初中化學實驗教學培養學生科學探究能力的要點分析

摘要：化學實驗是初中化學教學的重要內容，也是培養學生實踐和探究能力的重要途徑.科學離不開探究，化學學習離不開學生的實踐和探究，化學實驗是化學教學不可缺失的教學途徑.化學教學中通過化學實驗，可以培養學生的動手能力和探究精神，引導學生從被動學習轉向主動探究.

關鍵詞：能力培養；科學探究；實驗教學；初中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2023）08-0116-03

收稿日期：2022-12-15

作者簡介：嵇美麗（1974.10-），女，江蘇省連云港人，本科，從事初中化學教學研究.

在初中化學教學中，化學實驗是不可或缺的組成部分.在實驗過程中，學生可以清晰地看到書本中描述的化學反應過程、很多自然現象的變化過程等，這種直觀的視覺沖擊會帶動初中生的思維意識，使其腦海中出現很多前所未見的想法、畫面.為了“撥開迷霧，尋找真相”，初中生會從“被動接受知識”逐漸轉變為“主動探究未知事物”.從方法論、學習論的角度進行理解，上述“從被動向主動轉化”的過程實際上便是主動探究能力的提升.

1初中化學實驗與培養學生科學探究能力的契合性分析

科學研究起源“問題”，而問題本身可以分為兩種類型：其一，經驗問題.這個分類角度主要關注經驗事實與科學理論之間是否相容——經驗事實是否能夠對一種理論起到支撐或否證作用.在此基礎上，一種尚未得到證實的理論是否具有前瞻性，是否能夠對未來的實驗事實進行有效預測；其二，概念問題.該分類角度主要關注理論本身是否存在自洽性和洞察力，涉及整個科學理論的基礎和核心.對初中階段的教育教學而言，培養學生科學探究能力暫時無須提升至概念問題的高度，只需圍繞經驗問題開展定向教學即可，深層邏輯在于：初中學生雖然已經在一定程度上形成了知識體系，但知識積累量畢竟尚淺，除了極個別天賦異稟的初中生之外，絕大多數學生都需要在教師的引導下，以“不斷定向獲取新知識”為主要學習目的.在上述前提條件下，學生在學習過程中最常見的現象是：如果只是機械性地被動接收教師教授的知識，則相當一部分學生會不自覺地產生厭惡之情，或是知其然而不知其所以然，無法對知識點進行深入理解.

化學實驗能夠將書本中記載的內容以“可視”形式呈現在學生眼前，這實際上是一種哲學思想的體現，即“眼見為實”，親眼看到、親耳聽到的畫面和聲音具有強烈的真實感，會令學生印象深刻.

親手做化學實驗的過程會進一步激發學生的探索之心，學生很可能出現以下心理活動：（１）課本中記載的某種化學實驗的開展流程重點強調了先做×××、后做×××；（２）按照常規流程順利完成了實驗，已經印證了課本所載內容的重要性，那么是否可以嘗試將實驗次序顛倒，看看會發生什么情況.至此階段，學生的“探究性思維”已經得到了激發.后續的能力培養重點便需集中在“科學”方面.依然從哲學角度進行分析，可以得出的結論為：科學探究能力是方法論的一種具象呈現形式，圍繞問題進行解析時既要有敢于挑戰問題的信心與勇氣，同時又不能盲目，必須以科學的方法對問題進行全面分析.只有如此，才能兼顧科學性與探究性.如上文提到的初中生做化學實驗時產生的心理活動中，有一些明顯與科學性相悖，課本中明確記載的“注意事項”是經過前人多次印證后給出的經驗教訓，是非常嚴肅的內容，不能僅僅在好奇心、探究心的驅使下進行嘗試，并不是“絕對不能嘗試”而是需要在滿足特定條件下，做好充分準備后方可嘗試，否則相關行為不僅違背了科學性，也不是真正意義上的探究性思維.總體而言，初中化學實驗與科學探究能力培養之間高度契合，初中化學教師應該引起重視.

化學實驗不能只看實驗結果，要重視學生化學實驗的過程.初中化學實驗主要是教材安排的化學實驗.通過化學實驗幫助學生更好地理解化學現象和化學原理.是重要的化學學習的實踐活動，也是鍛煉學生化學實踐能力的重要途徑和環節.

