初中化學實驗教學中培養學生科學素養的分析

【摘要】在初中階段，學生接觸化學學科的時間較短。如何在短時間內激活學生的興趣、調動學生的思維，使學生充分參與到化學學習中，是每一個化學教師應重點思考的問題。教師也應思考如何通過開展化學實驗教學，達到培養學生科學素養的目的。基于此，文章以化學實驗為依托，分別從激活興趣、自主思考、合作探究三個角度入手，分析如何有效實現培養學生科學素養的目標。

【關鍵詞】初中化學；實驗教學；科學素養

作者簡介：裴元（1985—），男，江蘇省淮陰中學教育集團清河開明中學。

科學素養主要包含三方面內容，分別是了解科學知識、知曉科學研究的過程和方法、認識科學技術對社會和個人產生的影響。在化學學科中培養學生的科學素養，要求學生能夠掌握化學知識、掌握化學實驗的研究過程與方法、意識到化學能夠對社會和個人產生影響。基于此，筆者借助化學實驗教學，對學生進行科學素養的培養，旨在幫助學生夯實化學知識基礎、熟練運用化學研究方法。

一、依托實驗，激發興趣，奠定培養科學素養的基礎

（一）動畫展示

部分教室已經安裝電子黑板，教師能夠借助電子黑板為學生生動地演示化學實驗的操作過程。這對剛剛接觸化學知識的學生有重要的啟發意義，能夠切實激發學生對化學的學習興趣［1］。在進行化學實驗教學時，教師應合理利用電子黑板，激發學生的興趣，為學生奠定培養科學素養的基礎。

以滬教版化學九年級上冊第1章第2節“化學研究些什么”為例。在學習此課知識時，學生需要了解以下內容，分別是“物質的變化與性質”“化學研究物質的組成和結構、用途與制法”。在教學的過程中，筆者借助電子黑板展示動畫視頻，讓學生了解化學知識。

筆者從蠟燭燃燒入手，引導學生思考。筆者提問學生：“請同學們根據生活經驗思考，蠟燭在燃燒前、燃燒中、燃燒后有哪些變化？”學生的回答較為籠統。顯然，學生對蠟燭燃燒的現象沒有足夠的觀察。對此，筆者展示動畫視頻。在視頻中，蠟燭被點燃后，火苗逐漸由小變大，火焰層次逐漸清晰，時而會產生黑煙，隨著蠟燭主體的燃燒，火焰被逐漸拉長。學生在觀看動畫視頻的同時會思考：蠟燭燃燒與化學學習有怎樣的關系呢？這時，筆者便將學生的注意力由動畫轉移到課堂，為學生分析蠟燭燃燒時是如何進行化學變化與物理變化的。如蠟燭燃燒會產生二氧化碳與水，這是化學變化；固態的蠟燭熔化為液態，這是物理變化。在完成上述知識分享后，筆者繼續為學生播放關于“粗略測定空氣里氧氣含量的方法”的實驗視頻。視頻中，學生將點燃的紅磷迅速放置到集氣瓶中，并塞緊瓶口，而后用導管連接集氣瓶和裝有一定量水的燒杯。在紅磷進行充分燃燒后，打開導管上的彈簧夾，只見密封瓶內水面上升了。這一實驗主要說明紅磷燃燒對氧氣的消耗，造成瓶內氣體體積減小，進而使得壓強減小，因此，當彈簧夾打開時，燒杯中的水便流進密封瓶中。

在上述教學過程中，筆者展示化學實驗的動畫視頻，讓學生形象地了解化學實驗的過程。這能夠有效激發學生學習化學的興趣，提高學生的課堂參與度，為培養學生的科學素養奠定基礎。

（二）實際操作

教師可以采取指導學生實際操作的方式，讓學生親自嘗試接觸化學實驗，以此達到鞏固學生學習興趣的目的［2］。在此階段，教師可以選擇操作簡單的化學實驗供學生練習，這樣既能讓學生真正體會化學實驗的樂趣，也能確保實驗過程的安全。

