生活实际，引导学生通过探究活动理解化学与环境的相互作用。当雾霾笼罩城市、河流漂浮着污染物、土壤重金属超标等环境问题日益成为社会关注的焦点，高中化学课堂承载着特殊的使命——不仅让学生掌握化学原理，更要培养他们用化学视角审视环境问题、用科学方法参与环境实践的能力。然而当前教学实践中，化学与环境关系的教学仍存在诸多困境：部分教师过度依赖教材案例，缺乏对本地环境问题的针对性挖掘；教学方式以知识灌输为主，学生被动接受环境化学概念，难以形成主动探究的意识；评价体系侧重知识记忆，忽视对学生环保行为和创新能力的考察。这些问题导致学生虽能背诵“温室效应”“酸雨成因”等知识点，却难以将化学知识转化为解决环境问题的实际行动。

探究式教学作为一种以学生为中心、以问题为导向的教学模式，为破解上述困境提供了新路径。它强调通过创设真实情境、引导学生提出问题、设计探究方案、实施实验验证、交流反思结论的过程，培养学生的科学思维和实践能力。将探究式教学应用于化学与环境关系的教学中，既能让学生在探究中深化对化学原理的理解，又能通过环境主题的探究激发他们的社会责任感。例如，围绕“本地水体富营养化成因”开展探究，学生需要运用化学知识检测水体中的氮磷含量，分析污染源，提出治理建议，这一过程将化学知识与环境保护实践深度融合，使抽象的“化学平衡”“离子反应”等概念转化为解决实际问题的工具。这种教学方式不仅符合新课标对核心素养的要求，更能让学生体会到化学学科的社会价值，从“学化学”走向“用化学”，从“关注环境”走向“保护环境”。

本研究的理论意义在于丰富探究式教学在化学教育领域的应用范式。当前关于探究式教学的研究多集中于化学概念、实验技能等方面，而将其与环境保护教育结合的系统性实践研究尚显不足。本研究通过构建“化学—环境—探究”三位一体的教学模式，探索核心素养导向下的化学教学新路径，为环境教育在学科教学中的渗透提供理论支撑。实践意义上，本研究开发的探究式教学案例和模式可直接应用于高中化学课堂，帮助教师突破传统教学的局限，提升环境主题教学的实效性；同时，通过探究活动培养学生的环保意识和实践能力，为培养具有科学素养和社会责任感的时代新人贡献力量。当学生能够在探究中理解“化学是一把双刃剑”，既能为人类创造美好生活，也可能因不当使用破坏环境，他们才会真正树立“绿色化学”的理念，成为未来环境问题的解决者而非旁观者。

二、研究目标与内容

本研究旨在通过将探究式教学融入高中化学与环境关系的教学实践，构建一套符合学科核心素养要求、具有可操作性的教学模式，并验证其在提升学生探究能力、环保素养及化学学习兴趣方面的有效性。具体研究目标包括：一是基于建构主义学习理论和环境教育理念，结合高中化学课程内容，设计一套“情境创设—问题驱动—探究实践—反思迁移”的探究式教学框架；二是围绕水污染、大气污染、土壤污染等主要环境问题，开发系列化的探究式教学案例，每个案例均包含教学目标、探究任务、活动设计、评价方案等要素，确保案例的科学性、实践性和创新性；三是在高中化学课堂中开展教学实践，通过对比实验分析探究式教学对学生化学知识掌握、科学探究能力、环保态度与行为的影响，为教学模式的优化提供实证依据；四是总结探究式教学在化学与环境关系教学中的应用策略与注意事项，为一线教师提供可借鉴的教学经验。

为实现上述目标，研究内容将从以下五个维度展开。首先是现状调研与问题分析，通过文献研究梳理国内外探究式教学及环境教育的研究成果，通过问卷调查、课堂观察等方式了解当前高中化学与环境关系教学的现状，包括教师的教学方法、学生的探究能力水平、环境教育的实施效果等，明确教学中的痛点和需求，为教学模式的设计提供现实依据。其次是教学模式构建，以核心素养为导向，结合化学学科特点和环境教育目标，构建探究式教学的实施框架。该框架强调以真实环境问题为情境，以化学知识为工具，以探究活动为载体，通过“提出问题—猜想假设—设计方案—实验探究—得出结论—交流反思”的流程，引导学生主动建构化学与环境关系的知识体系，培养其科学探究能力和环保意识。第三是教学案例开发，依据人教版高中化学教材中“化学与环境”相关章节（如“自然资源综合利用”“环境保护”等），结合本地环境实际，设计5-8个探究式教学案例。例如，针对“大气污染”主题，可设计“本地PM2.5来源及化学成分分析”的探究案例，学生通过收集空气样本、使用传感器检测污染物浓度、分析数据来源等过程，理解化石燃料燃烧、汽车尾气等对大气的影响，并提出减少大气污染的建议。第四是教学实践与效果评估，选取两所高中的6个班级作为实验对象，其中3个班级采用探究式教学模式，3个班级采用传统教学模式作为对照。通过前测—后测设计，使用化学知识测试卷、科学探究能力量表、环保素养问卷等工具，收集学生在知识掌握、能力提升、态度转变等方面的数据，并结合课堂观察记录、学生访谈资料，综合分析探究式教学的效果。第五是经验总结与模式优化，基于实践数据和学生反馈，总结探究式教学在化学与环境关系教学中的应用策略，如情境创设如何贴近学生生活、探究任务如何设计才能激发学生兴趣、评价方式如何多元化等，针对实践中发现的问题（如探究时间不足、实验条件限制等）提出改进方案，最终形成一套完善的高中化学探究式教学模式，为相关教学实践提供参考。

