基于化学核心素养培养学生科学探究能力的研究

申艳秋

摘要：核心素养是学生在学校教育的各个学科中和各个培养阶段中渐进形成的具有普遍适应性的品格和能力。在中学化学教学中要把核心知识作为载体，在充分理解和完全掌握的基础上，形成化学学科的专门能力，要以学科本体和思想方法为引领，强调知识与学科素养的有机融通，进而凸显育人导向。同时，教师应有效地开发学科教学资源，拓展科学探究的路径;应强调科学探究和实践的密切结合，提升科学探究的应用性。要探讨科学探究活动的策略，让学生逐渐从苦学、死学和难学中摆脱出来，最终走向乐学、活学、易学和会学的境界，从而有效激发学生学习的自觉性和积极性。

关键词：核心素养;科学探究;学科素养;教学活动

中学化学的学科核心素养是紧密围绕化学学习进程，把学会化学知识与专业技能、形成化学思维观念、发展科学探究和解决问题能力、获得创新意识与社会责任感等诸项内容合而为一，从而构成系统的中学化学学科核心素养的体系架构。

初中化学核心素养主要由化学学科的基础知识与专业技能、化学学科思想、化学方法和化学精神三个方面构成，包括化学变化守恒、宏观微观结合、实验和探究、绿色应用、符号表达与特征、科学精神与社会责任等方面的内容。

此外，因为初中化学教育处在整个化学学科教育的启蒙阶段，所以培养学生对化学学科的兴趣也成为了一项重要的内容。教师在教与学的活动中，应致力于开展实验探究，把生产生活的实际内容同探索化学现象中蕴含的规律相结合，由浅入深地引导学生掌握化学专业知识，培养学生对化学学科的兴趣。

一、创新教学理念，注重科学探究

所谓“知道做不到，等于不知道。”学习的目标是“学会”，而不能以“教会”来代替，“学会”和“教会”的根本区别在于学生能否开展有效的探究学习活动。那些所谓的获得的知识与考分、解答的作业与试题，并不能成为学生成长的方向和依据。

在化学教学过程中，要以化学学科的核心知识为载体，使学生在全方位理解并掌握知识的同时，提升其化学学科能力。要强调学科宗旨与思维方法，关注化学知识内容与学科素养的融合，同时把育人作为教学活动的中心导向。教师应积极挖掘资源，拓宽科学的探究路径;注重科学探究的实践性，提高科学探究行为。

一般来说，传统的教学模式，只注重知识的传授，强调教师讲得好、学生听得真，强调通过讲、记、背、练来学习，学生缺少体验的过程，缺乏探究的机会，其操作能力、合作交流和综合解决问题的能力薄弱。进行探究性学习能改变这种现状，会使学习过程变得更加有效，而且学习过程会充满着快乐。下面就以“CO■的性质”为例，探究如何完成充满探究活力的课堂教学设计。

（一）合理界定探究问题的范围，引领探究活动

探究活动包括实验室探究、生活小实验、调研、交流等多种形式。作为一种成熟而有效的学习策略，探究性学习在不同的学习时期被赋予了相应的目标，其所包含的内容和操作标准也有所差异。在学习过程中所推行的探究性学习活动，不应对学生提出过高的要求，以免削弱学生的学习兴趣与信心。因此，采取循序渐进和因材施教的方式应是化学教学设计中的主导思想。

基于此，在“CO■的性质”授课过程中，我为学生设定了如下的探究问题：在日常生活中CO■有何用途？CO■具有何种物理性质？CO■具有何种化学性质？围绕这些问题，我让学生充分利用他们能够想到的方法与手段去收集和整理与CO■有关的知识，并以之作为他们提出探究假设、开发设计各种实验并加以验证的资料和素材。

（二）致力营造探究问题的氛围，引导学生投入探究

创设问题情境是开展探究性学习的首要环节，属于创新的起点。也就是说，要通过做实验、展示图片及解决日常生活中碰到的实际问题，来不断提升学生的学习兴趣，增强其探求知识的欲望。

在课堂上，我把带来的塑料袋打开，将里面的可乐、雪碧、芬达等饮料一一拿出。我举起可乐笑问：“这是什么？” 学生异口同声大喊“可乐！”我又拧开盖，夸张地喝一口，点点头：“好喝。”