2初中化學實驗中培養學生科學探究能力的有效方法

2.1圍繞生活常見現象做化學實驗，激發學生的主觀探究性

初中教師應以日常生活中隨處可見的事物作為原材料，對課本所記載的實驗過程進行演示，以達到激發學生興趣，使其初步具備探究知識之心.具體的實驗選擇以及培養學生科學探究能力的可行性方法為：“鐵生銹”在日常生活中較為常見，每一名學生幾乎都見過銹跡.圍繞這種現象做化學實驗，主要目的集中在以下五個方面：其一，使學生對日常生活中普遍存在的“鐵生銹”問題進行正確認知，明確“鐵生銹”過程必須消耗空氣中的氧氣；其二，使學生知道被酸溶液、濃鹽水浸泡過的鐵制品更容易生銹；其三，知道使用稀鹽酸能夠有效去除金屬鐵表面存在的鐵銹；其四，使學生初步掌握有效防治鐵生銹的方法；其五，使學生懂得通過化學知識，對資源進行合理利用的方法.實驗過程的每一個環節以及對學生科學探究能力培養的側重點如下：其一，實驗材料的準備.將一根廢棄的鐵絲切割成幾個小段，放入燒杯之中，之后向燒杯內加入5mL稀鹽酸，浸泡除銹后的鐵絲一段時間；其二，靜置燒杯一段時間之后，對放置于稀鹽酸溶液之內的鐵絲進行觀察，由學生自行總結燒杯內發生的變化：稀鹽酸溶液變成黃色，鐵絲表面的銹跡消失.如果時間比較長，則還能夠看到鐵絲表面出現少量氣泡；其三，將表面銹跡已經得到清除的鐵絲取出并放入錐形瓶內，向其中加入3mL濃鹽水，之后使用帶有導管的單孔橡皮塞封住錐形瓶口，將導管的另一端放入裝有紅色墨水的燒杯中.經過一段時間之后，同樣引導學生對化學反應情況進行自主總結：錐形瓶內的鐵絲表面出現紅色的固態物質，與裝有紅墨水燒杯相連（導管深入燒杯紅墨水之下）的導管端有紅墨水倒吸.

在上述實驗中，第一、第二兩個環節主要對學生進行以下引導：（1）使學生思考向表面有銹跡的鐵絲加入稀鹽酸的目的是什么？（2）鐵絲表面的銹跡為什么加入稀鹽酸并浸泡一段時間之后，鐵銹便會消失.第三個實驗環節對學生的引導為：（1）鐵絲表面銹跡逐漸消失的過程中，稀鹽酸溶液的顏色為什么會出現變化，且鐵絲表面為什么會出現氣泡？（2）表面銹跡被清除的鐵絲接觸濃鹽水一段時間之后，表面為什么出現了紅色固體物質，這些物質的主要成分可能是什么？（3）與紅色墨水接觸的導管端為什么會出現倒吸現象？上述問題都是基于化學實驗過程中發生的現象，進行“倒退”之后進行提問，目的在于帶動學生的思維，使其對現象產生的原因進行思考.在這個過程中，化學教師應該組織學生進行自主總結，并對自己給出的結論進行解釋，由其他學生進行思考，判斷相關解釋是否合理.