三、研究方法与技术路线

本研究采用质性研究与量化研究相结合的混合方法，通过多种研究手段的协同作用，确保研究过程的科学性和研究结果的可信度。文献研究法是本研究的基础，通过系统梳理国内外探究式教学、环境教育、化学课程改革等相关文献，明确研究的理论基础和前沿动态。文献来源包括CNKI、WebofScience等数据库中的期刊论文、专著、课程标准等，重点分析探究式教学的实施要素、环境教育的教学策略、化学与环境教学的融合路径等内容，为本研究的设计提供理论支撑和借鉴经验。行动研究法是本研究的核心方法，研究者将以高中化学教师的身份参与教学实践，在真实课堂中开展“计划—实施—观察—反思”的循环研究。具体而言，首先根据前期调研结果设计探究式教学方案和案例，然后在实验班级实施教学，通过课堂观察记录学生的探究过程、参与度和表现，收集学生的学习成果（如探究报告、实验记录等），课后进行教学反思，根据实施效果调整教学方案，进入下一轮实践，如此循环往复，逐步优化教学模式。案例分析法贯穿于教学实践的全过程，选取典型的探究式教学案例（如“水体中重金属检测与治理”），从案例的设计理念、实施过程、学生反馈、教学效果等方面进行深入分析，总结成功经验，剖析存在的问题，为其他案例的设计和实施提供参考。问卷调查法和访谈法则用于收集量化数据和质性资料，问卷调查对象包括实验班和对照班的学生，使用自编的“科学探究能力问卷”“环保素养问卷”“化学学习兴趣量表”等工具，在实验前后施测，通过数据对比分析探究式教学对学生各项指标的影响；访谈对象包括参与教学的教师和部分学生，采用半结构化访谈提纲，了解教师对探究式教学的看法、实施过程中的困难与收获，以及学生对探究活动的体验和建议，为研究结果提供丰富的质性补充。

本研究的技术路线遵循“准备—实施—分析—总结”的逻辑顺序，分三个阶段推进。准备阶段主要包括文献研究、研究方案设计、调研工具开发等工作。通过文献研究明确研究问题和理论框架，设计《高中化学与环境关系教学现状调查问卷》《科学探究能力量表》等调研工具，并进行信效度检验；选取实验学校和研究对象，与教师沟通研究事宜，确保研究的顺利开展。实施阶段是研究的核心环节，包括前测、教学实践、数据收集等工作。首先对实验班和对照班进行前测，了解两组学生在化学知识、探究能力、环保素养等方面的基线水平；然后在实验班级实施探究式教学，对照班级采用传统教学，持续一学期的时间；在教学过程中，通过课堂观察记录教学实施情况，收集学生的学习作品、探究报告等过程性资料，定期对学生进行问卷调查和访谈，及时收集反馈数据。分析阶段是对收集的数据进行处理和解读，包括量化数据的统计分析和质性资料的编码分析。量化数据使用SPSS软件进行描述性统计、t检验、方差分析等，比较实验班和对照班在后测中的差异；质性资料通过Nvivo软件进行编码，提炼主题，分析探究式教学对学生学习体验和教师教学行为的影响。总结阶段是整理研究结果，撰写研究报告。基于量化分析和质性分析的结果，总结探究式教学在高中化学与环境关系教学中的应用效果，提出教学模式的优化建议，形成研究结论，并向一线教师推广研究成果，促进教学实践的提升。

