基于核心素养的初中化学探究实验教学模式研究

郭凤

化学作为一门以实验为基础的自然学科，探究实验是化学学科的重要组成部分，探究实验具有开放性、综合性、可视性、趣味性等特点，是提升学生化学学科思维、建构学科知识、加强团队合作意识的重要途径之一。教师要精心设计探究任务、引导学生积极外显思维过程、自主发现问题、及时反思修正，直至完成探究任务，该教学过程称为即时反思+可视化探究实验教学模式。该模式能够激发学生学习化学的兴趣，帮助学生掌握核心知识、形成学科学思维，提升学生科学探究与实践能力，培养学生的科学态度与责任，是提升学生核心素养的有效途径之一。

一、实施即时反思+可视化探究实验教学模式的条件

合理划分学生层次是实施即时反思+可视化探究实验教学模式的首要前提。依据学生的知识掌握情况和能力水平将其划分成A、B、C三个层次。在探究过程中，C层学生主要在简单任务中担任可視化描述任务，B层学生在中等难度的任务中担任可视化设计任务，而A层学生在复杂任务中担任可视化设计任务。学生层次划分是否科学、合理，直接影响着最终的分层教学效果。小组长自主安排任务分配情况，既培养组长组织能力，也有效调动学生的探究积极性和团结性，充分发挥小组合作学习的价值。

设置分层任务是实施即时反思+可视化探究实验教学模式的必要环节。在将学生划分成不同的层次之后，教师需要针对不同层次的学生设置与其相符的学习任务，以分层任务为驱动、以小组合作为途径，实行小组长负责制，小组长评价各层任务的落实情况，协调、调动小组成员参与，展开探究实验的思考与探索。

教师给予指导是实施即时反思+可视化探究实验教学模式的有效补充。教师在教育教学中应当充分尊重学生学习的主体地位，意识到学生在认知上的不足，并在学生需要帮助的时候给予他们必要的引导与帮助。以学生的学习行为为主线，以生为本，发挥教师的主导作用。

营造良好的课堂探究氛围，激活学生学习化学的兴趣，学生敢于各抒己见、勤于沟通交流、擅于质疑发问，是实现即时反思+可视化探究实验教学范式的可行性条件。教师力求引导学生找到探究实验的方法，激励学生有条理、系统性描述设计过程，要抓住要点，而不是简单铺陈，机械灌输。当学生在设计过程中遇到困难时，教师及时引导学生对任务进行即时思考并修正，提出解决策略。

思维可视化为教学效能的系统性提升提供了新的支点，借助实验简图、流程图、思维导图等简洁形象的图示将思维可视化，以化学知识为载体，系统性发展学科思维，是转变教学方式、调整教学焦点、发展提炼、概括、推理、分析等思维能力的有效途径，并使学生学会追问、比较、整合等解决问题的能力，大大提升化学教学效能，促进教学评一致性的课堂有效推进。

二、实施即时反思+可视化探究实验教学模式的教学步骤

第一步：教师深度备课，设置分层任务；

第二步：学生阅读教材，在教师的引导下明确探究实验的探究目标；

第三步：学生自主思考，初步设计探究方案；

第四步：学生表述初步探究方案、产生思维冲突、即时反思、修正方案；如果产生自我解决不了的思维冲突时，小组助力或班级助力，直至每一次思维冲突都得以解决。

三、实施即时反思+可视化探究实验教学模式的流程

第一种途径：自主（或小组）设计探究实验方案→描述探究方案→产生思维冲突→即时反思→修正方案并继续进行→再次产生自我冲突→即时反思→修正方案→……→完成探究方案→整理设计过程，可视化探究方案。

第二种途径：自主（或小组）设计探究实验方案→描述探究方案→产生自我冲突→即时反思→无法完成修正→小组助力或班级助力修正方案（教师点拨）→再次产生自我冲突→即时反思→修正方案→……→完成探究方案→整理设计过程，可视化探究方案。

反思与可视化设计过程不是割裂进行的，即时反思与修正方案相继发生，可视化方案同步生成。可视化方案的方法多种多样，可以利用流程图，可以绘制思维导图，可以画树状图等，学生自主选择。

以探究二氧化锰的催化作用为例，展示实施即时反思+可视化教学模式的过程。

小组长根据学生的层次划分A、B、C三类。

教师设置如下分层任务。

任务一：猜想二氧化锰对过氧化氢分解产生氧气的速率有无影响，说一说你的探究思路。

任务二：探究二氧化锰在反应前后质量有无变化。

任务三：探究二氧化锰在反应前后的化学性质是否变化。

学生自主学习，明确探究实验目的。

任务解决过程如下。

任务一：小组长负责先让基础较薄弱的学生（C类）说一说想法，提升学困生参与学习的热情，培养良好的探究氛围。

C层学生：结合教材，自主思考并简要描述，具体如下。

描述1：向盛有过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，观察产生氧气的快慢。

描述2：先向试管中加二氧化锰固体粉末，再向试管中加过氧化氢溶液。

产生思维冲突：向试管中添加固体和液体药品的顺序是什么？如何判断二氧化锰提高过氧化氢的分解速率？

及时反思、小组成员交流：向试管中添加药品时，先添加固体药品，再添加液体药品；设置对照实验。完成任务一的思路设计。

任务二：小组讨论，用托盘天平称量反应前后二氧化锰的质量来判断。

B层学生：在完成任务一的基础上，自主思考并简要描述；

再次冲突：在过氧化氢溶液中的二氧化锰如何称量。

教师点拨：通过过滤、洗涤、干燥，用托盘天平称量二氧化锰的质量。

任务三：有的小组交流后仍无法解决，寻求组间帮助或求助教师；有的小组讨论出结果，向试管中继续加过氧化氢溶液，但是不确定方案是否最佳。

A层学生：在完成任务一、二的基础上，自主思考并简要描述。

师生交流：教师点拨完善探究方案，等反应结束后向试管中加入过氧化氢溶液，观察，反应重新开始。重复上述实验，反应重新开始。说明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率，过氧化氢起催化作用。

可视化探究过程：小组绘制探究方案流程图示，展示分享成果。

四、实施即时反思+可视化探究实验教学模式的意义

化学实验对全面发展学生的核心素养有着极为重要的作用，通过探究实验有效激发学生的化学学习兴趣，是课堂落实教学评一致性理论的重要途径之一。在设计探究过程中学生善于质疑、敢于发问、勇于发言，积极动手绘制图像或演示实验操作等，课堂学习氛围浓厚，发展了化学科学思维，增长了实验操作技能和实践能力。小组成员团结协作、攻坚克难，提升了学生的团队精神。

在实施该模式的教学过程中，课堂氛围快乐轻松，学生思路开阔，全身心地投入到探究过程中，对不确定因素深入探究、集体讨论直至问题得到解决，养成了崇尚真理、严谨求实的科学态度。