以滬教版化學九年級上冊第2章第1節“性質活潑的氧氣”為例。在第一課時的學習中，學生需要掌握氧氣的物理性質與化學性質兩部分內容。其中，物理性質主要是氧氣的外在，如顏色、狀態、氣味、水溶性等，而化學性質則需要借助實驗進行探索。筆者指導學生開展“木條實驗”。實驗內容是將帶有火星的木條伸到盛有氧氣的集氣瓶中，觀察木條是否會燃燒。由于這是學生第一次親自進行實驗操作，他們會存在緊張、不知如何操作實驗的情況。筆者及時進行指導，幫助學生順利完成實驗。在實驗中，學生會發現當帶有火星的木條放置在集氣瓶中時，能夠復燃。接著，筆者引導學生按照實驗步驟，開展硫分別在空氣中燃燒和在氧氣中燃燒的實驗，并讓學生觀察硫在燃燒后產生了怎樣的化學現象。學生可以發現，在空氣中燃燒的硫，火焰的顏色為淡藍色，而在氧氣中燃燒的硫，火焰是明亮的藍紫色，并且放出一定的熱量。

教師應重視學生的實際操作體驗，讓學生在興趣的驅動下深層次地學習化學實驗知識，實現培養科學素養的目的。

二、依托實驗，自主思考，搭建培養科學素養的橋梁

（一）課前預習

在培養學生科學素養的過程中，教師應重視培養學生的自主思考能力，讓學生在自主思考中，不斷提升科學素養。基于此，在開展化學實驗教學時，教師便可借助課前預習的方式，讓學生自主了解化學知識、思考化學知識。

以滬教版化學九年級上冊第2章第2節“奇妙的二氧化碳”為例。在第一課時的學習中，學生需要知曉以下知識內容：第一，了解自然界中二氧化碳循環的知識，知曉溫室效應及其存在的危害，樹立“低碳生活”的意識；第二，掌握二氧化碳的物理性質及其三態轉化；第三，掌握二氧化碳的部分化學性質；第四，了解判斷分解反應、化合反應的方法。基于此，筆者為學生布置化學預習作業，其中包括基礎知識預習與實驗預習兩部分內容。在基礎知識部分，學生需要根據對教材的梳理，補全缺失的重點內容，從而掌握有關二氧化碳的基礎知識。在化學實驗部分，學生需要預習二氧化碳的化學性質。對此，學生需要結合教材內容，填寫實驗流程與現象等內容。

通過課前預習，學生能夠對化學基礎知識、化學實驗等內容形成初步的認知；同時，學生能夠清晰地感受到預習對自身學習、思考的作用，這對學生養成課前預習習慣有重要意義。

（二）實驗問題

在開展化學教學時，教師一方面應引導學生思考實驗中的問題，另一方面應引導學生基于實驗提出自己的疑問與見解［3］。這樣，學生才能有效掌握實驗內容，并逐漸樹立正確的實驗態度。

以滬教版化學九年級上冊第2章基礎實驗1“氧氣的制取與性質”為例。在開展實驗教學時，筆者根據實驗的進程，對學生進行實時提問；學生需要做到及時思考、自主思考。在實驗開始前，筆者提出問題：“請同學們根據實驗進行分析，此次實驗用到哪些藥品與器材？”此問題旨在考查學生的實驗知識基礎是否牢固。學生可以說出使用的藥品與器材，如高錳酸鉀、水、木炭、細鐵絲、蠟燭、澄清的石灰水、酒精燈、試管、集氣瓶、單孔橡皮塞、導管等。接著，筆者提問學生：“實驗需要做到哪七點？”學生根據教材回答：“查、裝、定、點、收、離、熄。”在組裝實驗器具時，筆者繼續提出學生在實驗中的常見問題：“在對試管中的高錳酸鉀進行加熱時，試管口是向上傾斜，還是向下傾斜？在常規操作中，為什么要在試管口處放置一團棉花？在收集氧氣時，為什么需要將導管插入集氣瓶底部？在實驗結束后，是先熄滅酒精燈后移動導管，還是先移動導管再熄滅酒精燈？”上述問題是學生在實驗操作時需要重點注意的問題，也是學生必須掌握的問題。分析上述問題的過程，是學生逐漸深入掌握實驗重點的過程，有助于提高學生的自主思考能力。

在開展化學實驗教學時，教師應重視對實驗問題的整理，同時重視學生對問題的思考與回答。這不僅可以幫助學生提高自主思考的能力，還可以促進學生形成正確的科學實驗態度，對學生科學素養的提升具有重要的推動作用。