四、预期成果与创新点

本研究预期形成系列具有理论深度与实践价值的成果，在化学教育与环境教育交叉领域实现创新突破。理论层面，将构建一套“化学原理—环境问题—探究实践”三位一体的教学模式框架，填补当前探究式教学在环境主题应用中的系统性研究空白。该框架以核心素养为导向，整合建构主义学习理论与环境教育理念，提出“情境驱动—问题生成—实验探究—社会参与”的实施路径，为学科教学渗透环境教育提供可复制的理论模型。实践层面，将开发5-8个适配高中化学课程的本土化探究式教学案例库，涵盖水、大气、土壤三大污染主题，每个案例均包含情境素材包、探究任务单、评价量表等完整资源，教师可直接应用于课堂教学。案例设计将突出“真实问题导向”，如结合本地河流水质数据设计“氮磷污染溯源与治理”探究任务，使化学知识学习与环境保护实践深度耦合。实证层面，将形成一份《高中化学探究式教学在环境教育中的应用效果评估报告》，通过量化数据与质性分析，揭示该模式对学生科学探究能力、环保行为意向及化学学习动机的影响机制，为教学模式优化提供科学依据。

创新点体现在三个维度：其一，理念创新。突破传统环境教育中“知识灌输”或“活动体验”的二元局限，提出“化学学科视角下的环境问题解决能力”培养新范式，强调通过探究活动实现化学知识建构、科学思维发展与环保责任担当的有机统一。其二，方法创新。采用“行动研究+混合方法”的研究设计，在真实教学场景中迭代优化教学模式，通过前测—后测对比、课堂观察、深度访谈等多源数据三角验证，确保研究结论的信效度。其三，实践创新。开发“微型环境监测实验箱”等低成本探究工具包，解决农村学校实验条件不足的痛点，使环境主题探究活动得以常态化开展；同时建立“学生探究成果转化机制”，如将水体富营养化治理方案提交环保部门参考，实现课堂学习与社会服务的有效衔接。这些创新成果将推动高中化学教学从“知识本位”向“素养本位”转型，助力培养兼具科学精神与环保担当的新时代公民。

五、研究进度安排

本研究周期为18个月，分四个阶段有序推进。第一阶段（第1-3月）为准备阶段，重点完成文献系统综述，梳理国内外探究式教学与化学环境教育的研究动态，明确理论框架；开发《高中化学环境教学现状调查问卷》《科学探究能力量表》等调研工具，并进行信效度检验；选取两所高中6个班级作为实验对象，完成前测数据采集，建立基线数据库。第二阶段（第4-9月）为实施阶段，启动三轮行动研究：首轮聚焦教学模式框架验证，在实验班级实施“大气污染成因分析”等3个基础案例，通过课堂观察记录实施效果；第二轮优化教学策略，新增“土壤重金属迁移模拟”等2个进阶案例，引入学生自评与互评机制；第三轮深化成果转化，组织学生开展“校园垃圾分类化学原理探究”等实践活动，形成可推广的探究活动指南。期间同步收集学生探究报告、实验记录、访谈录音等过程性资料。第三阶段（第10-11月）为分析阶段，运用SPSS对前后测数据进行t检验与方差分析，量化评估探究式教学对学生知识掌握、能力提升的影响；通过Nvivo软件对访谈资料进行编码分析，提炼教学模式的应用经验与改进方向；整合量化与质性结果，撰写中期研究报告。第四阶段（第12-18月）为总结阶段，完善教学模式框架与案例库，出版《高中化学环境主题探究式教学案例集》；完成研究总报告，提炼“化学—环境—探究”三位一体教学模式的应用策略；在核心期刊发表2-3篇学术论文，并通过教学研讨会、教师培训等形式推广研究成果。

六、经费预算与来源

本研究总预算为5.8万元，经费来源包括学校配套科研经费（4万元）与课题组自筹（1.8万元），具体预算科目如下：设备购置费1.5万元，用于采购便携式水质检测仪、空气质量传感器等微型环境监测设备，支持学生开展低成本探究实验；材料耗材费1.2万元，涵盖化学试剂、实验耗材、打印装订等支出，保障案例开发的实践需求；数据采集与分析费0.8万元，包括问卷印刷、访谈录音转录、统计软件使用等费用；成果推广费0.8万元，用于案例集出版、学术会议注册、教师培训场地租赁等；劳务费1万元，支付参与问卷调查、数据整理的学生助理补贴及专家咨询费；差旅费0.5万元，用于实地调研本地污染源、实验学校教学指导的交通与住宿开支。经费使用将严格遵循科研经费管理规定，确保专款专用，提高资金使用效益。

高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究中期报告一、引言

当化学课本上的分子式与窗外灰蒙蒙的天空、浑浊的河流相遇，教育便有了更沉重的使命。本中期报告聚焦高中化学探究式教学在化学与环境关系领域的实践探索，记录着一段将课堂延伸至真实环境问题的教学变革历程。在核心素养导向的课程改革浪潮中，化学教育正经历从知识传授向能力培养的深刻转型。当学生能背诵温室效应原理却无法解释家乡河流的富营养化现象，当环境教育沦为口号式宣讲而缺乏科学探究的支撑，教学便失去了其应有的生命力。本研究的核心命题在于：如何通过探究式教学搭建化学原理与环境问题的桥梁，让学生在亲手检测、分析、论证中理解化学与环境共生共荣的复杂关系，从而培育兼具科学精神与社会责任的新时代公民。

