基于核心素養的初中化學探究實驗教學模式研究

郭鳳

化學作為一門以實驗為基礎的自然學科，探究實驗是化學學科的重要組成部分，探究實驗具有開放性、綜合性、可視性、趣味性等特點，是提升學生化學學科思維、建構學科知識、加強團隊合作意識的重要途徑之一。教師要精心設計探究任務、引導學生積極外顯思維過程、自主發現問題、及時反思修正，直至完成探究任務，該教學過程稱為即時反思+可視化探究實驗教學模式。該模式能夠激發學生學習化學的興趣，幫助學生掌握核心知識、形成學科學思維，提升學生科學探究與實踐能力，培養學生的科學態度與責任，是提升學生核心素養的有效途徑之一。

一、實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的條件

合理劃分學生層次是實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的首要前提。依據學生的知識掌握情況和能力水平將其劃分成A、B、C三個層次。在探究過程中，C層學生主要在簡單任務中擔任可視化描述任務，B層學生在中等難度的任務中擔任可視化設計任務，而A層學生在復雜任務中擔任可視化設計任務。學生層次劃分是否科學、合理，直接影響著最終的分層教學效果。小組長自主安排任務分配情況，既培養組長組織能力，也有效調動學生的探究積極性和團結性，充分發揮小組合作學習的價值。

設置分層任務是實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的必要環節。在將學生劃分成不同的層次之后，教師需要針對不同層次的學生設置與其相符的學習任務，以分層任務為驅動、以小組合作為途徑，實行小組長負責制，小組長評價各層任務的落實情況，協調、調動小組成員參與，展開探究實驗的思考與探索。

教師給予指導是實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的有效補充。教師在教育教學中應當充分尊重學生學習的主體地位，意識到學生在認知上的不足，并在學生需要幫助的時候給予他們必要的引導與幫助。以學生的學習行為為主線，以生為本，發揮教師的主導作用。

營造良好的課堂探究氛圍，激活學生學習化學的興趣，學生敢于各抒己見、勤于溝通交流、擅于質疑發問，是實現即時反思+可視化探究實驗教學范式的可行性條件。教師力求引導學生找到探究實驗的方法，激勵學生有條理、系統性描述設計過程，要抓住要點，而不是簡單鋪陳，機械灌輸。當學生在設計過程中遇到困難時，教師及時引導學生對任務進行即時思考并修正，提出解決策略。

思維可視化為教學效能的系統性提升提供了新的支點，借助實驗簡圖、流程圖、思維導圖等簡潔形象的圖示將思維可視化，以化學知識為載體，系統性發展學科思維，是轉變教學方式、調整教學焦點、發展提煉、概括、推理、分析等思維能力的有效途徑，并使學生學會追問、比較、整合等解決問題的能力，大大提升化學教學效能，促進教學評一致性的課堂有效推進。

二、實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的教學步驟

第一步：教師深度備課，設置分層任務；

第二步：學生閱讀教材，在教師的引導下明確探究實驗的探究目標；

第三步：學生自主思考，初步設計探究方案；

第四步：學生表述初步探究方案、產生思維沖突、即時反思、修正方案；如果產生自我解決不了的思維沖突時，小組助力或班級助力，直至每一次思維沖突都得以解決。

三、實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的流程

第一種途徑：自主（或小組）設計探究實驗方案→描述探究方案→產生思維沖突→即時反思→修正方案并繼續進行→再次產生自我沖突→即時反思→修正方案→……→完成探究方案→整理設計過程，可視化探究方案。

第二種途徑：自主（或小組）設計探究實驗方案→描述探究方案→產生自我沖突→即時反思→無法完成修正→小組助力或班級助力修正方案（教師點撥）→再次產生自我沖突→即時反思→修正方案→……→完成探究方案→整理設計過程，可視化探究方案。

反思與可視化設計過程不是割裂進行的，即時反思與修正方案相繼發生，可視化方案同步生成。可視化方案的方法多種多樣，可以利用流程圖，可以繪制思維導圖，可以畫樹狀圖等，學生自主選擇。

以探究二氧化錳的催化作用為例，展示實施即時反思+可視化教學模式的過程。

小組長根據學生的層次劃分A、B、C三類。

教師設置如下分層任務。

任務一：猜想二氧化錳對過氧化氫分解產生氧氣的速率有無影響，說一說你的探究思路。

任務二：探究二氧化錳在反應前后質量有無變化。

任務三：探究二氧化錳在反應前后的化學性質是否變化。

學生自主學習，明確探究實驗目的。

任務解決過程如下。

任務一：小組長負責先讓基礎較薄弱的學生（C類）說一說想法，提升學困生參與學習的熱情，培養良好的探究氛圍。

C層學生：結合教材，自主思考并簡要描述，具體如下。

描述1：向盛有過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，觀察產生氧氣的快慢。

描述2：先向試管中加二氧化錳固體粉末，再向試管中加過氧化氫溶液。

產生思維沖突：向試管中添加固體和液體藥品的順序是什么？如何判斷二氧化錳提高過氧化氫的分解速率？

及時反思、小組成員交流：向試管中添加藥品時，先添加固體藥品，再添加液體藥品；設置對照實驗。完成任務一的思路設計。

任務二：小組討論，用托盤天平稱量反應前后二氧化錳的質量來判斷。

B層學生：在完成任務一的基礎上，自主思考并簡要描述；

再次沖突：在過氧化氫溶液中的二氧化錳如何稱量。

教師點撥：通過過濾、洗滌、干燥，用托盤天平稱量二氧化錳的質量。

任務三：有的小組交流后仍無法解決，尋求組間幫助或求助教師；有的小組討論出結果，向試管中繼續加過氧化氫溶液，但是不確定方案是否最佳。

A層學生：在完成任務一、二的基礎上，自主思考并簡要描述。

師生交流：教師點撥完善探究方案，等反應結束后向試管中加入過氧化氫溶液，觀察，反應重新開始。重復上述實驗，反應重新開始。說明二氧化錳能加快過氧化氫分解速率，過氧化氫起催化作用。

可視化探究過程：小組繪制探究方案流程圖示，展示分享成果。

四、實施即時反思+可視化探究實驗教學模式的意義

化學實驗對全面發展學生的核心素養有著極為重要的作用，通過探究實驗有效激發學生的化學學習興趣，是課堂落實教學評一致性理論的重要途徑之一。在設計探究過程中學生善于質疑、敢于發問、勇于發言，積極動手繪制圖像或演示實驗操作等，課堂學習氛圍濃厚，發展了化學科學思維，增長了實驗操作技能和實踐能力。小組成員團結協作、攻堅克難，提升了學生的團隊精神。

在實施該模式的教學過程中，課堂氛圍快樂輕松，學生思路開闊，全身心地投入到探究過程中，對不確定因素深入探究、集體討論直至問題得到解決，養成了崇尚真理、嚴謹求實的科學態度。