初中化學實踐活動對學生科學探究能力的影響分析

0 引言

《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出，將科學探究與實踐作為化學學科核心素養之一。要重視開展核心素養導向的化學教學，開展以化學實驗為主的多樣化探究活動。隨著新課程改革的不斷深入，培養學生的核心素養成為教育教學的重要目標。化學活動不僅能幫助學生鞏固理論知識，還能激發學生的好奇心和探究欲。初中生正值好奇心旺盛的階段，教師應充分利用學生的好奇心，培養其科學探究能力。

初中化學課程注重實驗教學，強調引導學生在實驗中觀察、思考、探索，體驗科學探究的過程，培養科學探究能力[1。然而，實際教學中，受教學理念、教學資源、教學評價等因素的影響，學生缺乏科學探究體驗，科學探究能力提升較為緩慢。為了更好地培養學生的科學探究能力，需要深入研究初中化學實踐活動對學生科學探究能力的影響，并提出切實可行的建議。

1 研究背景

1.1教學改革對初中化學實踐活動提出新要求

科學技術日新月異，對人才提出了新的要求。

初中化學作為基礎教育階段的重要學科之一，不僅要傳授化學知識，還肩負著培養學生科學探究能力和創新精神的重任。新修訂的義務教育課程方案和課程標準要求把核心素養的培養深化細化落實到每一門課程的內容結構、教學方法、學習方式之中。科學探究能力是化學學科核心素養的重要組成部分，是培養學生創新精神和實踐能力的重要手段。科學探究能力是指學生運用科學知識、方法和技能，獨立或合作進行科學探究，并獲得科學結論的能力。它涵蓋了提出問題、設計實驗、收集證據、分析數據、得出結論等多個方面，是一個綜合性的能力。《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出，引導學生經歷真實的探究過程，培養學生的探究能力和創新意識。這標志著初中化學教學理念的重大轉變，教學目標不再僅僅停留在知識的灌輸和技能的訓練，而是鼓勵教師采用探究式教學方法，將科學探究融入教學內容，引導學生主動參與科學探究活動，體驗科學發現的樂趣，同時重視對學生科學探究能力進行評價，將科學探究過程和結果作為重要的評價指標。

1.2初中化學實踐活動存在的問題

1.2.1 對實踐活動重視不足

傳統的化學教學往往過于注重知識的傳授和應試技巧的訓練，而忽視了對學生科學探究能力的培養[2，部分教師沒有樹立科學探究能力培養的理念，仍然固守傳統的“填鴨式”教學模式，將課堂變成了知識的單向灌輸場所，很少引導學生進行自主探究和思考。在這種教學模式之下，學生難以獲得真實的科學探究體驗，阻礙了科學探究能力的發展，難以滿足新課標對培養學生核心素養的要求。

還有部分教師對科學探究的理解存在偏差，認為科學探究僅僅是做實驗，忽略了其完整過程。他們往往直接給出實驗方案，讓學生機械地按照步驟操作，然后觀察現象，得出結論。這種“照本宣科式的實驗教學，忽視了科學探究的核心環節是提出問題、設計實驗、收集證據、分析數據、得出結論[3]，學生只是被動地執行指令，缺乏自主思考和探究的體驗，難以真正理解科學探究的意義和方法。這種模式限制了學生的創造力和批判性思維的發展，無法培養學生獨立思考能力和問題解決能力，是與教學改革的初衷背道而馳。

1.2.2 實驗條件有限

部分學校實驗室陳舊老化，設備沒有及時更新，缺乏與教材配套的優質實驗資源，教師需要花費大量時間和精力尋找合適的實驗材料和方案。學校圖書館網絡資源也并不完善，導致部分教師只能選擇簡單、重復率高的實驗，無法開展更有創意、更具挑戰性的探究活動，學生也難以獲得更豐富的探究體驗。

實驗材料儲備不足也是一大問題，無法滿足學生分組實驗的需求。學生只能輪流操作，無法充分體驗動手操作的過程，不利于培養動手能力和科學探究能力。此外，部分學校缺乏完善的安全設施和應急預案，導致教師不敢開展一些具有潛在風險的實驗。例如，一些涉及易燃易爆物質的實驗，或者需要使用特殊設備的實驗。學生無法親身感受這些實驗帶來的震撼和啟發，也難以獲得更深入的探究體驗。

1.2.3 學生缺乏探究意識

部分學生缺乏動手操作經驗、探究意識不足，習慣于被動接受教師的講解，在面對需要動手操作的實驗時顯得手足無措；部分學生缺乏團隊合作精神，在合作探究時容易出現溝通不暢、分工不明確、責任感不強等問題；部分學生缺乏科學素養，難以理解科學探究的意義和方法，認為科學探究只是為了驗證課本上的結論，并沒有認識到科學探究的意義和價值。

