初中化學實驗中學生探究能力的培養

尤海燕

探究能力是學生靈活運用已掌握化學知識、經驗、技能，探尋、研究、思考未知或已知事物的能力。教師在初中化學實驗教學中，應以學生為中心，以實踐應用技能為導向，指導學生在多樣化的實驗探索中，獨立收集信息，自主制訂計劃解決實際問題，讓學生在豐富多樣的學習體驗中，把握問題本質，提升和發展探究學習能力。初中化學實驗有利于學生在實踐中掌握知識，發展理性思維、探究精神與實踐創新能力，教師在課堂教學中應強調學生的主體作用，引導他們主動參與、發現問題，靈活運用化學知識解決問題。讓學生在探究解決實驗問題的過程中，自主分析、思考各種異常現象，促使學生在探索解決問題的過程中，能始終立足于化學學科視角提出創造性的解決方法。化學學科知識揭示了原子、晶體結構與性質間的內在關系，是研究物質性質、結構、組成的自然科學。教師在化學實驗教學中，要堅持以學生為中心、為根本，引導他們結合已有的生活經驗和知識技能自主探索思考，理解抽象、復雜物質的變化規律、結構、性質。探究是學生通過觀察、分析、閱讀、思考、實驗、討論等途徑去主動學習的能力，教師應確保教學過程的開放性、互動性與民主性，鼓勵和引導學生在相互質疑、探索學習中發展科學思維與探究學習能力，實現對化學知識概念的深層理解。

一、創設實驗任務，挖掘探究潛能

探究能力培養下的化學實驗教學活動，要圍繞問題展開，引導學生在實踐思考和操作分析中，自主歸納知識要點，總結和掌握知識與方法。教師在化學實驗教學中，要用具有針對性的問題激發學生思維能力的求異性和靈活性，讓學生在趣味性、探究性的問題任務思考下概括、分析科學事實，理解抽象、復雜的化學知識和概念原理。

例如，在教學“空氣”時，教師以“了解氧氣、氮氣、稀有氣體的主要物理性質與用途”為探究點，提出難度適度、邏輯合理的問題，指導學生自主完成“測定空氣里氧氣含量”的實驗流程，目的是讓學生在富有開放性的問題探究中，親自操作、觀察、分析、了解空氣組成，鍛煉自身獨立思考和判斷、探究的能力。空氣瞧不見、摸不著，但是人人都離不開。教師：“我們身邊有藍天、溪水、白云、陽光、綠樹，自然界都依靠空氣維持生態平衡，同學們是否能用一個簡單的實驗，說明空氣確實存在于我們身邊？從學生熟悉的話題入手，激活學生的探究思維，引導學生自己去動手實驗，根據拉瓦錫的研究結果，查閱資料信息，尋求問題答案。教師：“拉瓦錫在實驗中是如何發現氣體減少了1/5的？”教師向學生講述拉瓦錫發現空氣組成的實驗裝置和故事，啟發學生有目的性地仿照、觀察實驗現象、記錄實驗結果，測定空氣里氧氣的含量，“我們在實驗中，氣體減少的體積小于1/5？為什么？”“拉瓦錫研究結果，氧氣約占1/5，為什么？”“水面上升不滿1/5的原因是什么？”“紅磷熄滅后瓶內還有沒有殘余的氧氣？”教師指導學生的探索過程，讓學生獨立記錄，基于實驗數據進行分析、交流、辯論，把自己的實驗過程進行總結、梳理。學生：“裝置漏氣或紅磷不足？”“當氧氣含量低時，紅磷不能繼續燃燒。”教師要合理組織學生歸納空氣的主要成分：有與紅磷反應的氣體——氧氣。讓學生在實驗現象的進一步深入分析中，結合實驗現象，自主搜集相關信息資料，歸納空氣的組成，得出自己的結論和解釋，形成獨立探索精神與探究分析能力。

教師在實驗教學中培養學生的探究能力，要注重對學生差異思維的激發，引導學生結合已有經驗和知識，從多角度去驗證、判斷、推理，運用化學知識解決問題。探究是一個質疑、發現的過程，教師要引導學生在動手、動腦的觀察、實驗、思考中自行探究并掌握知識原理，發展探究思維與能力。

二、交流思考創新，深入質疑探究

教師在化學實驗教學中，要把學習的主動權交給學生，啟發學生從化學概念、規則等角度，對于實驗演示中的問題進行猜想、推理、假設，讓學生在問題的論證、類比、觀察、分析中，借助化學知識反復實踐、認識，獲取準確數據與結果。教師要起到組織者的作用，支持學生在實驗、討論、交流與設計中，不斷改進、調整、探索，促使學生在探究中對實驗中的疑點進行深入的思考，發展學生的思維想象力、創造力和探究能力。