2.2通過嚴謹的實驗教學，培養學生系統性科學探究思維

通過基礎化學實驗成功激發初中生的主動探索興趣之后，教師的工作重點應該進行調整，需要將“探究思維”與“科學”相結合.依然以上述“鐵的銹蝕”化學實驗為例，體現“科學性”之處為：帶領學生按照既定流程完整地撰寫實驗報告.也許在很多人看來，撰寫實驗報告是一項最基礎的工作，與“科學性”之間沒有過多的聯系.但恰恰相反，流程完整、措辭嚴謹、真實性強的實驗報告最具本質性和基礎性，即通過閱讀一名學生撰寫的實驗報告，能夠在一定程度上看出該學生的學習態度，是否在探究的過程中彰顯務實精神，實事求是同樣是最基本的科學思想.比如在“鐵的銹蝕”實驗報告中，在“實驗用品”環節中，學生必須寫出錐形瓶、燒杯、帶導管的單孔橡皮塞、鑷子、剪刀、稀鹽酸、濃食鹽水、紅色墨水、舊鐵絲（與上一條一樣）.這些物品均是實驗必備用品，涉及的科學思維包括：（1）單孔橡皮塞有前置條件：帶導管.如果沒有表達出“帶導管”，便容易使閱讀該報告的其他人出現理解錯誤；（2）在實驗進展期間，學生可以對照實驗報告中列出的材料，并與實驗中真正使用的材料進行對照.如果發現報告中記載的某種材料或設備并沒有在實驗中使用，則學生應該思考“因何原因導致這一結果”，是否在實驗過程中出現了某些錯誤的操作，或是在實驗期間突發奇想，確實沒有使用原來計劃中的某種材料或設備的必要性.總之，這種實驗的習慣本身具備較強的科學性，可以幫助學生在形成探究思維的過程中，養成良好的行為習慣，對未來發展有益.

化學實驗的方法和途徑很多，對于初中學生，實驗、調查和研究都可以培養學生的實驗態度和探究精神，例如，在教學中可以通過調查研究，帶領學生了解我國現有的地域資源和化學資源，包括煤、石油、天然氣以及諸多礦產資源豐富；鎢、銻、稀土、鋁等金屬儲量均居世界前列，也是因為這一原因，為我國現代化的化學工業建設提供了必要的物質基礎，科學研究的發展也得到了有力的支持.通過這種方式讓學生對資源的開發和利用有著正確地認識，并且激發學生為祖國建設奉獻力量的使命感與責任感.除此之外，我國是世界范圍內最早合成蛋白質的國家，并且隨著現代社會經濟發展和科學技術發展速度的加快，有機化合物在生活中的應用越發廣泛.

在化學教學的生活化的教育教學實踐中，教師可以根據實際情況從多個角度入手，引導學生主動參與教學參觀和社會調查.

在社會實踐中去加深對化學原理的理解，在實踐活動中去學會學習，學會實踐.

2.3建立完善的實驗演示評價機制，提高學生的評估性探究意識

在化學實驗過程中，教師還應建立完善的實驗演示評價機制，引導學生逐漸形成科學評估性探究意識.比如上文提到在集思廣益、共同探討化學實驗中出現的某些現象時，一些學生給出的觀點很可能與正確答案之間存在較大的偏差.但在科學探索的道路上，“允許別人完整地發表自己的意見”是一種非常重要的能力.原因在于：即使在一些錯誤的結論中，也存在某些可取之處.比如在傾聽他人陳述時，作為“傾聽者”，可以對他人觀點中的邏輯不通之處進行深入思考，對比自己的思考邏輯，審查自己是否存在同樣的錯誤.這便是“科學性的評估思維”.如果在他人陳述的過程中總是粗暴地打斷，或是對他人的觀點嗤之以鼻，自以為掌握了“真理”，可能終有一日會令自己吃大虧，這不利于學生的長遠發展.由此可見，科學探究能力必須建立在科學探究思維之上，而科學探究思維具有廣義性，涉及的內容除了具體的知識之外，還會延伸至哲學層面.教師在指導學生做化學實驗的過程中，應該對上述內容進行巧妙地滲透，從而達到培養學生的目的.

綜上所述，初中化學實驗由于具備較強的直觀性，能夠將課本所載內容以實物景象的方式呈現在初中生的面前，故能夠在很大程度上激發學生的興趣.當初中生對課堂教學內容產生興趣之后，便是在某種程度上具備了主觀探究性，可以在沒有他人督促的情況下投入對未知知識的探究.但該階段的學生在探究過程中大概率缺乏“科學思維”，采用的方式方法存在瑕疵.基于此，教師必須注意培養學生的科學思維，只有當“科學”與“探究”深度融合，幫助學生真正形成科學探究能力時，教育教學的目的才能實現，這對學生終身學習大有裨益.

參考文獻：

［1］于仲秦.發展科學探究能力促進科學素養提高[J].中學化學教學參考，2003（22）：16-17.

[2]詹琪芳.巧用實驗異常培養學生科學探究能力[J].教育與裝備研究，2019（05）：43-45.

［責任編輯：季春陽］