初中化学实验教学中培养学生科学探究能力的策略

李月

【摘 要】化学学科教学的本质规律决定了应当重视实验教学模块，以此作为关键性的科学探究能力培养途径。本文结合教学实践经验，论述了在化学实验教学中培养学生科学探究能力的策略，提出教师要引导学生认识实验设计的意图，以小组合作与教师指导相结合的方式推进实验操作活动，引导学生以规范的方式完成实验记录，并鼓励学生改进实验方案。

【关键词】初中化学;实验教学;科学探究能力

一、实验教学对于培养学生科学探究能力的重要性

《义务教育化学课程标准》（ 2011年版） 要求：“在教学中创设以实验为主的科学探究活动，提高学生的科学探究能力。”化学教学中的科学探究包含实验探究，以及查阅资料、调查、推理等活动。其中实验探究是重要的探究形式，能够体现化学作为一门基础自然科学的本质特征。现代实验科学的始祖培根曾提到：“最好的论证当然就是实验。”实验法重视精确地控制变量，开展严密的操作与思维活动，从客观事实中发现物质变化的恒定规律，是科学探究的基础。

二、初中化学实验教学中培养学生科学探究能力的策略

以化学实验教学培养科学探究能力，便必须要让学生身体力行地做实验。以往的教学中也安排学生做实验，但是活动方式较为简单，与该部分教学的重要性不相匹配。教师要遵循化学教学自身的规律，通过优化实验教学过程培养学生的科学探究能力。

（一）引导学生认识实验设计意图

实验设计是开展实验的基础，只有实验设计符合逻辑，实验结果才有意义。教师要让学生的大脑“动”起来，使学生的思维参与到实验设计阶段中，而非只让学生被动地接受整个實验方案。

1.明确实验探究的目标

实验是具有目标性的活动，其中每个步骤都围绕目标设计，选材、操作方式、记录方式等都与实验的目标息息相关。教师在课堂中开展实验探究前，要先让学生明确实验目标，发展参与实验探究活动的内在驱力。教师可以在教学中运用提问，让学生在内心建立活动目标，并思考怎样在目标的牵引下从事探究。

例如，“二氧化碳的制取与性质”这个实验分为五个步骤。如果学生缺少目标思维，在探究中便只会依据课本完成操作，在过程中也容易出现错误。教师可以先让学生读课本中的说明性文字，然后提问：“怎样收集二氧化碳？”“如何验证我们收集到了二氧化碳？”针对“二氧化碳的性质”探究方面，师生共同回顾已经学习过的内容，对让学生注意到二氧化碳可以溶于水产生碳酸、二氧化碳不支持燃烧等特征。然后，师生共同阅读关于探究二氧化碳性质的三个步骤，分析实验设计的意图。借助这样的教学，起到了以问促思的作用，让学生理解了探究目标以及各个步骤和探究目标之间的关系。

2.师生共同生成实验方案

学生具备了关于实验目标和原理的知识后，便有了设想实验方案的初步能力。以往教学中大多根据教材中给定的实验方案开展实验，学生的思维并未参与其中，在实验探究过程中，学生也只是机械跟随教师操作。为培养学生的科学探究能力，应转变传统的教学思维，在最大程度上激发学生的主动性，由教师来引导学生生成实验方案。

以“氧气的制取与性质”实验为例，这个实验是初中化学课程中最早的几个实验之一，在上课时学生也是初次接触化学实验材料。教师可以先让学生观察材料，让学生根据对实验原理的理解，说说材料的用法。在师生交流之中，让学生了解每项材料的使用方法。其次，教师引导学生从“生成气体”和“收集气体”两方面功能思考，说说实验方案。

（二）小组合作开展实验操作

实验操作能够让学生在做中学，是培养学生科学探究能力的关键环节。初中学生的科学探究能力不强，教师要以小组合作的方式开展实验操作活动，以同伴合作为学生提供支持，并开展个别化的指导。

1.组内开展有序分工

化学实验中操作步骤繁多，对每个步骤都有具体而精确的要求，实验小组也必须在有序分工的基础上开展活动。依据初中化学实验的难度，一般以每三人构成一组为宜。每个化学实验都不相同，因此并没有固定不变的分工方式。具体的分工方式由学生来自主调节，这要求学生具有较强的实验管理能力。在教学中教师可以提出“分工操作，共同观察”的规则，提示学生在进行每个操作之前明确步骤的要求和复杂程度，操作的结果则要由学生一起来确认。

例如，实验“常见金属的性质”中涉及镁、铁、锌、铝、铜五种金属，又包含探究每种金属物理性质和化学性质的五种实验活动，分支活动项目非常多，很考验学生的合作能力。教师在每个小组中设一名小组长，由这名小组长来负责协调活动。在每个分支活动实施前，组长先与组员沟通，分派不同的任务，然后组员有默契地开展合作。如在探究不同金属在稀硫酸中的变化时，一名学生负责加入不同的金属块，一名学生负责向试管中滴加稀硫酸，一名学生则照看现场、确保过程无误，三人共同确认实验现象，有序推进活动。小组合作的方式体现了学生的自主性，也可以通过同伴互助的机制为学习活动提供支持，能够让学生亲历科学探究的主要环节，促进学生内化科学探究经验。