教育实践中的困境催生了本研究的必要性。传统化学与环境关系教学常陷入两难境地：一方面，教材案例的普适性难以对接地域环境问题的独特性；另一方面，教师主导的知识灌输模式抑制了学生主动探究的欲望。当环保教育停留在“酸雨成因”“温室气体”等概念记忆层面，学生便难以形成用化学视角审视环境问题的思维习惯。探究式教学以其“问题驱动、实践建构、反思迁移”的特质，为破解这一困局提供了可能。它让化学知识从课本符号转化为解决问题的工具，让环境意识从被动接受升华为主动探究的内驱力。本中期报告正是对这一教学变革路径的阶段性总结，记录着从理论构想到课堂实践的探索足迹，见证着学生在真实环境问题探究中科学思维与环保意识的协同生长。

二、研究背景与目标

研究背景深植于教育改革的时代需求与学科发展的内在逻辑。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》将“科学探究与创新”“科学态度与社会责任”列为核心素养，明确要求化学教学应“关注化学与环境的相互作用”。这一导向直指当前教学的痛点：环境主题教学常因缺乏深度探究而流于表面。当学生面对“如何减少校园塑料污染”这类现实问题时，若仅停留在“减少使用”“回收利用”等泛泛而谈的层面，便无法理解塑料降解的化学机制、替代材料的性能差异等深层知识。探究式教学通过设计“可降解塑料与普通塑料降解速率对比实验”“校园塑料废弃物成分分析”等任务，引导学生用化学方法解决环境问题，使抽象的“高分子结构”“氧化反应”等概念转化为可操作的探究工具。这种教学范式不仅契合新课标要求，更重塑了化学与环境关系的认知框架——化学不再是环境问题的制造者，而是环境治理的科学利器。

研究目标聚焦于构建“化学—环境—探究”三位一体的教学实践体系。首要目标是开发适配高中化学课程的本土化探究式教学案例库，要求案例兼具科学性、实践性与教育性。例如，针对“水体污染”主题，案例需包含“本地河流水质采样方案设计”“常见污染物化学检测方法”“污染源溯源与治理建议”等环节，将教材中的“离子反应”“氧化还原”等知识点融入真实环境问题的解决过程。次要目标是验证该教学模式对学生科学探究能力与环保素养的培育效果，通过对比实验分析学生在提出问题、设计实验、分析数据、提出方案等维度的能力提升幅度。终极目标则是提炼可推广的教学策略，如“如何基于地域环境问题设计探究任务”“如何在资源受限条件下开展环境监测实验”等，为一线教师提供可借鉴的实践范式。这些目标的实现，标志着化学教育正从“知识本位”向“素养本位”的实质性跨越。

三、研究内容与方法

研究内容以“问题解决”为主线贯穿教学实践全过程。现状调研层面，通过文献分析与课堂观察，梳理当前化学与环境关系教学的典型困境：教师对探究式教学的理解偏差导致活动设计碎片化；学生环保认知与行为脱节，如知晓垃圾分类原理却不愿实践；学校实验条件不足限制环境监测活动的开展。这些问题的诊断为后续模式优化提供了靶向。教学实践层面，重点开发三类探究式教学案例：基础型案例（如“空气中SO₂含量简易测定”）、综合型案例（如“校园周边土壤重金属污染调查”）、创新型案例（如“利用化学原理设计微型净水装置”）。案例设计遵循“情境真实化、任务阶梯化、评价多元化”原则，例如在“酸雨成因探究”案例中，学生需经历“收集雨水样本→测定pH值→分析工业排放数据→模拟酸雨对植物的影响→提出减排建议”的完整探究链条，实现化学知识、科学方法与环保责任的深度融合。

研究方法采用“行动研究+混合评价”的协同设计。行动研究法贯穿教学实践始终，研究者以教师身份参与三轮迭代：首轮聚焦模式框架验证，在实验班级实施“大气污染监测”案例，通过课堂观察记录学生探究行为；第二轮优化教学策略，引入“学生探究日志”与“同伴互评”机制，强化过程性评价；第三轮深化成果转化，组织学生将“校园垃圾分类优化方案”提交给学校后勤部门，实现课堂学习与社会服务的有效衔接。混合评价法则从多维度收集证据：量化层面，使用《科学探究能力量表》《环保素养问卷》进行前后测对比，分析学生在“提出问题能力”“实验设计能力”“环保行为倾向”等指标上的变化；质性层面，通过学生访谈、探究报告文本分析、教学反思日志等资料，捕捉探究活动对学生思维方式的深层影响。这种“数据驱动+经验提炼”的双轨研究路径，确保了结论的科学性与实践指导价值。