师：大家说说这些饮料有什么相同之处？

生：都是混合物;都甜;都好喝;除了水之外，还有糖、二氧化碳、色素……

师：对了！它们都叫“碳酸饮料”，为什么呢？学了今天的知识大家就会就知道了。

（三）有效指导探究问题的方法，让学生获得探究体验

要让学生亲身参与探究活动，在其中学习科学的探究方法。例如，可以借助实验达成三项任务目标：看到现象、想到过程、查到结果，即完成操作过程和观察发生现象的任务;主动思考和探索原因的任务，通读教材和收集资料的任务，通过这样的过程和环节，可以培养学生良好的学习习惯，提高他们的学习能力。

如在“CO■的性质”的教学中，由饮料引出CO■后，可以询问学生：“你们怎能确定是CO■呢？”接下来，可以让学生亲自做实验加以验证。之后，还可提出问题：“从观察你们还会想到什么？”学生提出饮料中有CO■释放出来，表明CO■是可以溶于水的。在此基础上，引导做探究比较实验：取两个盛放相同量水的塑料瓶，其中一瓶加入CO■，一瓶加入空气，经过充分振荡后，仔细观察两个瓶内发生的变化，进而获得CO■能溶于水的性質。如果有学生提问：“为什么明明饮料中溶入了CO■，但是在饮料的包装上标注的是碳酸饮料而不是CO■饮料？”这时，他们的同伴就会回答：“我认为是因为CO■和水生成了碳酸。”

学生在广泛收集了大量的资料后，开发了用于对比的如下探究方案：（1）将雪碧饮料中滴入紫色石蕊试剂之后，饮料变成红色;（2）将紫色石蕊试剂分别滴入稀醋酸、稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸之中，通过现象变化证明酸可使紫色石蕊试剂变红;（3）将紫色石蕊试剂滴在水中，根据观察的现象可以证明水不会让紫色石蕊试剂变红;（4）将晾干后的浸过紫色石蕊试剂的滤纸条装进盛有CO■的干燥集气瓶中，根据观察的现象发现CO■并不能让紫色石蕊试剂变成红色;（5）向滴有紫色石蕊试剂的水中通入CO■气体，水变成红色;（6）把装在第（5）步骤试管中的液体取一半加热，另一半用于比较观察。

在这个比较实验中，学生不但获得了CO■能够和水发生化学反应的事实，而且还对碳酸的不稳定性质有了清晰地认识。学生在对日常生活进行观察后不断提出疑问，开发出了各种方案开展探究活动，在探究比较之中掌握了科学的探究方法。教师则针对学生的探究方案进行了评价，并充分确认了开发设计方案中的优点。

学生在圆满达成一个具有较大挑战性的任务目标后，往往是心情愉快而且激动的，这也充分阐释了《义务教育化学课程标准（2011年版）》中所主张的教学理念：“让每位学生都能以轻松愉快的心情去了解多姿多彩、与人类息息相关的化学，努力探索化学变化蕴藏的奥秘，建立持久的化学学习兴趣，提升他们学好化学的自信心。”

在“CO■的制取探究”和“CO■■的鉴别”等探究题目中，也可以让学生在生活中寻找诸如装修瓷砖废料、海蛎壳、贝壳等为实验原料，并以此开展探究活动。这样，不但能够让学生知道一些生活中的材料在探究中可代替部分实验药品，借此达到充分利用废料实现节约资源的目的，而且还可以有效地激发学生对日常生活中的物质进行探索研究的欲望。借助类似的探究活动，可以极大地提高学生的综合能力，特别是动手操作的能力以及彼此之间的协同与协作能力，更为关键的是，能够提高学生保护环境和充分利用自然资源的意识。

（四）多种形式展示研究成果，让学生感受探究的收获

每当学生顺利完成一个探究课题或学完一个单元的课程内容之后，教师可以让学生按照自己的心得加以整理，并撰写一篇小型总结论文。这个过程的设置可以达成两个目的：一是可以培育和提升学生的继续探究能力，二是可以让学生形成系统、稳固的创新思想。鉴于每一位参与探究课题的学生都有亲身体验的经历，因此，这些学生都会在探究活动结束之后感觉有话可说，有话要说。这种和谐与激励的研究交流氛围，既可以让学生充分感悟思考与探究的复杂心路历程，又可以让他们从中获得新知与真知，还可以使他们的动手能力与心智模式均得到锻炼，进而体会到全新的探究乐趣和成功愉悦。