2.实施实验指导

学生在实验操作过程中可能遇到困难，因此教师要在各小组间巡视，针对学生的问题展开个别化实验指导。学生在操作的过程中，教师可以针对易错点展开有意识的观察，如观察学生在滴加稀硫酸时是否将金属样品完全浸没，观察学生使用坩埚钳的方式是否正确，观察学生在将金属样品放入试管时能否做到先将试管横放等等，也可对学生的合作方式进行观察，提出改进的意见。当发现学生的问题时，教师予以纠正并说明原因，通过师生对话和示范等方法让学生掌握正确的探究方法。教师实施个别化实验指导，可以使“教”适应“学”，顺应不同小组学生在能力上的差异。如果教师发现了较为普遍的不当操作，可以让全班暂停活动，进行统一讲解。通过这种方式，将学生自主与教师指导有效结合起来，为学生创设操作实验的良好环境。

（三）借助实验记录优化思维

实验记录是实验探究的重要环节，是“学”的活动的有机组成部分。开展实验记录活动，可以提升学生从事科学探究活动的规范性，也能够起到优化思维的作用，提升学生的科学探究能力。

1.养成实验记录习惯

记录是指对实验现象的记录，应当发生在整个实验过程中。以往教学时，教师发现许多学生喜爱动手操作和观察讨论，但是没有做记录的好习惯，有些学生在要上交记录单时才根据记忆匆匆完成记录，只当是完成一项学习任务。实质上，记录是一种搜集实验证据的重要活动，应当具备规范性和科学性。全程做实验记录是一项重要的科学探究素养，应在平时的学习活动中养成。平时教师要提醒学生随时记录，如在“常见金属的性质”这个实验中，学生完成用砂纸打磨金属样品、导电实验、用酒精灯加热金属材料等环节后，都要即时记录观察结果，直至最后生成完整的实验报告。经过长期性的训练，学生就会习惯成自然，自发地在科学探究活动中表现出勤做实验记录的好习惯。

2.使用学科规范语言

化学实验的结果通过数字、文字、公式等形式表述，要求使用學科规范语言。表述实验结果的能力，是科学探究能力的一部分。语言与思维是一体的，针对语言表述方法开展训练，可以提升学生的思维素养，培养学生在科学探究方面的严谨态度。

教师可以针对学生做实验记录和报告单的语言提出具体要求，指导学生使用简明扼要、逻辑性强的语言来表述。如果学生在记录中出现典型错误，教师可以利用错误资源开展教学。如在进行“物质溶解过程中的能量变化”这个实验时，很多学生在实验报告单中写道：“氢氧化钠使温度升高。”教师在课堂中指出，这样的表述中没有体现实验中的主要物质以及不同物质之间的关系，更适宜的表述是：“氢氧化钠溶于水后，溶液温度升高。”开展这样的教学，可以促进学生从实验活动的本质角度进行思考，让学生学会反思自己记录实验结果的方式，发展规范的记录能力。

（四）鼓励学生创新实验方式

相同目标的实验可以用不同的方式来完成，实验中的不同环节也可通过引入其他器材和方法来优化。在教学实践中，教师不必拘泥于教材给出的方法，可以引导学生对实验的步骤设置、操作方法、用品器材等进行反思，让学生提出创新性的实验改进方法，再在自己的实验中加以运用。让学生创新实验方式，使学生真正成为实验的主体，对于培养学生的科学探究能力具有深远的意义。

例如，在“二氧化碳的制取和性质”实验中，有很多学生发现将二氧化碳倒入装有两个蜡烛的烧杯时，实验不容易把握。由于二氧化碳比空气重，理论上应当是较低的蜡烛先灭，但是如果倾倒时二氧化碳先碰到上面的蜡烛，就会导致它先灭。教师请学生想一想是否可以改进实验，以规避现在的问题。学生在思考时想出了两个新的设计：用玻璃片隔开烧杯和蜡烛，以及用导气管将二氧化碳导入装有蜡烛的烧杯中。师生先共同讨论方案的可行性，然后学生再在探究实践中验证自己的想法。借助这种方式，可以培养学生在实验探究方面的自觉意识和批判性思维能力，提升学生自主开展科学探究活动的能力。

三、结束语

在课程改革不断推进的背景下，初中化学教学强调要从知识本位走向能力本位。实验教学将动手与动脑结合起来，重视让学生在过程与方法的维度达标，是培养学生科学探究能力的重要途径，能够帮助学生掌握科学探究的原则与方法。教师要在实验设计、实验操作、实验记录、实验创新方面引导学生，以提升初中化学教学的质量，发展学生的学科素养。

【参考文献】

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