基于學科思維培養的初中化學實驗探究課

王霞

【摘要】在培養學生的學科思維過程中，課堂教學發揮著非常關鍵的作用?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，通過實驗才能領悟到化學世界的奧妙，因此，實驗探究是培養學生化學學科思維的重要渠道和方式。本文以“探究是什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”為教學案例，對化學學科思維的內涵、初中化學實驗探究課中學科思維培養以及基于學科思維培養的初中化學教學方法進行了簡單研究。

【關鍵詞】學科思維;培養;初中化學;實驗探究課

在初中化學學習過程中，豐富多彩的化學實驗能使學生產生濃厚的學習興趣和探究欲望，同時也可以促進學生的學科思維能力?；瘜W實驗創設的生動活潑的教學情景對學生有著無窮的吸引力，能夠迅速誘發學生學習化學的內在動力，促進學生有效領會化學知識，培養和掌握基本的實驗技能。此外，在這個過程中，培養了學生的探究思維，使學生的學科思維得到了啟迪。學科思維是學科學習的靈魂，對于學科學習具有重要促進作用，因此，教師在日常教學過程中，要通過科學合理的方式，有效培養學生的學科思維能力。

一、化學學科思維

學科思維簡單來講就是一種思維方法及價值觀，在學科學習中，它是核心和靈魂。學科思維是在學科學習中逐漸形成的，學生學習和內化學科知識，然后在思維中逐步形成穩定的思考、解決問題的方式方法就是基本的學科思維形成過程。對于化學學科而言，它的學科思維培養也是這樣一個過程，即學生站在化學的視角，從認識簡單的化學物質開始，逐步深入，在不斷地學習化學知識的過程中，形成相對穩定的思考和解決化學問題的思維方法。在學習化學知識過程中，化學思維培養是一個重要的階段和過程，學生從化學知識框架的建構，到化學基本觀念的生成，再到化學素養的養成這個過程中，化學思維發揮著重要的引領作用，引導著學生對化學的學習不斷深入，促進學生化學學習能力的有效提升[1]。

二、初中化學實驗探究課中學科思維的培養

碳酸鈉是一種重要的鹽，涉及碳酸鈉的知識是化學的一個很重要的內容，同時它也是化學學習過程中的一個難點。為了培養和提升學生的化學學科思維，我們以“探究是什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”的教學為例，通過實驗探究課，對這一問題進行深入的研究和探索。

1.通過學習興趣引出問題

知識是學科思維培養的基礎，有效的學科思維培養離不開學科知識的建構，在學科知識建構過程中，也要滲透一定的學科情感，具有了充沛的學科情感，學科思維也就有了源泉和動力，也就可以更好地促進學科思維的培養?；瘜W學科思維的培養也是一樣，所以，在課堂上，教師應積極加強學生的學科情感教育，培養學生對學科濃厚的情感，從而有效激起學生學習的興趣和動力，這樣學生就有了問題意識，具備了對學科知識的探索欲。

比如老師在課堂上講述“侯德榜制堿”的故事，讓學生交流自己從侯德榜身上學到的品質。這樣設計教學開頭的主要目的是讓學生通過對故事的了解，感受科學家身上那種為了突破科研難題鍥而不舍的鉆研精神，充分感受化學對社會進步發展所起的作用，從而有效激發學生的社會責任感，激發學生學習和探索的欲望，學生就會出現許多關于學習的問題，為了解決這些問題，學生自然而然地走進課堂，深入課程學習。

2.培養學科思維方法

在化學課堂教學中，教師要培養學生的證據意識和實證思維，化學學科思維的核心就是證據推理與模型認知，它反映和體現的正是化學學科的思維方法。在教學中，讓學生根據分析推理所收集的證據，以及自身已有的知識水平得出具體的實驗結論，在這個過程中培養學生的學科思維能力，而不是在課堂上，教師通過理論講解的形式直接告訴學生具體的實驗結果和事實，這樣學生沒有一個基本的探索過程，也就無法使思維能力得到有效的培養。因此，化學教師要引導學生觀察、實驗以及親自體驗，讓學生直觀的感受化學現象，清晰地看到化學實驗的變化的基本過程。化學實驗本身就具有復雜性，并且與眾多因素有關，只有讓學生親自參與到實驗中，親自研究論證，親自操作，才能真正培養學生的學科思維[2]。

在實驗中，教師提出這兩個問題：侯德榜制堿制出的是何種物質？設計怎樣的實驗可以證明它的溶液呈堿性？并要求學生進行驗證。這個驗證過程中讓學生設計兩種實驗方案，第一種就是將少量的樣品添加在試管中，然后在試管中滴入紫色石蕊溶液或者無色酚酞溶液，當溶液與樣品融合后，觀察其顏色變化;第二種是使用玻璃棒蘸取少量的樣品涂在PH試紙上，當樣品滲入試紙后，觀察試紙的顏色變化，然后再與標準的酸堿性比色卡進行對照。這樣設計的目的是引導學生從已經有的知識走進課堂，同時培養學生設計簡單實驗的能力，在課堂上，讓學生先進行思維的發散，設計各種方法，然后再將學生思維進行集中，學會選擇最佳的方案。在實驗中學生可以發現無色酚酞溶液比紫色石蕊溶液現象更加明顯，這就方便了后面的實驗探究。

