初中化學實驗教學中培養學生科學探究精神的研究

摘要：化學實驗作為學生學習化學知識的重要部分，其通常能使學生更深層的理解與掌握相關理論知識.因此，在初中化學的實驗教學過程中，教師需注重培養學生參與實驗的興趣，引導學生在化學實驗中探究，注重學生的科學探究精神培養，從而使學生的科學探究能力得到顯著提高.

關鍵詞：實驗教學;科學探究;精神;初中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）17-0128-03

收稿日期：2022-03-15

作者簡介：唐愛華（1995.7-），女，江蘇省揚州人，本科，中學二級教師，從事初中化學教學研究.

1 初中化學實驗的教學現狀

目前，初中化學的實驗課教學中，明顯存在教學質量低的現象，再加上化學教師受應試教育的影響，過于注重學生的考試成績，這就使其將更多的關注點放在了成績相對優異的學生身上，而忽略了成績相對較差的學生學習與發展.同時，部分學校會將學生的考試成績與教師的教學績效掛鉤，這不僅會影響到我國的教育事業發展，而且還會抑制學生的綜合能力發展.化學教師在實驗教學中，大部分都是通過黑板實施知識講解，在講臺上將相關的化學實驗示范給學生看，學生則通過筆記的形式，將其中的知識點一一記錄，這就會影響到教學互動性的提高.還有些化學教師為了實現實驗課的教學時間節省，就會讓學生盡可能地吸收相關化學知識，而不會讓學生親自參與到實驗操作的過程，這種被動接受化學知識的狀況，就會使化學課堂的整體氣氛較為煩悶.另外，化學實驗的教學中，學生對于實驗學習的需求也更趨向于多樣化，而當前化學教材的實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗過程等都相對統一，雖然教師也會讓學生自主設計些實驗方案，但由于化學教師給的實驗器材相對統一，因此，獲得的結論也相對一致.長期以往，學生就會對化學實驗的學習喪失興趣，并致使實驗室中做實驗成了一種形式.

2 化學實驗與科學探究能力

在最新的化學課程標準中，將“科學探究能力”作為一項重要的教學目標，要求教師在組織和開展課堂教學時，應依據科學探究的基本要素，即：提出問題、猜想與假設、制作計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等，依據化學教學內容、初中學生的認知水平等，強化學生的科學探究素養.

基于初中化學學科的特點，實驗教學是教學的重中之重.基于學科素養下的要求，積極開展探究性實驗，依托化學實驗強化學生探究意識，發展學生科學探究能力，已經成為研究的重點.可以說，學科素養下的要求，初中化學實驗教學出現了明顯的發展變化，集中體現在：第一，更加具備延伸性.化學學科素養下，實驗教學承擔著明晰化學原理、鞏固理論實施、培養學生科學探究素養、激發學生學習興趣的任務.面對這一全新的實驗教學目標，教師不僅要重視實驗教學，還應緊緊圍繞“科學探究”的內涵，對化學實驗教學內容進行拓展、延伸，并設計出具有探究性的實驗教學方案，使得學生在實驗參與中，逐漸提升自身的化學綜合素養;第二，實驗教學應具備實用性.基于化學學科的特點，化學教師在優化實驗教學，強化學生科學探究素養的時候，還應關注化學實驗的實用性，使得學生在生活化的實驗中，對抽象的化學理論知識進行驗證、內化，最終在多角度思考、分析和解決的過程中，強化自身的科學探究素養.

3 初中化學實驗教學中培養學生科學探究精神的策略3.1 基于實驗觀察的求真精神培養

科學探究精神的核心就是實事求是，在真理的探索道路上，只有求真務實、實事求是，才能在實踐當中得出真知.伽利略曾說：“一切推理都是經過觀察和實驗得出的.”因此，在初中化學的實驗教學當中，想要通過形形色色的化學實驗探索到化學知識的本真，學生就需通過實事求是地對各種實驗現象進行觀察、分析與記錄.正是如此，各種各樣的實驗現象就成了化學理論性知識呈現的窗口.例如，對檢測空氣中氧氣含量的實驗進行教學時，實驗具體教學中，學生需秉持實事求是的心態觀察相關實驗現象，以此對空氣中的氧氣含量進行準確檢測.在該實驗中，學生就會觀察到相關的現象：紅磷在燃燒后就會形成大量的白煙，經過一段時間后，鐘罩中的水面就會上升到約1/5，通過該現象，不僅表現出紅磷在燃燒形成的白煙可以與水溶解，還表明了空氣當中的氧氣體積大約占了空氣整體的1/5，氮氣體積大約占了4/5.除此之外，通過該實驗，還表明了空氣當中的氮氣不支持燃燒.初中化學的實驗教學中，教師引導學生通過實事求是的精神觀察實驗，通常可以使學生在潛移默化中具備求真的科學探究精神.

3.2 基于規范操作實驗的求嚴精神培養

嚴謹規范不僅是實驗操作的前提，而且還是科學探究精神的關鍵.在化學實驗的各種操作中，學生需注重嚴謹規范的實驗操作原則，只有這樣，才能保證化學實驗的操作正確性，并保證其在化學實驗操作過程中的安全性，保證化學實驗的結果準確性.同時，科學探究的實驗開展，不僅能夠使學生親自參與到實驗操作，而且還能在實驗中產生自己的想法，并促使學生在實驗的探究中，實現思維碰撞，體會到每個學生的思維方式，并收獲到更多的知識.基于此，初中化學的實驗教學中，教師需引導學生嚴謹且規范的操作實驗，在循序漸進中培養學生形成求嚴的科學探究精神.例如，稀釋濃硫酸的實驗教學中，其規范的操作為：把濃硫酸沿著容器壁慢慢地注入到水中，如果水在燒瓶當中，就需通過玻璃棒將濃硫酸引流到燒瓶中，并通過玻璃棒進行不斷地攪拌散熱.濃硫酸的稀釋過程當中，若學生的實驗操作步驟相反，就會造成嚴重的事故.因此，學生需嚴謹規范地進行實驗操作，這不僅能探究得出準確的化學實驗結果，而且還能形成求嚴的科學探究精神.