学生在探究活动结束后，可以借助多种形式展示其探究成果。这种成果展示可以让学生对自身的辛勤劳动付出有更深层次的认识，也能激发他们的探究兴趣。为了进一步促进学生创新精神的培育和操作能力的提升，必须确保探究的结果要与他们的知识和智力发展水平相一致，进而达成研究性学习的最终目的。同时，教师要注意丰富探究过程的形成性评价方式，要注意有效地运用激励性与启发性的语言，保护学生的自尊心和语言与行为的积极性，不应刻意追求结论的一致性与规范化，应强调标新立异，坚持指导和激励相结合的方式。

二、关注探究活动，强化科学探究

化学是一门以实验为基础的学科。我国著名化学家戴安邦教授强调：“实验室应该是学生学习化学最有效和收获最丰富的场所。”《义务教育化学课程标准（2011年版）》中也明确指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”

（一）多做实验，强化学生的实践意识

宏观看现象，微观找解释，用符号表征，化学学习的这三个特征表明实验是化学学习之源。在教学过程中教师要注重演示实验，严格按《义务教育化学课程标准（2011年版）》的要求开展实验教学。

在实际教学中，有个别教师因为担心实验教学麻烦和不成功，因而选择放弃做实验，改以视频演示和讲解的方式来代替，以形成“以假代真”的局面。这种“以假乱真”的教学，极大地掩盖了科学中趋真务实的核心本质，所取得的教学效果也不理想。

学生通过实验操作，学会动手、学会观察、学会思考、学会发现并解释或解决相关问题、学会表达与交流，就能获得生动且深刻的感性认识，使化学知识自然地融入到其自身的知识体系之中。在平时的学习中，我们要要充分重视实验，争取多动手做实验。对于《义务教育化学课程标准（2011年版）》要求的学生应做的实验和教材中的演示实验，教师要注重对实验目的、原理、操作、现象和结论的理解与掌握。

借助探究环节积极主动地开展学习活动，能有效地培育学生“实验探究”“设计并实验”“测定”“调查”“收集资料”“查阅”“交流”“讨论”“辩论”“撰写小论文”等多种技能，推进学生主动实验探索、调研剖析、信息处理、交流研讨等综合探究能力的养成，训练学生的科学素养、研究方法、质疑习惯、求证性格和采纳他人观点的价值观和社会责任感等。

（二）实施生活小实验活动，提高学生的实践能力

根据长期的教学经验总结，我们发现，生活小实验不但可以作为教学演示实验、学生实验课程的补充部分，而且也可以成为有效充实学生化学知识、增强学生化学学习趣味性的可靠路径。开展生活小实验，不仅是为了提高学生学习化学的兴趣，而且也能使学生认识到化学在生活中无处不在，化学与生活密不可分。这样，学生才能感觉到学习化学这门学科日后可以学以致用。同时，还可以鼓励家长平时也可以带着学生去感受化学，用趣味并安全的实验来引发学生的问题意识与好奇心。

为确保学生能够顺利地开展生活小实验并获得成效，教师需要开发生活小实验的选题，细致地指导学生准确定位实验目的，科学规划实验方案，合理选定实验材料，设计安全操作步骤，细致观察，准确记录结果，撰写实验报告，交流研讨，分享成果。

在关注培育学生核心素养的今天，培养学习力更应注重高阶思维能力的培养。教育的本质不在于告诉学生真理的内容，而在于引导学生如何探寻真理。教师应善于为学生提供足够的思考空间与时间、恰当的实践时机、科学的方法与路径，做好周到细致地研究性学习指导工作。让学生利用在实验中养成的行为逻辑，主动搜寻、选择、归类、梳理知识与信息资源，再结合自身的领会与分析，主动生成知识模块、思维方式、观点主张，并在长期的交流研讨中持续完善发展，重新建构自身的知识架构。在此基础上，学生就可以渐次地形成并完善自身的认识、理解和融入世界的独特方式、思维框架和行动能力。

依托化学教学的观测点，在学生遗忘具体的化学事实性知识之时，头脑之中留下来的就应该是化学的视阈中所了解的客观事物和解决问题的方法框架。因此，教育从本质上不应该纠缠于纯粹的知识传授，而应该向活动习惯和独立思考能力方面转变。只有讓学生在挫折面前学会思考与判断，并凝聚碎片化知识和摆脱标准答案，实现对核心素养培育的形成性评价，才能确保学生拥有持续的学习兴趣。

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（责任编辑：杨强）