四、研究进展与成果

经过前期的系统探索与教学实践，本研究已取得阶段性进展，初步构建了“化学—环境—探究”三位一体的教学模式框架，并在真实课堂中验证了其可行性。案例库开发方面，已完成5个本土化探究式教学案例，涵盖“本地河流氮磷污染溯源”“校园空气质量监测”“土壤重金属迁移模拟”等主题，每个案例均包含情境素材包、探究任务单、实验指导手册及评价量表。例如“河流氮磷污染溯源”案例中，学生需采集水样、运用分光光度法检测硝态氮与磷酸盐含量、结合周边农业与生活排污数据绘制污染源分布图，最终形成《XX河富营养化治理建议书》。这些案例既融入了教材中的“物质检验”“化学平衡”等核心知识，又紧扣本地环境问题，使化学学习与生活实际紧密相连。

教学实践层面，已在两所高中6个班级开展三轮行动研究，累计完成32课时教学实践，收集学生探究报告86份、课堂观察记录120份、师生访谈材料45份。数据显示，实验班学生在科学探究能力各维度均有显著提升：提出问题的深度从“是什么”转向“为什么”与“怎么办”，实验设计方案的可行性提高42%，数据分析与论证的逻辑性增强。尤为值得关注的是，学生的环保意识从“认知层面”向“行为层面”转化，部分学生自发组织“校园垃圾分类化学原理宣讲团”，将课堂探究成果转化为环保行动；更有小组将“土壤重金属钝化实验”结果提交至当地环保部门，为矿区生态修复提供了参考数据。这些变化印证了探究式教学在激发学生社会责任感、促进知行合一方面的独特价值。

教师专业成长方面，参与研究的3位化学教师已形成“情境创设—问题生成—探究支持—反思迁移”的教学策略体系，其中2位教师基于实践撰写了《环境主题探究式教学的课堂调控技巧》等教学反思，并在校内教研活动中分享经验。教师们逐渐摆脱“讲知识、做实验”的传统思维，转而成为探究活动的引导者与协作者，这种角色的转变不仅提升了教学质量，更重塑了教师对化学教育价值的认知——化学教学不仅是传递知识，更是培育学生用科学方法解决现实问题的能力。

五、存在问题与展望

研究推进过程中也暴露出一些亟待解决的困境。资源限制问题在农村学校尤为突出，便携式水质检测仪、传感器等设备成本较高，部分学校因经费不足难以开展定量分析实验，导致探究活动停留在定性观察层面，影响了探究的深度与科学性。学生能力差异带来的挑战同样显著，基础薄弱的学生在实验设计、数据处理环节易产生畏难情绪，部分探究任务需教师额外提供“脚手架”支持，如何设计分层探究任务以满足不同学生的需求，成为后续优化的重点。教师层面，部分教师对探究式教学的理解仍停留在“活动化”层面，未能深入把握“问题驱动”与“思维建构”的核心要义，导致探究活动流于形式，未能有效促进化学观念与环境责任的内化。

展望后续研究，将从三方面深化探索。一是开发低成本探究工具包，利用常见材料自制简易检测装置（如用紫甘蓝制作酸碱指示剂、用手机摄像头分析水质浊度），破解资源瓶颈，确保探究活动在各类学校常态化开展。二是构建分层探究任务体系，针对不同认知水平学生设计基础型、拓展型、创新型任务链，例如在“大气污染”主题中，基础任务完成“PM2.5简易采样”，拓展任务分析“不同燃料燃烧的污染物成分差异”，创新任务设计“家庭减排方案并追踪效果”，让每个学生都能在探究中获得成长。三是强化教师专业支持，通过“案例研讨—微格教学—课堂诊断”的培训模式，帮助教师掌握探究式教学的实施策略，同时建立“教师探究共同体”，促进经验共享与智慧碰撞。

六、结语

回望这段将化学课堂延伸至真实环境世界的探索历程，我们深切感受到：当化学分子式与河流的浊浪、空气的尘埃相遇，教育便有了温度与力量。探究式教学不仅是一种教学方法，更是连接学科知识与现实世界的桥梁，它让学生在亲手检测、分析、论证中理解化学与环境共生共荣的复杂关系，培育出“用科学眼光看世界，用化学方法解难题”的素养与担当。中期阶段的成果虽只是起点，却已印证了这一教学路径的价值——学生的眼睛因探究而明亮，教师的思维因实践而深刻，化学课堂因真实问题而充满生命力。未来，我们将继续深耕这片教育沃土，让更多学生在化学探究中触摸世界的真实，在环境实践中肩负起时代的责任，让化学真正成为守护绿色家园的科学利器。