例如，教學“燃燒的條件”時，為了讓學生深刻掌握物質燃燒的條件，教師在學生獨立實驗前，可組織學生說一說燃燒時觀察到的現象，思考“為什么篝火中的木材要架空？”“生活中點燃火柴時，劃火柴是為了達到什么目的？”培養學生的探究、歸納和抽象思維能力，讓學生在觀察、探索中，能利用物質燃燒的條件建構化學知識概念，解釋日常生活中的燃燒現象，激發學生對化學知識的學習興趣。教師：“燃燒是生活中的常見現象，火的應用給人類帶來了文明和進步，但如果我們不善于防火和正確使用，又會給生產、生活帶來危害，下面我們一起進行實驗探究了解燃燒的特征。”組織學生思考、觀察實驗，“點燃火柴和石塊，觀察是否可以燃燒。”“常溫下的蠟燭是否可以燃燒，點燃后呢？”給燃燒下定義：發光、發熱、氧化反應。“什么樣的物質，在什么條件下會燃燒？做出一些合理的猜想。”“火柴可以燃燒，石塊不能燃燒，說明什么？”教師要結合實驗現象，讓學生在動手、動腦中探究燃燒的條件，發現新問題，讓學生在積極思考的學習狀態下，與已有的生活經驗建立聯系，認識燃燒的條件。教師要啟發學生通過獨立思考從微觀視角探究物質世界，讓學生在實驗數據的支撐下，合作、交流、觀察、猜想、證實，能根據相關的化學性質、進行歸納、探索，拓展科學思維，提高探究思想品質。

在化學實驗教學中，教師要成為學生的啟發者和誘導者，組織學生在自主交流中發現問題、提出問題、獲得證據、作出解釋，進而通過邏輯推理探究，對已知的實驗數據信息展開概括、分析，準確抓住事物的關鍵要素，提出個性化的新穎論點。

三、獨立設計實驗，主動探究疑難

在化學實驗教學活動中，教師要統籌考慮化學的科學應用價值等核心要素，精心設計化學實驗項目主題，組織學生在思考、實踐、質疑與探究中，獨立自主獲取感知、探索化學知識概念，加深學習理解。探究能力是學生在實驗中的創新和發現能力，教師要融合證據推理、社會生活、環境認知等元素，組織學生在有意義的目標引領下，獨立設計實驗流程，親身經歷歸納、反思、討論、檢驗、評價，主動建構知識，形成具備科學探究意識與獨立獲取證據和設計實驗方案的能力。

例如，教學“氧氣的實驗室制取與性質”時，教師可組織學生自主練習儀器裝配、完成氣體的收集、檢驗等相關操作，合作設計制取氧氣的方案，讓學生用已經掌握的化學知識，自主分析、討論進行實驗，并通過總結、評價進行思維激辯，從而提升探究能力，豐富認知經驗。“我們可以用分解過氧化氫溶液，加熱混有二氧化錳的氯酸鉀固體的方法制取氧氣。”“為什么不能選擇氧化汞？”（汞有毒性，氧化汞加熱會生成汞和氧氣）而且過氧化氫分解制取氧氣的方法，操作簡便、便于收集，適合實驗室制取少量氣體。教師可組織學生自主選擇裝置，獨立設計制取氧氣的方案，規范操作親自動手制取氧氣。教師要把握好教學方向，始終以發展學生科學探究能力為突破口，引導學生自主發現、提出、思考、討論、記錄制取氧氣的步驟和方法，并能結合現象獲取解釋和結論，驗證各種實驗方法。“如果制的氧氣不純，你認為可能是什么原因？”教師既要及時發現、指出、糾正學生的錯誤，又要恰當評價，鼓勵學生的新想法，讓學生在自主分析、討論、歸納實驗現象的過程中掌握學習方法，“夾取一小塊木炭，在酒精燈上加熱到發紅，由瓶口向下緩慢插入收集到的氧氣中”觀察現象、用語言文字表達。“燃燒停止后，加入少量澄清石灰水到集氣瓶里，震蕩，有什么現象？”教師要為學生提供展示成果的機會，組織學生分組實驗、討論、記錄、表達實驗現象，讓學生在總結實驗規律、解釋問題的過程中，讓學生在實驗成果中能相互分享經驗，充分發揮自身的探究思維潛力，不斷改進、糾正思路，將知識轉變為探究能力與學習素養，促使學生在持續性的反省、調整與建構中，實現探究能力與化學素養的綜合發展。

教師在實驗教學中可設計制作方案、實驗、探究、展示成果、評價五個實踐環節，讓學生在自由、獨立的綜合實踐中，能結合信息資料和問題自主探索，親身經歷知識技能的形成與發展。教師在探究能力培養的導向下，要從學生熟悉的事物、經驗、環境入手，讓學生在實驗流程中，能始終以積極主動的情感態度和探索精神自主分析，獨立制訂實驗計劃，促使學生在發展探究精神和能力的基礎上，建構對化學理論知識的深層理解。

總之，教師在初中化學實驗中培養學生的探究能力，要突破傳統講練教學模式的局限性，開闊學生的體驗和探究空間，引導他們在自由、自主的學習體驗中，始終能以積極主動的學習態度動腦、動手，持續性地不斷提高自身的創新精神與探究能力。實驗學習在于深入透徹理解物質形態的多樣性。教師一方面要注重對學生的客觀評價，另一方面要設計科學、恰當的學習任務，以幫助者和引導者的身份，調動學生的情感體驗，讓學生在有意義的討論與探究學習中，能基于自身的理解對實驗過程進行深刻的概括、反思、歸納，促使學生在多樣、自主的實驗操作中實現全面發展。