初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)的有效開展策略

丁虹

摘要：在初中化學(xué)教學(xué)中，探究性實驗教學(xué)法不僅能夠激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，還能夠幫助學(xué)生理解抽象的化學(xué)概念，并應(yīng)用其解決實際問題。通過探討探究性學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)，分析初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)的原則，提出實施這一教學(xué)法的有效策略，以期為初中化學(xué)教師實施探究性實驗教學(xué)提供參考，進而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和終身學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；實驗教學(xué)；探究性學(xué)習(xí)

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，這是從化學(xué)研究的方法、途徑和手段的角度對化學(xué)特點的歸納?；瘜W(xué)從發(fā)生、發(fā)展到成為一門科學(xué)，每一步都離不開化學(xué)實驗的推動。《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出，要充分認識化學(xué)實驗的價值，積極開展科學(xué)探究與實踐活動[1]。實驗是化學(xué)的靈魂，探究性實驗越來越受到人們的重視。在探究性實驗教學(xué)中，教師可以鼓勵學(xué)生積極參與、提出問題、設(shè)計和進行實驗、分析討論和解釋結(jié)論等。這種學(xué)習(xí)方式提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，同時也讓學(xué)生在真實的科學(xué)探究過程中學(xué)會了如何學(xué)習(xí)和思考。

一、探究性學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)

（一）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為知識不是被動接受的，而是由學(xué)習(xí)者主動構(gòu)建的。在這個框架下，學(xué)生不能單純作為知識的接受者，而是要在與現(xiàn)實世界互動的過程中建立起自己的知識體系，教師的角色也從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進者和指導(dǎo)者。在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，學(xué)生需要通過觀察、實踐和實驗來探索化學(xué)現(xiàn)象，通過這一過程，他們能夠深刻地理解化學(xué)概念和原理，并在實踐中構(gòu)建和鞏固知識。

（二）探究學(xué)習(xí)模式

探究學(xué)習(xí)模式強調(diào)學(xué)生主動參與和自我發(fā)現(xiàn)的過程。這種模式通常包括提出問題、收集信息、構(gòu)建假設(shè)、測試假設(shè)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論等步驟。在初中化學(xué)探究性實驗中，這種模式鼓勵學(xué)生提出他們自己的問題，設(shè)計實驗來探索這些問題，并基于觀察和實驗結(jié)果來形成結(jié)論。這種方法培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維、解決問題的能力以及化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

實驗教學(xué)是探究性學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分，尤其是在化學(xué)學(xué)習(xí)中。學(xué)生通過親身參與實驗，能夠直接觀察現(xiàn)象，這有助于他們理解抽象的科學(xué)概念及結(jié)論。在初中化學(xué)課程中，實驗不僅提供了驗證理論知識的機會，還提供了一個平臺，學(xué)生可以在其中測試假設(shè)、分析數(shù)據(jù)、練習(xí)科學(xué)方法[2]。這種實踐活動是對認知、操作技能和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，能促進學(xué)生的全面發(fā)展。

二、初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)的原則

（一）學(xué)生中心原則

學(xué)生中心原則強調(diào)將學(xué)生的需求、興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格作為教學(xué)活動的核心。在初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計能夠引發(fā)學(xué)生好奇心和探究欲的實驗，讓學(xué)生通過實踐活動發(fā)現(xiàn)和理解化學(xué)知識。鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過實驗操作來提升自身的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。教師作為引導(dǎo)者和協(xié)助者，為學(xué)生提供必要的支持，幫助他們在探索化學(xué)世界的過程中成長。

（二）知識與技能并重原則

知識與技能并重原則認為在化學(xué)實驗教學(xué)中，不僅要注重理論知識的傳授，還要強調(diào)實驗技能的培養(yǎng)。這種原則要求教師在教學(xué)中平衡好理論講解與實驗操作的關(guān)系，確保學(xué)生在掌握必要的化學(xué)知識的同時，也能夠通過實驗操作來應(yīng)用這些知識。此外，學(xué)生還需要學(xué)習(xí)如何安全地使用實驗器材，準(zhǔn)確收集和分析數(shù)據(jù)，以及批判思考實驗結(jié)果。