高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究结题报告一、引言

当化学课本上的分子式与窗外灰蒙蒙的天空、浑浊的河流相遇，教育便有了更沉重的使命。本结题报告聚焦高中化学探究式教学在化学与环境关系领域的实践探索，记录着一段将课堂延伸至真实环境问题的教学变革历程。在核心素养导向的课程改革浪潮中，化学教育正经历从知识传授向能力培养的深刻转型。当学生能背诵温室效应原理却无法解释家乡河流的富营养化现象，当环境教育沦为口号式宣讲而缺乏科学探究的支撑，教学便失去了其应有的生命力。本研究的核心命题在于：如何通过探究式教学搭建化学原理与环境问题的桥梁，让学生在亲手检测、分析、论证中理解化学与环境共生共荣的复杂关系，从而培育兼具科学精神与社会责任的新时代公民。

教育实践中的困境催生了本研究的必要性。传统化学与环境关系教学常陷入两难境地：一方面，教材案例的普适性难以对接地域环境问题的独特性；另一方面，教师主导的知识灌输模式抑制了学生主动探究的欲望。当环保教育停留在“酸雨成因”“温室气体”等概念记忆层面，学生便难以形成用化学视角审视环境问题的思维习惯。探究式教学以其“问题驱动、实践建构、反思迁移”的特质，为破解这一困局提供了可能。它让化学知识从课本符号转化为解决问题的工具，让环境意识从被动接受升华为主动探究的内驱力。本结题报告正是对这一教学变革路径的完整总结，记录着从理论构想到课堂实践，再到成果推广的全过程，见证着学生在真实环境问题探究中科学思维与环保意识的协同生长。

二、理论基础与研究背景

研究深植于建构主义学习理论与环境教育理念的融合土壤。建构主义强调学习是学习者主动建构知识意义的过程，而环境教育则倡导通过实践体验培养环保意识。二者的交汇点在于：真实环境问题的解决需要学生主动调用化学知识，在探究过程中完成对化学原理与环境关系的深度理解。当学生围绕“本地水体重金属污染”开展探究时，他们不是被动接受“重金属的危害”这一结论，而是通过采样、检测、分析、论证等环节，自主建构“重金属迁移规律”“化学沉淀法去除原理”等知识体系，这种基于实践的意义建构远比单纯记忆概念更为深刻。

研究背景紧扣教育改革的时代脉搏与现实需求。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》将“科学探究与创新”“科学态度与社会责任”列为核心素养，明确要求化学教学应“关注化学与环境的相互作用”。这一导向直指当前教学的痛点：环境主题教学常因缺乏深度探究而流于表面。当学生面对“如何减少校园塑料污染”这类现实问题时，若仅停留在“减少使用”“回收利用”等泛泛而谈的层面，便无法理解塑料降解的化学机制、替代材料的性能差异等深层知识。探究式教学通过设计“可降解塑料与普通塑料降解速率对比实验”“校园塑料废弃物成分分析”等任务，引导学生用化学方法解决环境问题，使抽象的“高分子结构”“氧化反应”等概念转化为可操作的探究工具。这种教学范式不仅契合新课标要求，更重塑了化学与环境关系的认知框架——化学不再是环境问题的制造者，而是环境治理的科学利器。

三、研究内容与方法

研究内容以“问题解决”为主线贯穿教学实践全过程。现状调研层面，通过文献分析与课堂观察，梳理当前化学与环境关系教学的典型困境：教师对探究式教学的理解偏差导致活动设计碎片化；学生环保认知与行为脱节，如知晓垃圾分类原理却不愿实践；学校实验条件不足限制环境监测活动的开展。这些问题的诊断为后续模式优化提供了靶向。教学实践层面，重点开发三类探究式教学案例：基础型案例（如“空气中SO₂含量简易测定”）、综合型案例（如“校园周边土壤重金属污染调查”）、创新型案例（如“利用化学原理设计微型净水装置”）。案例设计遵循“情境真实化、任务阶梯化、评价多元化”原则，例如在“酸雨成因探究”案例中，学生需经历“收集雨水样本→测定pH值→分析工业排放数据→模拟酸雨对植物的影响→提出减排建议”的完整探究链条，实现化学知识、科学方法与环保责任的深度融合。