3.3 基于創新設計實驗的求新精神培養

開拓創新既是科學探究精神的活力，又是促進科學不斷發展的重要源泉.實驗設計能使學生自身的綜合素質得到有效提高.學生在進行化學實驗設計時，通常需積極思考與探究，這就能夠使學生實現思維發散的同時，實現創新能力提高.化學教師在引導學生進行實驗設計的時候，可指導學生閱讀、查找些化學實驗的小竅門、實驗儀器用品、實驗裝置改進等相關資料，開闊學生視野的同時，啟發中學生的創新性與創造性思維，盡可能提供給學生相關的動手機會.例如，在學習氧氣的實驗教學時，在學生充分掌握了實驗原理及儀器用途的前提下，讓學生通過各種實驗器材、實驗步驟進行實驗裝置的組裝，開展實驗操作.當學生親自參與到操作后，引導學生對化學實驗中存在的優缺點進行對比，讓學生對其設計的實驗進行自主評價.在學生完成實驗設計后，教師可通過簡單點評，表優鼓差，促使學生做到再接再厲，自主完成相關實驗環節，以此將自主權交給學生，真正展現出人本化精神，從而使學生做到思動、口動、手動、互動.在化學實驗的教學中，通過引導學生進行創新設計，以實驗探究的形式獲得新知，這不僅能強化學生對于化學知識的學習興趣，而且還能使學生實現個性化發展，從而使學生形成創新思維.通過學生的自主設計以及分組討論的化學實驗開展，不僅自主性強、自由度大，而且還能夯實學生的知識，以促使化學實驗的教學效果得到切實提高的同時，促進學生觀察與實踐力的提高，從而使學生形成勇于創新的科學探究精神.

3.4 基于探究實驗問題引導的探究素養

縱觀傳統化學實驗教學現狀，教師受到應試教學理念的束縛，基本上都采用“口頭講實驗”、“按照教材演示實驗”的方式進行教學的.在這種實驗教學模式下，學生難以參與到課堂中，無法在實驗中進行思考和分析，制約了科學探究素養的形式.基于此，為了強化學生的科學探究素養，初中化學教師必須從傳統的實驗教學模式束縛中解放出來，結合實驗教學內容，給學生設置出一系列的探究性問題，借助問題的驅動，使得學生在思考、探究中完成化學實驗的探究學習.同時，學生在思考和分析實驗問題的過程中，也拓展了思維的深度和廣度，促進了科學探究能力的發展.例如，在“二氧化碳的實驗室制法”實驗教學中，教師就對傳統的“演示實驗”教學模式進行了改進，結合化學知識點之間的內在聯系，引導學生結合所學的知識，思考三個問題：以往所學的化學實驗中哪些化學實驗產生了二氧化碳？哪些實驗可以作為實驗室制取二氧化碳的方法？為什么？對氧氣和氫氣的實驗室制法進行對比，思考二氧化碳的實驗室制法的要點有哪些？在問題的引導下，學生結合所學的知識，很快就能提出碳酸鈣和酸反應、酒精燃燒等方式，可成為實驗室制取二氧化碳的實驗方案;接著，針對學生確定的實驗方案展開討論和交流，確定最終的實驗方案;最后，指導學生以小組的形式，圍繞實驗方案展開合作探究.在這一過程中，教師應結合實驗過程，通過一定的問題引導，指導學生對化學實驗過程進行觀察和思考，最終在探究中完成化學實驗學習.如此，不僅豐富了化學實驗教學手段，也促使學生在問題思考、合作探究的過程中，循序漸進提升了的科學探究能力.

3.5 基于實驗突發狀況強化科學探究素養

化學實驗本身就是一個動態化、復雜的過程，學生在實驗操作、探究的過程中，常常會發生一些意想不到的狀況，尤其是實驗失敗.基于此，教師應及時抓住這一時機，引導學生利用所學的知識，從失敗中找出問題，并圍繞失敗的原因進行思考和解決，促使學生在這一過程中逐漸強化自身的科學探究素養.例如，在“關于氧氣和鐵絲反應的性質”實驗教學中，按照實驗教學的要求，化學實驗中應達到的預期結果是：產生很多火星、黑色的固體.但學生在實驗的過程中，由于其急于求成導致實驗失敗.面對這一現狀，就引導學生從中找出實驗失敗的原因.接著，引導學生圍繞原因展開分析，有的學生在實驗中發現火柴燃燒時間過長，就會消耗大量的氧氣，無法觀察鐵絲在氧氣瓶中的燃燒現象;如果火柴燃燒時間過短，就無法產生足夠的熱量，難以實現鐵絲在氧氣瓶中的充分燃燒.針對這一現狀，引導學生對其進行改進，最終確定了運用無水乙醇作為燃料.如此一來，有效避免了火柴在實驗中出現的諸多問題，也使得實驗操作更加簡單.同時，學生在實驗失敗中，分析問題、解決問題，也逐漸強化了自身的科學探究素養.

綜上所述，初中化學的實驗教學當中，培養學生的科學探究精神，不僅能夠使學生親身經歷到化學實驗觀察、操作、分析、總結的全過程，而且還能使學生更加透徹地理解相關學習知識，并迅速地領悟到科學探究的思想與精神.

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[責任編輯：季春陽]