（三）探究過程引導(dǎo)原則

探究過程引導(dǎo)原則強調(diào)教師應(yīng)當(dāng)在整個實驗過程中提供指導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生了解探究的步驟和方法。在初中化學(xué)實驗中，包括幫助學(xué)生明確實驗?zāi)康?，制定科學(xué)的實驗方案，確保實驗操作的準(zhǔn)確性和安全性，以及引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行合理的分析和解釋。教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生提出問題，培養(yǎng)他們的觀察力和思辨能力，從而在實驗探究中形成系統(tǒng)的科學(xué)思維方式[3]。

三、實施探究性實驗教學(xué)的策略

（一）用實驗創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)問題情境以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是非常重要的。這種方法的核心在于將化學(xué)實驗與學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密聯(lián)系起來，從而提高他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機。例如，在統(tǒng)編版化學(xué)教材（五四年級）八年級第七單元探究物質(zhì)燃燒條件的實驗時，教師可以從學(xué)生熟悉的生活場景出發(fā)，比如冬天的爐火或者篝火晚會上的火堆，來引入這一主題。通過學(xué)生熟悉的情境，學(xué)生不僅能夠理解燃燒所需要的條件，還能夠認識到這些化學(xué)反應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用和重要性。接下來教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論與燃燒相關(guān)的實際問題，如燃燒產(chǎn)生的能量如何被利用、燃燒過程中產(chǎn)生的物質(zhì)對環(huán)境的影響、如何能讓燃料充分燃燒以及如何滅火等。這種探討不僅僅局限于理論知識，還包括了對現(xiàn)實世界問題的思考，使得化學(xué)學(xué)習(xí)變得更加生動和實用。

（二）引導(dǎo)學(xué)生提出問題、做出猜想和設(shè)計實驗驗證猜想

在初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生圍繞特定實驗提出問題、構(gòu)建假設(shè)，并進行預(yù)測是極為關(guān)鍵的一步。這不僅是科學(xué)方法的核心部分，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如，在講授“稀鹽酸的化學(xué)性質(zhì)”這部分內(nèi)容時，向稀鹽酸中滴加紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液變紅了，是稀鹽酸中的哪種粒子使紫色石蕊溶液變紅的呢？教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考稀鹽酸中存在哪些粒子？然后進行猜想，讓學(xué)生設(shè)計相關(guān)實驗探究哪個猜想正確。再如，講解氧氣的實驗室制法時，學(xué)生通過不同的方法制得氧氣，會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氧氣的快慢不一樣，會提出有哪些因素會影響氧氣產(chǎn)生的速率這一問題。學(xué)生可以說出以下假設(shè)，比如反應(yīng)物的種類、反應(yīng)物的純度、反應(yīng)的溫度、催化劑的使用等。學(xué)生可以通過小組討論自由交流想法，提出自己的觀點，通過討論設(shè)計合理的實驗進行驗證。

（三）指導(dǎo)學(xué)生制定實驗計劃和步驟

在探究性實驗教學(xué)中，教師指導(dǎo)學(xué)生制定實驗計劃和步驟是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師在這個過程中需要確保學(xué)生在實驗中的每一步都是明確的，目的是清晰的，并且是可以重復(fù)的。這不僅要求教師幫助學(xué)生將一個寬泛的問題轉(zhuǎn)化為具體的實驗設(shè)計，還需要指導(dǎo)他們選擇正確的實驗儀器和藥品、從哪些方面進行細致的觀察以及如何準(zhǔn)確記錄實驗結(jié)果。例如，在講授“酸和堿的中和反應(yīng)”這部分內(nèi)容時，教師可以首先演示并講解書中的實驗，讓學(xué)生明白其中的原理是通過觀察酚酞溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明氫氧化鈉從有到無，從而證明氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。然后可以讓學(xué)生根據(jù)此實驗的原理即證明反應(yīng)物消失了，或者有新物質(zhì)生成，小組討論并設(shè)計實驗，重新選擇藥品，證明氫氧化鈉和稀鹽酸能發(fā)生反應(yīng)。通過這樣的實驗計劃制定學(xué)習(xí)過程，學(xué)生可以從中學(xué)習(xí)到科學(xué)方法的要素，培養(yǎng)他們的實驗技能和科學(xué)思維能力。

