初中化學教學中學生科學思維發展的方法及措施研究

摘" 要：學科核心素養在初中化學教學中的實踐是貫徹落實素質教育理念、促進學生全面發展的關鍵.科學思維是初中化學核心素養的重要維度，發展學生科學思維對提高學生理性思考、探究以及發現能力起到重要的作用.因此，初中化學教師有必要深入研討如何有效地在教學中發展學生科學思維.對此，本文分析了初中化學教學中科學思維培養現狀，論述了學生科學思維發展的必要性與重要性，探討了學生科學思維的發展方向與目標，并進一步從強化能力，做好整體構思、強化關聯，概括提升、循序漸進，穩步提升三個方面提出了學生科學思維發展的方法與措施，以期為促進學生科學思維發展，提高初中化學教學有效性提供參考與借鑒.

關鍵詞：科學思維；思維發展；初中化學

中圖分類號：G632""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）35-0124-04

收稿日期：2024-09-15

作者簡介：鄭萍（1986.6—），女，江蘇省南京人，本科，中學一級教師；從事初中化學教學研究.

科學思維屬于抽象概念，科學思維的培養貫穿于初中化學教學的全部過程，且學生科學思維發展的培養與學科知識教學存在明顯差異.學科知識教學成果往往能夠形成可量化的評價標準，但學生科學思維發展培養并沒有十分具體的教學實踐操作標準以及可量化的評價標準，這便導致科學思維在教學、評價及實踐操作上表現薄弱.因此，為進一步強化初中化學教學中學生科學思維發展，提高科學思維的可授性、可評性及可操作性，本文主要分析與研究初中化學教學中學生科學思維發展的方法與措施.

1" 科學思維概述

科學思維是一種系統的方法論，其強調通過觀察、實驗和邏輯推理來理解和解釋自然現象.科學思維的核心在于使用證據來構建和驗證理論或假設，而不是依賴于直覺、傳統或者權威的意見.即科學思維不僅限于科學研究本身，還涉及一系列的認知能力和實踐策略，這些能力與策略使人們能夠有效地理解和處理復雜的信息，從而做出合理的判斷和決策.科學知識的獲取便是人們使用科學思維后所得到的認知，科學思維的使用包含邏輯推理、實踐驗證等，在科學思維與科學知識的積累下，人們具有一定客觀基礎的判斷或概念認知，最終形成一個完整的科學知識體系.總之，科學思維是人們認識真理的必經之路，也是引導與幫助學生利用觀察、實驗與邏輯去理解世界、解決問題的核心思維［1］.

2" 初中化學教學中科學思維的培養現狀

受傳統應試教育理念根深蒂固的影響，學生在學習過程中更關注分數，忽視了化學知識的理解和實際運用.不僅如此，部分教師對科學思維的重要性認識不足，常常忽略對學生科學思維能力的培養，尤其是在傳統化學課堂上，學生通常是被動地聽取知識點和觀看實驗演示，缺乏足夠的動手實踐機會，難以形成系統的科學思維方式.另外，初中化學知識點繁多，且較為抽象.在教學過程中，許多教學內容與現實生活的聯系不夠緊密，未能將抽象的知識點置于具體的應用情境之中，導致學生難以理解背后的科學原理及其實際用途.除此之外，傳統教學方法更傾向于知識的單向傳遞和應試技巧的訓練，課堂上主要是教師講解，學生缺少主動思考的機會.而且，教師提問的方式較為單一，未能激發學生的探究興趣和批判性思考能力，這進一步限制了學生的思維發展.

3" 學生科學思維發展的必要性與重要性

從教育層面分析，發展科學思維、強化創新意識是新課程標準中指出的教學目標之一.對于初中化學學科而言，該教學目標的落實主要包含以下幾個方面：一是能夠通過觀察、實驗以及調查等學習方法客觀描述與展現化學事實，在此基礎上，運用分類、比較以及歸納總結等方法正確認識與初步了解各類化學物質及化學反應，構建證據推理能力基礎；二是綜合分析各類化學現象；三是構建基礎的物質及其變化的化學模型，分析與判斷物質的類別或基本性質，并利用其解決相關的化學問題.由此可見，科學思維發展不僅關注知識的傳授，更注重能力的培養.發展科學思維是實現學生全面發展的重要途徑之一.

從學生個人層面分析，科學思維能夠有效培養學生獨立思考的能力，幫助學生在遇到問題時，通過觀察、分析、推理等手段找到解決方案，而不是盲目地依賴他人或固有的觀念.不僅如此，科學思維強調的是學習方法而非單純的知識積累，這有助于學生在未來面對未知領域的挑戰時，能夠快速學習并適應新的情況.而且，擁有科學思維的學生能夠更加客觀地評價信息、區分真偽，這對學生發展至關重要.

