初中化學探究性實驗教學的有效開展策略

丁虹

摘要：在初中化學教學中，探究性實驗教學法不僅能夠激發學生對化學的學習興趣，還能夠幫助學生理解抽象的化學概念，并應用其解決實際問題。通過探討探究性學習的理論基礎，分析初中化學探究性實驗教學的原則，提出實施這一教學法的有效策略，以期為初中化學教師實施探究性實驗教學提供參考，進而培養學生的科學探究能力和終身學習能力。

關鍵詞：初中化學；實驗教學；探究性學習

化學是一門以實驗為基礎的科學，這是從化學研究的方法、途徑和手段的角度對化學特點的歸納。化學從發生、發展到成為一門科學，每一步都離不開化學實驗的推動。《義務教育化學課程標準（2022年版）》中提出，要充分認識化學實驗的價值，積極開展科學探究與實踐活動[1]。實驗是化學的靈魂，探究性實驗越來越受到人們的重視。在探究性實驗教學中，教師可以鼓勵學生積極參與、提出問題、設計和進行實驗、分析討論和解釋結論等。這種學習方式提升了學生自主學習的能力，培養了學生化學學科素養，同時也讓學生在真實的科學探究過程中學會了如何學習和思考。

一、探究性學習理論基礎

（一）建構主義學習理論

建構主義學習理論認為知識不是被動接受的，而是由學習者主動構建的。在這個框架下，學生不能單純作為知識的接受者，而是要在與現實世界互動的過程中建立起自己的知識體系，教師的角色也從傳統的知識傳授者轉變為學生學習的促進者和指導者。在初中化學實驗教學中，學生需要通過觀察、實踐和實驗來探索化學現象，通過這一過程，他們能夠深刻地理解化學概念和原理，并在實踐中構建和鞏固知識。

（二）探究學習模式

探究學習模式強調學生主動參與和自我發現的過程。這種模式通常包括提出問題、收集信息、構建假設、測試假設、分析數據和得出結論等步驟。在初中化學探究性實驗中，這種模式鼓勵學生提出他們自己的問題，設計實驗來探索這些問題，并基于觀察和實驗結果來形成結論。這種方法培養了學生的批判性思維、解決問題的能力以及化學學科素養。

實驗教學是探究性學習中不可或缺的一部分，尤其是在化學學習中。學生通過親身參與實驗，能夠直接觀察現象，這有助于他們理解抽象的科學概念及結論。在初中化學課程中，實驗不僅提供了驗證理論知識的機會，還提供了一個平臺，學生可以在其中測試假設、分析數據、練習科學方法[2]。這種實踐活動是對認知、操作技能和科學態度的培養，能促進學生的全面發展。

二、初中化學探究性實驗教學的原則

（一）學生中心原則

學生中心原則強調將學生的需求、興趣和學習風格作為教學活動的核心。在初中化學探究性實驗教學中，教師應當設計能夠引發學生好奇心和探究欲的實驗，讓學生通過實踐活動發現和理解化學知識。鼓勵學生自主學習，通過實驗操作來提升自身的探究能力和科學素養。教師作為引導者和協助者，為學生提供必要的支持，幫助他們在探索化學世界的過程中成長。

（二）知識與技能并重原則

知識與技能并重原則認為在化學實驗教學中，不僅要注重理論知識的傳授，還要強調實驗技能的培養。這種原則要求教師在教學中平衡好理論講解與實驗操作的關系，確保學生在掌握必要的化學知識的同時，也能夠通過實驗操作來應用這些知識。此外，學生還需要學習如何安全地使用實驗器材，準確收集和分析數據，以及批判思考實驗結果。

（三）探究過程引導原則

探究過程引導原則強調教師應當在整個實驗過程中提供指導和支持，幫助學生了解探究的步驟和方法。在初中化學實驗中，包括幫助學生明確實驗目的，制定科學的實驗方案，確保實驗操作的準確性和安全性，以及引導學生對實驗結果進行合理的分析和解釋。教師應當鼓勵學生提出問題，培養他們的觀察力和思辨能力，從而在實驗探究中形成系統的科學思維方式[3]。

三、實施探究性實驗教學的策略

（一）用實驗創設情境，激發學生學習興趣

在初中化學探究性實驗教學中，創設問題情境以激發學生學習興趣是非常重要的。這種方法的核心在于將化學實驗與學習內容緊密聯系起來，從而提高他們的學習興趣和學習動機。例如，在統編版化學教材（五四年級）八年級第七單元探究物質燃燒條件的實驗時，教師可以從學生熟悉的生活場景出發，比如冬天的爐火或者篝火晚會上的火堆，來引入這一主題。通過學生熟悉的情境，學生不僅能夠理解燃燒所需要的條件，還能夠認識到這些化學反應在日常生活中的應用和重要性。接下來教師可以引導學生討論與燃燒相關的實際問題，如燃燒產生的能量如何被利用、燃燒過程中產生的物質對環境的影響、如何能讓燃料充分燃燒以及如何滅火等。這種探討不僅僅局限于理論知識，還包括了對現實世界問題的思考，使得化學學習變得更加生動和實用。