（四）促進學(xué)生進行實驗操作和現(xiàn)象分析

在確立了實驗計劃之后，學(xué)生的參與變得尤為關(guān)鍵。教師應(yīng)確保所有學(xué)生都有機會進行親身實踐，這樣不僅可以加深他們對化學(xué)概念的理解，還能夠提高他們運用科學(xué)工具和技術(shù)的能力。在學(xué)生進行實驗操作時，教師要對學(xué)生進行監(jiān)督確保他們遵循安全原則，同時也要鼓勵他們獨立思考和解決問題。學(xué)生也需要學(xué)會如何收集數(shù)據(jù)、如何記錄數(shù)據(jù)、如何使用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)和統(tǒng)計方法來分析數(shù)據(jù)。例如，在講授“影響燃燒劇烈程度的因素”這部分內(nèi)容時，學(xué)生可能需要測試不同條件下的燃燒反應(yīng)，如改變氧氣濃度、可燃物的種類、可燃物與氧氣的接觸面積以及溫度等。教師的任務(wù)是確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確地利用實驗儀器操作，正確地執(zhí)行實驗步驟，并且能夠有效地記錄實驗過程和結(jié)果。此外，數(shù)據(jù)分析是此階段的另一個重要組成部分。教師需要指導(dǎo)學(xué)生如何分析實驗數(shù)據(jù)，幫助他們理解實驗結(jié)果與預(yù)測之間的關(guān)系。例如，在用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗中，教師可以讓學(xué)生分析進入到集氣瓶中水的體積小于五分之一或大于五分之一的原因，引導(dǎo)他們探究這些現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。這不僅涉及對數(shù)據(jù)的解讀，還包括對實驗可能出現(xiàn)的偏差或誤差的理解。

（五）引導(dǎo)學(xué)生討論、交流實驗結(jié)果

在探究性實驗教學(xué)中，討論與交流環(huán)節(jié)是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的重要組成部分。教師在這一環(huán)節(jié)的職責(zé)是創(chuàng)造一個開放的交流平臺，讓學(xué)生能夠自由地表達自己對實驗結(jié)果的理解，分享自己在實驗過程中的觀察和體會[4]。這種交流不僅限于正確答案的呈現(xiàn)，更重要的是鼓勵學(xué)生表達自己的思考過程，包括實驗設(shè)計的邏輯、操作過程中的發(fā)現(xiàn)、對結(jié)果的解釋，以及對問題的分析。通過這樣的討論，學(xué)生能夠從不同角度理解問題，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。例如，在利用鎂條燃燒實驗探究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系時，學(xué)生分組進行實驗，得到的實驗結(jié)果有天平平衡的，有天平指針向左偏轉(zhuǎn)的，也有天平指針向右偏轉(zhuǎn)的，不同的實驗結(jié)果的產(chǎn)生令學(xué)生充滿好奇。此時教師可以讓學(xué)生進行討論和交流，分享他們對實驗結(jié)果的不同解釋，學(xué)生可以從同伴的分享中獲得新的見解，同時也能根據(jù)教師的提示和同學(xué)間的思維碰撞，對自己的實驗方法進行修正和完善，從而得出正確的結(jié)論。

探究性實驗教學(xué)在初中化學(xué)教育中扮演著越來越重要的角色，不僅培養(yǎng)了學(xué)生對化學(xué)科學(xué)的興趣和熱情，還鍛煉了他們的實驗技能、批判性思維和解決問題的能力。教師為學(xué)生提供了一個真實的科學(xué)探究環(huán)境，將學(xué)生置于實驗的中心，激發(fā)他們的好奇心，引導(dǎo)他們提出問題、制定計劃、執(zhí)行實驗并進行數(shù)據(jù)分析，在這樣的環(huán)境中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到知識，更重要的是學(xué)會了學(xué)習(xí)的方法，即如何通過觀察、思考、實驗和討論來獲取和構(gòu)建知識。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：39.

[2] 魯季紅.核心素養(yǎng)下初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)研究[J].亞太教育，2023（4）.

[3] 慕小勇.初中化學(xué)探究性實驗教學(xué)改革初探[J].學(xué)周刊，2023（10）.

[4] 董?；?初中化學(xué)探究性實驗的教學(xué)策略[J].教育藝術(shù)，2023（1）.

見習(xí)編輯/張婷婷