從社會層面分析，社會的進步很大程度上依賴于科學技術的發展，而科學技術的進步則需要大量具有科學思維的人才來推動.學生科學思維的培養與發展有助于社會整體科技創新水平的提高［2］.不僅如此，在經濟社會建設中，社會大眾需要具備一定的科學素養，才能夠更好地參與公共事務，做出合理的判斷和決策.據此，發展學生科學思維能夠增強其個人理性分析能力，從而有助于提高整個社會科學素養水平.

4" 學生科學思維發展的方向及目標梳理分析

4.1" 科學思維發展的方向

科學思維是抽象概念，從結構體系角度分析初中化學科學思維能夠發現其并沒有形成類似學科知識的系統化結構，但科學思維發展具有統一的方向，學生科學思維發展框架如圖1所示.對于教師教學實踐而言，學生科學思維的發展與培養貫穿于日常教學的全過程，與學科知識的學習密切相關，教師需要有明確的教學計劃與目標［3］.

結合圖1分析，教師可以在課堂教學時選擇常見的生活實例或化學事實作為案例，通過聯系生活實例的方式簡化學習難度，進而以相關案例為基礎，引導學生逐漸形成解決一類問題的思維模型.

4.2" 科學思維發展的目標

在新課程背景下，教師的教學任務目標主要包含三個階段，分別為教會、學會和會用，即教師必須立足于課程整體規劃設計開展學生科學思維發展培養［4］.學生科學思維發展階段目標見表1.

啟發學生思維作為教師教學的要點，教師應通過科學的教學實施策略幫助學生獲取與掌握知識和技能，進而使學生能夠擁有形成自己觀點的能力.在實際教學過程中，教師可以嘗試利用思維導圖的方式去分析、總結與梳理科學思維發展系列，同時參考學生科學思維發展階段目標，明確各階段的具體目標.例如，化學反應本質上就是原子的重新組合，原子種類和原子數量并不會發生變化.該知識點除了用來設置填空題外，對幫助學生形成科學思維十分有利.教師可以通過設問、追問等方式讓學生進一步探究原子間為什么要重新組合、原子組合規律以及怎樣配平［5］.學生在學習與解題過程中會逐漸完成思維內化與遷移，逐步形成較為完善的科學思維發展系統，以此凸顯科學思維的概括性與統領性.

5" 學生科學思維發展的方法及措施分析

5.1" 強化能力，做好整體構思

學科類別之間的差異化會導致出現不同的學科概念組，但從宏觀視角分析，科學思維屬于人自身的能力之一，學科之間又有著密切的聯系，很多學科間的知識與底層思維邏輯是相通的［6］.也就是說，只要充分掌握了科學思維加工方法與技巧便能夠有效促進學生科學思維發展.所以，在實際初中化學教學中，教師應引導學生從日常熟悉的思維中發現與總結底層思維邏輯，同時要善于應用化學實驗展現化學事實，積極嘗試從化學學科角度對思維進行加工，從解題過程中強化思維加工技巧的運用，進而促進思維發展，形成以學科概念為基礎的學科思維.

實際上，初中化學實驗中蘊藏著豐富的科學思維加工元素，各學科概念都是科學思維加工的成果，換而言之，掌握學習的竅門就是培養學生科學思維能力，只有能力達標后化學知識學習才會如魚得水［7］.而能力的培養離不開學科知識這個載體，即伴隨學科知識的深入學習，學生的科學思維能力也會不斷得到提升.從客觀評價角度來說，學生個體是否充分掌握了學科知識，也在一定程度上反映了學生科學思維階段目標達成情況.

5.2" 強化關聯，概括提升

概括屬于思維過程的一種，其概括反映了相同事物之間的共同特點與聯系.教師應從不同思維層面對現有的科學思維進行高度概括，使科學思維能夠進一步向哲學思維發展，從而讓學生對學科知識、概念等內容能夠有更為普遍、總體性的認知，有效促進科學思維結構化、系統化發展，最終形成統領性更高、概括性更強的科學思維框架.例如，對于具有多個變量的物理量量化問題而言，解題思路通常為保持某些量不變、嘗試量化另一物理量，化學考題中有關速度、密度以及溶解度等問題的解題思維一般如此.教師若可以在教學實踐期間，高度概括速度、密度等物理量量化處理所應用到的科學思維過程，便可以有效培養學生觸類旁通、舉一反三的能力，使學生可以將科學思維拓展運用到溶解度或反應速度的概念等內容的學習中去［8］.量化處理的學習方法對培養學生形成一類科學思維系列十分有利，在此基礎上，教師還可以對相關問題展開深入追問，促進學生向“量變與質變”的哲學思維方向發展.