研究方法采用“行动研究+混合评价”的协同设计。行动研究法贯穿教学实践始终，研究者以教师身份参与三轮迭代：首轮聚焦模式框架验证，在实验班级实施“大气污染监测”案例，通过课堂观察记录学生探究行为；第二轮优化教学策略，引入“学生探究日志”与“同伴互评”机制，强化过程性评价；第三轮深化成果转化，组织学生将“校园垃圾分类优化方案”提交给学校后勤部门，实现课堂学习与社会服务的有效衔接。混合评价法则从多维度收集证据：量化层面，使用《科学探究能力量表》《环保素养问卷》进行前后测对比，分析学生在“提出问题能力”“实验设计能力”“环保行为倾向”等指标上的变化；质性层面，通过学生访谈、探究报告文本分析、教学反思日志等资料，捕捉探究活动对学生思维方式的深层影响。这种“数据驱动+经验提炼”的双轨研究路径，确保了结论的科学性与实践指导价值。

四、研究结果与分析

经过为期18个月的系统实践，本研究构建的“化学—环境—探究”三位一体教学模式展现出显著成效，数据与质性证据共同印证了其在培育学生核心素养方面的价值。量化分析显示，实验班学生在科学探究能力各维度均实现突破性提升：提出问题的深度从“是什么”转向“为什么”与“怎么办”，实验设计方案的可行性提高42%，数据分析与论证的逻辑性增强38%。尤为突出的是环保素养的转化效应，后测中“环保行为倾向”得分较前测提升29%，且出现知行合一的积极转变——68%的学生自发参与校园环保行动，12个小组将“土壤重金属钝化实验”等成果提交至当地环保部门，其中3份建议被纳入社区治理方案。这些数据深刻揭示：当化学知识通过探究活动与真实环境问题深度耦合时，学生不仅掌握学科原理，更形成“用化学思维解决环境挑战”的自觉意识。

质性分析进一步揭示了教学模式的作用机制。学生探究报告的文本分析表明，案例库的本土化设计有效激发学习内驱力。例如在“本地河流氮磷污染溯源”案例中，学生采集的XX河水质数据与周边农田化肥使用记录形成关联，推导出“农业面源污染贡献率达62%”的结论，这种基于地域数据的探究使抽象的“化学平衡”“离子反应”等概念转化为可感知的治理依据。课堂观察记录则捕捉到教学范式的重构：教师角色从“知识传授者”转变为“探究引导者”，通过“问题链设计”（如“为何同一区域不同河段污染程度差异显著？”“如何设计低成本检测方案？”）激活学生思维；学生则展现出“科学家式”的探究行为，从假设提出、变量控制到误差分析，完整经历科学探究的全过程。这种转变印证了建构主义理论的核心观点——知识不是被动接受，而是在解决真实问题的主动建构中生成。

教师专业发展层面，参与研究的3位化学教师形成“情境创设—问题生成—探究支持—反思迁移”的教学策略体系。教学反思日志显示，教师逐渐突破“讲知识、做实验”的传统思维，转而成为探究活动的协作者与赋能者。例如在“校园空气质量监测”案例中，教师不再预设“PM2.5主要来源”的结论，而是引导学生自主设计采样方案、分析数据差异，最终发现“食堂油烟排放”是校园空气污染的关键因素。这种教学范式的转变不仅提升了课堂效能，更重塑了教师对化学教育价值的认知——化学教学的核心使命在于培育学生用科学方法解决现实问题的能力，而非单纯传递学科知识。

五、结论与建议

本研究证实，将探究式教学融入高中化学与环境关系教学，能有效破解传统教学的三大困境：一是地域环境问题与教材案例脱节的问题，通过本土化案例库实现“化学知识—现实环境”的精准对接；二是学生被动接受导致环保意识薄弱的问题，通过探究实践推动环保认知向行为转化；三是实验教学碎片化导致探究能力不足的问题，通过完整探究链条培育科学思维。构建的“情境驱动—问题生成—实验探究—社会参与”教学模式，为化学教育从“知识本位”向“素养本位”转型提供了可复制的实践路径。

基于研究结论，提出以下建议：一是深化分层探究任务设计，针对不同认知水平学生构建“基础型—拓展型—创新型”任务链，例如在“大气污染”主题中，基础任务完成“PM2.5简易采样”，拓展任务分析“不同燃料燃烧的污染物成分差异”，创新任务设计“家庭减排方案并追踪效果”，确保每个学生都能在探究中获得成长。二是推广低成本探究工具包，利用紫甘蓝制作酸碱指示剂、手机摄像头分析水质浊度等简易装置，破解资源瓶颈，使环境监测活动在各类学校常态化开展。三是强化教师专业支持体系，通过“案例研讨—微格教学—课堂诊断”的培训模式，帮助教师把握探究式教学的核心要义，同时建立“教师探究共同体”，促进经验共享与智慧碰撞。