綜上所述，研究初中化學實踐活動對學生科學探究能力的影響，可以深化教師對科學探究能力培養的認識，完善初中化學教學理論，為優化初中化學教學內容、方法和策略提供依據，有效提升人才培養質量，為培養適應社會發展需要的人才提供理論支持和實踐指導。

2初中化學實踐活動對學生科學探究能力的影響機制

2.1 興趣驅動機制

興趣驅動機制是一種重要的學習動機理論，它認為興趣是最好的老師，是推動學習和探究的強大動力。在初中化學教學中，利用興趣驅動機制開展實踐活動可以有效激發學生的學習興趣，提高學習動機，使學生更加樂于開展深入的探究活動，并嘗試提出更深層次的問題[4]。例如，學生在學習了酸堿反應后，可能會對中和反應的應用產生興趣，并自主思考如何利用酸堿反應進行一些有趣的實驗，或者設計新的酸堿指示劑。引導學生在探究活動中提高問題解決能力、科學探究能力，取得更好的學習效果。

2.2 體驗學習機制

體驗學習機制為學生提供了動手操作、自主探索的機會，學生通過親身實踐能夠更好地理解實驗步驟和注意事項，提高實驗的規范性和安全性，為他們進行更深入的探究打下基礎。例如，在學習溶液的配制時，可以提供一些材料，讓學生根據自己的興趣和想法設計不同的實驗方案，并進行實驗驗證。學生在探究過程中會不斷遇到新的問題，并嘗試找到解決問題的方案，這能夠培養他們的問題解決能力和創新精神。鼓勵學生對實驗結果進行質疑和反思，并嘗試提出不同的觀點和解釋。在分析問題、解決問題、質疑結果的過程中，鍛煉他們的批判性思維能力，使他們逐漸形成科學的思維方式和良好的科學素養。

2.3 技能訓練機制

技能訓練機制強調實踐操作，可以幫助學生熟練掌握實驗的基本操作。例如，儀器使用、溶液配置、加熱、過濾、蒸發等實驗操作的訓練可以為學生的科學探究打下基礎。學生在親自動手進行實驗的過程中不僅能提升實驗操作技能，還能提高觀察和分析能力、增強問題解決能力、培養科學思維方式。同時，科學有效的技能訓練能讓學生更好地理解和運用科學探究方法，提升科學探究能力，最終實現科學素養的提升。

2.4 知識應用機制

知識應用機制在初中化學實驗中至關重要，它能夠幫助學生將所學知識靈活運用到實驗中，并鼓勵學生將所學知識運用到生活實際中[5]，讓學生發現生活中的化學現象并進行解釋。例如，引導學生運用化學知識解釋金屬生銹、食品腐爛等現象，激發他們的學習興趣和求知欲。初中化學實驗是學生將理論知識轉化為實踐操作的重要環節，是將抽象的化學概念具象化、可視化的關鍵步驟，也是培養學生科學探究能力的關鍵所在。當學生用所學知識成功解決實際問題時，會獲得成就感，從而進一步增強學習興趣和自信心，更加積極主動地參與科學探究活動。

3在初中化學實踐活動中提升學生科學探究能力的策略

3.1引導學生理解實驗設計意圖

教師要引導學生理解實驗設計意圖，使學生明確化學實驗探究目的。在教學過程中，教師要循序漸進，從問題出發，引導學生思考、設計、分析，并最終得出結論。在實驗開始前，教師可以通過提問的方式引導學生思考實驗的最終目的是什么。例如：今天我們要做的是什么實驗？我們想要通過這個實驗證明什么？這個實驗的目的是什么？然后引導學生將實驗目的與相關的化學理論知識聯系起來，幫助他們理解實驗背后的科學原理。在此基礎上，學生再去分析實驗的目的和步驟。這個過程能夠幫助學生理解科學探究的過程，培養他們的科學思維能力。

3.2鼓勵學生自主設計實驗

教師應鼓勵學生采用小組合作探究模式開展實踐活動，幫助學生做好組內分工合作，引導學生根據教師提出的問題設計實驗方案[，并思考如何控制變量、設置對照組、選擇合適的實驗方法和儀器等。然后引導學生分析實驗方案的可行性，如實驗材料是否易得？實驗步驟是否安全？實驗結果是否易于觀察和記錄？實驗結論是否能有效地驗證假設？最后，教師指導學生進行安全操作。教師可以設計一些開放性題目，讓學生有更大的自由發揮空間，鼓勵學生反思自己的實驗設計，并提出改進方案。自主設計實驗需要學生進行邏輯推理、分析問題、解決問題，并運用已有的科學知識進行解釋和預測，這一過程有助于鍛煉學生的科學思維，提高他們的批判性思維和創造性思維能力。