（二）引導學生提出問題、做出猜想和設計實驗驗證猜想

在初中化學探究性實驗教學中，引導學生圍繞特定實驗提出問題、構建假設，并進行預測是極為關鍵的一步。這不僅是科學方法的核心部分，也是培養學生科學素養的關鍵環節。例如，在講授“稀鹽酸的化學性質”這部分內容時，向稀鹽酸中滴加紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液變紅了，是稀鹽酸中的哪種粒子使紫色石蕊溶液變紅的呢？教師可以引導學生思考稀鹽酸中存在哪些粒子？然后進行猜想，讓學生設計相關實驗探究哪個猜想正確。再如，講解氧氣的實驗室制法時，學生通過不同的方法制得氧氣，會發現產生氧氣的快慢不一樣，會提出有哪些因素會影響氧氣產生的速率這一問題。學生可以說出以下假設，比如反應物的種類、反應物的純度、反應的溫度、催化劑的使用等。學生可以通過小組討論自由交流想法，提出自己的觀點，通過討論設計合理的實驗進行驗證。

（三）指導學生制定實驗計劃和步驟

在探究性實驗教學中，教師指導學生制定實驗計劃和步驟是一個關鍵環節。教師在這個過程中需要確保學生在實驗中的每一步都是明確的，目的是清晰的，并且是可以重復的。這不僅要求教師幫助學生將一個寬泛的問題轉化為具體的實驗設計，還需要指導他們選擇正確的實驗儀器和藥品、從哪些方面進行細致的觀察以及如何準確記錄實驗結果。例如，在講授“酸和堿的中和反應”這部分內容時，教師可以首先演示并講解書中的實驗，讓學生明白其中的原理是通過觀察酚酞溶液由紅色變為無色，說明氫氧化鈉從有到無，從而證明氫氧化鈉和稀鹽酸發生了反應。然后可以讓學生根據此實驗的原理即證明反應物消失了，或者有新物質生成，小組討論并設計實驗，重新選擇藥品，證明氫氧化鈉和稀鹽酸能發生反應。通過這樣的實驗計劃制定學習過程，學生可以從中學習到科學方法的要素，培養他們的實驗技能和科學思維能力。

（四）促進學生進行實驗操作和現象分析

在確立了實驗計劃之后，學生的參與變得尤為關鍵。教師應確保所有學生都有機會進行親身實踐，這樣不僅可以加深他們對化學概念的理解，還能夠提高他們運用科學工具和技術的能力。在學生進行實驗操作時，教師要對學生進行監督確保他們遵循安全原則，同時也要鼓勵他們獨立思考和解決問題。學生也需要學會如何收集數據、如何記錄數據、如何使用適當的數學和統計方法來分析數據。例如，在講授“影響燃燒劇烈程度的因素”這部分內容時，學生可能需要測試不同條件下的燃燒反應，如改變氧氣濃度、可燃物的種類、可燃物與氧氣的接觸面積以及溫度等。教師的任務是確保學生能夠準確地利用實驗儀器操作，正確地執行實驗步驟，并且能夠有效地記錄實驗過程和結果。此外，數據分析是此階段的另一個重要組成部分。教師需要指導學生如何分析實驗數據，幫助他們理解實驗結果與預測之間的關系。例如，在用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗中，教師可以讓學生分析進入到集氣瓶中水的體積小于五分之一或大于五分之一的原因，引導他們探究這些現象背后的科學原理。這不僅涉及對數據的解讀，還包括對實驗可能出現的偏差或誤差的理解。

（五）引導學生討論、交流實驗結果

在探究性實驗教學中，討論與交流環節是學生學習過程的重要組成部分。教師在這一環節的職責是創造一個開放的交流平臺，讓學生能夠自由地表達自己對實驗結果的理解，分享自己在實驗過程中的觀察和體會[4]。這種交流不僅限于正確答案的呈現，更重要的是鼓勵學生表達自己的思考過程，包括實驗設計的邏輯、操作過程中的發現、對結果的解釋，以及對問題的分析。通過這樣的討論，學生能夠從不同角度理解問題，培養批判性思維和創新能力。例如，在利用鎂條燃燒實驗探究化學反應前后物質的質量關系時，學生分組進行實驗，得到的實驗結果有天平平衡的，有天平指針向左偏轉的，也有天平指針向右偏轉的，不同的實驗結果的產生令學生充滿好奇。此時教師可以讓學生進行討論和交流，分享他們對實驗結果的不同解釋，學生可以從同伴的分享中獲得新的見解，同時也能根據教師的提示和同學間的思維碰撞，對自己的實驗方法進行修正和完善，從而得出正確的結論。

探究性實驗教學在初中化學教育中扮演著越來越重要的角色，不僅培養了學生對化學科學的興趣和熱情，還鍛煉了他們的實驗技能、批判性思維和解決問題的能力。教師為學生提供了一個真實的科學探究環境，將學生置于實驗的中心，激發他們的好奇心，引導他們提出問題、制定計劃、執行實驗并進行數據分析，在這樣的環境中，學生不僅學習到知識，更重要的是學會了學習的方法，即如何通過觀察、思考、實驗和討論來獲取和構建知識。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2022：39.

[2] 魯季紅.核心素養下初中化學探究性實驗教學研究[J].亞太教育，2023（4）.

[3] 慕小勇.初中化學探究性實驗教學改革初探[J].學周刊，2023（10）.

[4] 董福花.初中化學探究性實驗的教學策略[J].教育藝術，2023（1）.

見習編輯/張婷婷