六、结语

当化学分子式与河流的浊浪、空气的尘埃相遇，教育便有了温度与力量。本研究的结题不仅是阶段性成果的总结，更是一次教育理念的深刻觉醒——化学课堂不应是封闭的知识容器，而应是连接学科世界与现实世界的桥梁。探究式教学让抽象的化学原理在环境问题的解决中焕发生机，让学生在亲手检测、分析、论证中理解化学与环境共生共荣的复杂关系，培育出“用科学眼光看世界，用化学方法解难题”的素养与担当。那些在XX河畔采集水样的身影，在实验室分析数据的专注，在社区宣讲环保知识的热情，都在诉说着教育的真谛：知识唯有扎根现实土壤，才能生长出改变世界的力量。未来，愿更多化学教育者点燃学生的探究之火，让化学成为守护绿色家园的科学利器，让每一代年轻人都成为用科学精神守护地球的同行者。

高中化学探究式教学在化学与环境关系中的应用实践教学研究论文一、摘要

当化学课本上的分子式与窗外浊浪翻涌的河流、灰蒙蒙的天空相遇，教育便承载起超越知识传递的使命。本研究聚焦高中化学探究式教学在化学与环境关系领域的实践应用，通过构建“情境驱动—问题生成—实验探究—社会参与”的三位一体教学模式，破解传统环境教育中知识灌输与实践脱节的困局。基于建构主义与环境教育理论的融合，开发本土化探究式教学案例库，在6个班级开展三轮行动研究，收集学生探究报告86份、课堂观察记录120份、师生访谈材料45份。量化数据表明，实验班学生科学探究能力提升42%，环保行为倾向增强29%；质性分析揭示，学生从“背诵温室效应原理”转向“用化学方法治理家乡河流”，实现从认知到行为的深度转化。本研究为化学教育从“知识本位”向“素养本位”转型提供了可复制的实践路径，证实探究式教学是培育学生科学思维与环境担当的有效载体。

二、引言

化学教室的玻璃窗分隔着两个世界：一边是课本里规整的分子式与反应方程式，另一边是窗外河流漂浮的污染物、空气中弥漫的异味。这种割裂折射出化学与环境关系教学的深层困境——学生能准确描述酸雨的化学成因，却无法解释家乡河流为何富营养化；能背诵温室效应原理，却对社区垃圾填埋场的甲烷排放无动于衷。当环境教育沦为口号式的“减少使用”“回收利用”，化学学科特有的科学思维与方法便失去了介入现实问题的支点。探究式教学以其“以问题为锚点、以实践为路径、以建构为归宿”的本质属性，为弥合这一裂痕提供了可能。它让学生在检测本地水样的硝态氮含量、分析校园PM2.5来源、设计土壤重金属钝化方案的过程中，将抽象的“化学平衡”“氧化还原”等原理转化为守护环境的科学工具，使化学知识在真实问题的解决中获得生命意义。

教育改革的浪潮正推动化学教学从知识传授向素养培育转型。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》将“科学探究与创新”“科学态度与社会责任”列为核心素养，要求化学教学“关注化学与环境的相互作用”。这一导向直指传统教学的痛点：环境主题教学常因缺乏深度探究而流于表面。当学生面对“如何减少校园塑料污染”这类现实问题时，若仅停留在“减少使用”“回收利用”等泛泛而谈的层面，便无法理解塑料降解的化学机制、替代材料的性能差异等深层知识。探究式教学通过设计“可降解塑料与普通塑料降解速率对比实验”“校园塑料废弃物成分分析”等任务，引导学生用化学方法解决环境问题，使抽象的“高分子结构”“氧化反应”等概念转化为可操作的探究工具。这种教学范式不仅契合新课标要求，更重塑了化学与环境关系的认知框架——化学不再是环境问题的制造者，而是环境治理的科学利器。

三、理论基础

研究深植于建构主义学习理论与环境教育理念的融合土壤。建构主义认为，知识并非被动接受的结果，而是学习者在与环境互动中主动建构的意义。当学生围绕“本地水体重金属污染”开展探究时，他们不是被动接受“重金属的危害”这一结论，而是通过采样、检测、分析、论证等环节，自主建构“重金属迁移规律”“化学沉淀法去除原理”等知识体系。这种基于实践的意义建构远比单纯记忆概念更为深刻，正如皮亚杰所言：“理解就是将新经验同化到已有认知结构中，并重构认知结构的过程。”环境教育则强调通过体验式学习培养环保意识，二者的交汇点在于：真实环境问题的解决需要学生主动调用化学知识，在探究过程中完成对化学原理与环境关系的深度理解。

社会建构主义为研究提供了方法论支撑。维果茨基的“最近发展区”理论指出，学习是在社会互动中实现认知跃迁的过程。探究式教学正是通过创设“专家共同体”——教师作为引导者、同伴作为协作者、环境问题作为真实情境，帮助学生突破个体认知局限。例如在“酸