3.3注重數據記錄和分析

教師應在實驗過程中引導學生認真觀察實驗現象，并準確記錄實驗數據，如記錄反應時間、溫度變化、溶液顏色變化、沉淀量等。同時，引導學生對收集的數據進行分析，通過觀察數據變化驗證假設是否成立。此外，還可以引導學生使用圖表（如折線圖、柱狀圖等）展示實驗數據，使數據呈現更直觀。注重讓學生運用科學語言解釋實驗結果，并將其與已掌握的化學知識聯系起來。

數據分析是將實驗數據進行整理、處理、分析，并從中得出結論的過程，是科學探究的核心環節[]，在記錄和分析數據的過程中，學生可以優化思維，形成記錄實驗數據的良好習慣。不僅能夠幫助學生發現規律、驗證假設，提升他們的分析能力和批判性思維能力，還能培養學生嚴謹、細致、科學的態度，提升對數據的敏感度。

4初中化學實踐活動實施案例：“水質檢測及自制凈水器”實踐活動

“水質檢測及自制凈水器”活動是初中化學中一個重要的跨學科實踐活動，在該活動中學生將運用水的凈化、物質分離提純等化學核心知識8和物理等學科的相關知識，在動手制作、測試、不斷改進的過程中體驗科學探究的樂趣，提升合作解決問題的能力，培養環保意識。

4.1 明確實驗目的

【環節1：引入課題】教師提出問題：“大家每天都喝水，但你們知道我們喝的水安全嗎？你們想了解如何檢測水質嗎？”隨后，教師播放一段關于水污染的視頻，激發學生的興趣和思考。視頻先展示水污染的嚴重后果，如水體富營養化、水生生物死亡等，再展示凈水技術的應用，如自來水廠的凈水過程、家庭凈水器的功能等。此時，教師提出問題：“設計一個高效的凈水器，它應該具備哪些功能？例如，過濾掉泥沙、雜質，去除異味和有害物質等。”明確本次實驗的目的是制作簡易凈水器，學習凈水的原理，并體驗凈水效果。

4.2 分組合作探究

【環節2：查閱資料】將學生分成不同的小組，通過查閱水的凈化的方法、原理和自來水廠水的凈化方法等相關資料，列出凈水的不同方法，并了解物質分離提純的常見思路和方法。通過組內討論初步確定制作簡易凈水器所需要的材料、程序、方法，形成初步的設計方案[。教師引導學生確定實驗方案的可行性。

【環節3：設計制作】每個小組都明確分工，他們需要考慮材料選擇、密封性、裝置尺寸、液體流速等因素，并繪制設計圖紙。小組成員利用提供的材料親自動手制作凈水器。在這個過程中，他們需要運用自己的動手能力和創造力解決遇到的實際問題。

【環節4：記錄數據并分析】學生用制作好的凈水器過濾渾濁的水樣，觀察過濾效果，記錄污水在被凈化前后的變化情況，評估凈水器的效率。根據測試結果，學生分析存在的問題，小組成員共同討論并提出改進方案。教師對測試結果進行收集匯總。

4.3展示實驗成果并總結

【環節5：組間展示】每個小組的組長展示該小組設計的凈水器，并且說明其設計方案、成功的關鍵、改進的方案等。小組間相互評價交流，設計自制凈水器評價量表，并評分選出最佳小組[9]。

【環節6：總結討論】師生共同分析自制凈水器的優點與不足，明確從哪些方面改進和優化自制凈水器，再次對自己的凈水器模型進行優化。教師引導學生進行反思和總結自制簡易凈水器過程中的經驗和不足，并歸納總結這類主題下的活動思路和方法[10]，肯定每位學生在此次活動中的表現。

5 結束語

初中化學實踐活動在培養學生的科學探究能力方面具有不可估量的價值。通過開展化學實踐活動，能夠激發學生的學習興趣、提升他們的操作技能、訓練思維的敏捷度，為培養創新型人才打好基礎。未來，隨著教學改革的深入和數智技術的不斷發展，初中化學實踐活動將更加豐富多樣，并且能夠高效便捷地服務于學生科學探究能力的培養。

6 參考文獻

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[9] 劉姝麗．義務教育化學跨學科實踐活動的教學設計與實踐[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2024.

[10] 杜西亞.初中化學跨學科實踐活動教學研究[D].重慶：西南大學，2024.