5.3" 循序漸進，穩步提升

對于學生而言，科學思維更傾向于隱性，并不能在學習過程中顯著地體現出來.而對于教師而言，科學思維則是顯性的，在教學設計方案中的教學目標、教學實施過程等設計環節都會明確地指出本節課的目標、重難點以及各知識點最終考查或培養了學生哪方面的素質、能力等，即教師會在教學實踐前明確要通過哪些知識點來培養學生科學思維.但每節課程的教學時間有限，教師會圍繞重點內容開展教學，并不能面面俱到地培養學生各方面的科學思維.所以，這便要求教師要建立各類科學思維的“根據地”，幫助學生構建系統化的科學思維體系，這樣當學生學習遇到困難或感到困惑時，便能夠自主地重溫科學思維的形成過程與體系結構，達到梳理思維邏輯的目的［9］.

例如，以“蠟燭燃燒”實驗為發展科學思維的“根據地”，教師可以在教學設計中設置循序漸進的問題，如：實驗過程中你觀察到了什么現象？火柴和燭芯在本次實驗中的作用什么？火焰形成過程是怎樣的？蠟燭燃燒為什么需要火柴點燃，燃燒后為什么不再需要火柴了？為什么說火焰有三層？你會怎樣科學證明火焰的外焰溫度是最高的？蠟燭燃燒的火苗為什么是向上的？通過實驗操作與討論探究，怎樣才能讓蠟燭保持長久的持續性燃燒？蠟燭燃燒必須具備的條件包含哪些？如何使蠟燭燃燒產生的火焰更大、燃燒更旺？如何科學證明蠟燭燃燒最終生成了水和二氧化碳？ 蠟燭被熄滅后為什么會出現一縷白煙？通過由淺至深的探究性問題，能夠逐步引導學生開展深入思考.但受課堂教學時間的局限性，上述問題并不能夠在一節課內全部完成，這便需要教師在后續的知識復習與回顧、解題中適時巧妙地提出問題，進而啟發學生思維，并引導學生對相關問題展開大膽的猜想、探究、驗證等，使學生能夠在學習探究中發展科學思維，并逐步形成正確的學科觀念.不僅如此，環環相扣的問題設置也是對學生現有科學思維的高度概括與提升，對培養學生縝密的邏輯思維十分有利.

6" 結束語

綜上所述，發展學生的科學思維是貫徹落實初中化學學科核心素養的關鍵.教師要正確并深刻地認識到學生科學思維發展的重要性與必要性，深入分析學生實際學情，明確學生科學思維發展的方向及目標，從而在日常教學活動中，有計劃、有目標地逐步培養與訓練學生科學思維，充分落實新課程標準要求，促進學生全面發展.

參考文獻：［1］

張爾華.例談初中化學教學中學生科學思維發展［J］.化學教與學，2023（2）：2-5.

［2］ 趙瑩蓮，雷慕涵，董淋淋，等.基于“教、學、評一體化”思維模型的建構：以“物質的檢驗”初中復習課為例［J］.云南化工，2023，50（4）：73-77.

［3］ 魏明貴，劉恒，姚蔚玲.以科學探究活動促進學生科學思維發展的實踐與反思：以大概念下“二氧化碳制取檢驗再探究”為例［J］.中小學數字化教學，2023（5）：30-35.

［4］ 黃秀秀.“2022年版課標”理念下初中化學思維課堂構建探討：以“金屬的腐蝕與防護”教學為例［J］.理科考試研究，2023，30（4）：54-57.

［5］ 張欣然.堅持立德樹人，以學生發展為核心構建高效課堂［J］.北京教育，2023（7）：60.

［6］ 張銘東，王興元，王霞.新課標背景下構建初中化學高效課堂策略探究［J］.考試周刊，2023（18）：141-144.

［7］ 鄭逸清.指向核心素養培育的初中化學單元作業設計：以“常見的酸和堿”單元為例［J］.上海課程教學研究，2023（4）：46-51.

［8］ 培養“科學態度與責任”的化學實驗教學［J］.福建教育學院學報，2023，24（6）：34.

［9］ 袁立麗，胡月，葛妤，等.STEM教育理念下化學工程思維培養的教學設計研究：以“燃燒和滅火”為例［J］.安徽化工，2022，48（4）：177-179.

［責任編輯：季春陽］