3.形成學科思維

從微觀角度進行分析和解釋，運用符號表征宏觀的辨識結果這是學生在化學學習過程中最典型的學科思維形式。在課堂教學過程中，教師為了幫助學生對客觀世界有更加深刻和清晰的認識和理解，引導學生進行實驗探究，讓學生透過現象看本質，追尋事物的本來面目，從具體到抽象，從特殊到一般，讓學生形成宏觀和微觀相結合的學科思維。

在實驗中，學生根據教師提供的“酚酞溶液、稀碳酸、碳酸鈉溶液、氯化鈉溶液、氯化鈣溶液”這幾種溶液，通過劃分探究小組，探究“什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”，然后學生根據元素守恒的觀點，猜想的結果是 Na+、 CO32-、 H+、 OH-、 HCO3-。

通過前面的步驟將H+排除掉，而對于OH-和HCO3-讓學生課后查找資料進行探究，接著讓學生設計實驗進行驗證（如圖1）。

4.學科思維深化

在思維培養過程中，創造是思維的最高境界，在這里首先要培養學生的批判性思維，批判性思維就是要讓學生敢于質疑和不斷嘗試，從而在實踐探索中構建知識體系[3]。培養批判性思維能力對于學生學習新內容，掌握知識精髓，增強學習悟性和學習洞察力都具有重要作用。

在實驗中，教師要求學生對方案的合理性以及嚴謹性進行評價（如圖2），并做適當修改，這樣不僅培養了學生的表達能力，而且學生通過分析推理，證據意識得到培養，同時也使方案更加嚴謹。

5.留下懸念，增強學生的探索欲

在課堂教學中，教師注重學生學科思維的培養，這必定會使學生的學習能力不斷增強。教師要在課堂中通過問題的設置，讓學生進行深入的思考。

比如學生難以理解“碳酸根離子的存在使碳酸鈉溶液呈堿性”老師給學生解釋是由于溶液中的OH-引起的，然后讓學生通過查資料的方式探究CO32-在溶液中怎么轉化成OH-。

三、基于學科思維培養的初中化學教學方法

在培養化學學科思維的過程中，我們可以發現，它的培養方式不是唯一的，實驗探究課中的培養只是一方面，我們還可以通過學習基本概念與原理、元素與化合物、化學用語等內容，在教學中逐漸培養學生的化學學科思維，提升化學學習能力。

1.將學科核心素養與學科思維培養結合

在化學學科中，學科核心素養與學科思維培養相輔相成，有機結合且互相滲透。在化學學習中，宏觀辨識與微觀探析是學科思維方式，學生通過微觀實驗來探尋宏觀現象的本質原因，增強對化學知識的理解;證據推理與模型認知是學科思維方法，學生通過證據推理更好地得出實驗現象;科學探究是實踐，通過實踐的方式可以有效培養學科思維方法;化學學科最高級的思維形式就是創新意識與創新思維，這對于化學學科的學習具有重要意義;變化觀念與平衡思想的素養培養中，訓練學科思維品質，探究與歸納化學反應的條件和規律是初中化學著重關注的內容;屬于情感態度與價值觀的素養范疇的是科學態度與社會責任，這是帶有感性色彩的核心素養，而化學學科思維偏理性。在化學教學中，為了有效提升教學水平，將學科核心素養與學科思維培養結合是有效的方式。

2.創設真實的問題情境

創設的問題情景必須真實和直觀，這是基于學科思維培養的化學問題解決深刻關注的內容，化學問題的解決依賴于真實的情境與化學知識兩個方面，真實情境的創設有利于學科思維的培養[4]。在教學過程中，教師可以深刻體會到豐富的學科思維資源都蘊含在不同版本的教材中，但是這種學科思維是隱性的，教材顯示大多是學科知識，因此，教師要意識到埋藏在教材學科知識中的學科思維，充分挖掘教材資源將學科思維顯性化，更好地運用實際教學中，培養學生的學科思維。如充分利用教材中的實驗探究、插圖、實驗裝置圖等，通過有效的方式，挖掘出其中蘊藏著的學科思維。除此之外，教師自身的理論學習也非常重要，教師要不斷加強理論學習，深入探究學科本質，通過真實問題情境的創設，使學生解決實際問題的能力不斷提升。教師要深入研究和理解教材編寫的意圖，按照意圖設計教學方案，充分挖掘和發現教材承載的功能，有效培養學生的學科思維。

四、結語

總而言之，學生的學科思維培養是非常重要的，教師要提升對學科思維培養的重視程度，同時學生學科思維培養的路徑也是多樣的，教師要積極探索方式方法，在教學實踐中，有效培養學生的學科思維能力。

【參考文獻】

[1] 李文濤. 淺談初中化學實驗教學中學生探究思維的培養[J]. 新課程（中學）， 2017（6）.

[2]吳飛飛. 初中化學實驗教學課程的拓展研究[J]. 化學教與學， 2016（3）：79-81.

[3]楊紅錦， 梁吉成. 新課程背景下化學實驗教學中學科思維的培養[J]. 中學化學教學參考， 2016（18）：10-11.

[4]戴振洲. 在初中化學教學中如何利用實驗培養學生的思維能力[J]. 新課程（中）， 2017（6）：190.