三、依托實驗，合作探究，提升培養科學素養的成效

（一）協同實驗

協同實驗是指學生在教師的指導下，與同學共同完成的化學實驗。協同實驗意在培養學生的合作探究能力。基于此，在教學時，教師應對學生進行科學的指導，要求學生熟練掌握實驗要點與實驗注意事項。

以滬教版化學九年級上冊第4章基礎實驗3 “物質燃燒的條件”為例。在此課程的學習中，學生需要強化對燃燒條件的認知，進一步理解滅火原理，并借助實驗增強合作意識、樹立綠色化學理念。在筆者的幫助下，學生分小組準備好白磷、紅磷、薄銅片、熱水、燒杯等實驗藥品和儀器。在協同實驗中，學生發現銅片上的白磷在燃燒，紅磷沒有變化，放置在熱水中的白磷也沒有燃燒。這時，筆者引導學生進行小組探究，討論物品燃燒需要滿足的三個條件。通過小組探究，學生認識到物品燃燒的三個條件為物品本身是可燃物、與氧氣接觸、溫度達到著火點。接著，筆者再引導學生觀察實驗。學生發現，銅片上的白磷燃燒，滿足了三個燃燒條件；紅磷沒有燃燒，是溫度尚未達到紅磷的著火點；水中的白磷沒有燃燒，是未與氧氣進行接觸。筆者提出問題：“如果要使水中的白磷燃燒，應采取怎樣的措施？”學生根據燃燒的條件進行分析后回答：“向水中通入氧氣即可。”

在上述協同實驗的過程中，學生按照實驗流程進行思考、探究，且小組中的每名學生都能夠發表自己的想法與見解。可見，協同實驗能夠有效提高學生的合作能力，提升培養學生科學素養的成效。

（二）探究實驗

探究實驗是指學生按照實驗步驟，獨立自主地完成化學實驗。探究實驗意在考查學生的探究能力、思維能力，能夠有效促進學生科學素養的提升［4］。在探究實驗中，由于學生需要獨立操作實驗，因此，教師可以選擇難度較低的實驗供學生探究。這樣可以在保證實驗效果的同時，充分鍛煉學生的探究能力。

以滬教版化學九年級上冊第5章基礎實驗4 “常見金屬的性質”為例。在學習金屬活動性這部分知識時，學生需要完成“判斷Mg、Zn、Fe、Cu 的活動性”的實驗。在實驗中，學生采取對比的方式進行操作。如在A組實驗中，學生分別向試管中放入鎂條、鋅粒、鐵釘、銅絲四種物質，而后再分別加入稀鹽酸，并觀察四種物質的反應；在B組實驗中，學生同樣向試管中加入上述四種物質，而這次加入的溶液是稀硫酸。學生發現，在稀鹽酸溶液中，鎂條反應的速度最快，氣泡持續不斷地冒出，鋅粒的反應速度比鎂條慢，氣泡的產生速度也慢于鎂條；鐵釘發生反應的速度最慢，銅絲則沒有任何反應。學生同樣記錄下在稀硫酸溶液中四種物質的反應情況，并進行對比分析。通過探究實驗，學生可以知曉四種常見金屬物質的活動性順序。

在上述探究實驗中，學生需要仔細觀察每種金屬的反應情況，并記錄下相應的反應現象，而后再根據反應現象分析金屬的活動性。這既考驗學生的實驗探究能力，也考驗學生的化學思維能力，是學生科學素養提升的必由之路。

結語

在開展化學實驗的過程中，學生一方面能夠激發科學探究的興趣，樹立科學探究的意識；另一方面，能夠切實鍛煉合作能力、探究能力、自主思考能力。綜上所述，教師應重視化學實驗教學，提升學生的科學素養。

【參考文獻】

［1］胡曉梅.初中化學實驗教學中培養學生科學探究能力的策略初探［J］.學周刊，2023（3）：73-75.

［2］唐愛華.初中化學實驗教學中培養學生科學探究精神的研究［J］.數理化解題研究，2022（17）：128-130.

［3］王宏泰.淺談初中化學教學中培養學生的科學素養的方法［J］.課程教育研究，2020（38）：3-4.

［4］李學明.淺談在初中化學實驗教學中培養學生的科學素養［J］.智力，2020（23）：121-122.