吳秀峰

【摘要】實驗是化學研究的基本方法。在初中化學教學中應用實驗教學法培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，用實踐體驗和探究活動代替?zhèn)鹘y(tǒng)的理論灌輸，使學生在實驗操作中獲得科學知識、科學技能和科學方法，循序漸進地培養(yǎng)學生的科學能力和科學觀念，為發(fā)展學生科學品質(zhì)提供有力支持?；诖耍恼玛U述了在初中化學教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的意義，并提出培養(yǎng)策略。

【關(guān)鍵詞】初中化學；實驗；科學素養(yǎng)；策略

【中圖分類號】G633.3【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）05—0111—05

伴隨著新課改的實施和推進，構(gòu)建培養(yǎng)學生能力和素養(yǎng)的化學課堂逐漸成為教師的共識。傳統(tǒng)化學教學方法以預習、導入、課堂講解、作業(yè)設(shè)計為主，形成了一套以掌握化學知識為中心的完整的教育體系，但不利于學生能力的培養(yǎng)，為此教師必須結(jié)合學生的成長發(fā)展需求推動化學教學模式改革。將實驗活動引入初中化學教學中，利用實驗活動增強學生的學習體驗感和參與感，通過實驗活動積累知識，培養(yǎng)科學思維，為學生核心素養(yǎng)的發(fā)展提供有力支持。

一、初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的意義

1.在化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)是新時期學生發(fā)展的目標和要求?！读x務(wù)教育化學課程標準（2022版）》指出：“化學課程要發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，教師應當基于核心素養(yǎng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計和組織課程內(nèi)容……以實驗為基礎(chǔ)，激發(fā)學生對物質(zhì)世界的好奇心，發(fā)展科學思維，養(yǎng)成科學態(tài)度?！庇纱丝梢?，在初中化學教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)對學生學習發(fā)展的意義以及通過實驗活動培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的必要性，為此教師應當圍繞學生科學素養(yǎng)的發(fā)展需求不斷創(chuàng)新教學理念、教學方法和教學模式，為新時代的初中化學實驗教學模式的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)[1]。

2.在實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)是保證化學教育有效性的關(guān)鍵?？茖W素養(yǎng)集中表現(xiàn)在三個方面，第一是學生對科學探究方法的了解程度，第二是學生對科學知識的了解情況，第三是學生對“科學技術(shù)對社會和個人產(chǎn)生的影響”的基本了解程度?；瘜W學科是知識的集合體，化學實驗是人們探究化學知識的主要方式，是化學科學形成與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是檢驗所學知識的關(guān)鍵，教師作為化學教學的主體，能夠根據(jù)化學實驗的過程和結(jié)果引導學生發(fā)散思維，保證化學實驗教學的有效性，因此，化學實驗在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、保證化學教學有效性方面具有不可替代的作用。

3.在化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)有助于建立以學生為主體的教學模式。隨著新課改的深入，化學教學越來越強調(diào)對學生能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，而傳統(tǒng)化學教學模式以化學知識講解和組織練習活動為主，忽視了學生能力和素養(yǎng)的發(fā)展需求，在化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)，以素養(yǎng)為目標開展實驗教學活動，教師為實現(xiàn)化學教學目標不得不改變傳統(tǒng)的實驗教學方法，將探索性內(nèi)容引入實驗活動之中，引導學生在學習過程中學習科學研究方法，思考科學研究應當保持的態(tài)度，在無形中構(gòu)建以學生為主體的化學實驗教學模式，在體驗式教學中建立起人與化學、社會之間的聯(lián)系，為學生今后的化學學習奠定堅實基礎(chǔ)[2]。

二、初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的策略

1.趣味實驗激發(fā)學習潛能，培養(yǎng)探究興趣。化學知識涉及微觀物質(zhì)變化，知識較為抽象，學生學習理解化學知識的難度較大，為避免學生對學習化學知識產(chǎn)生畏難情緒，教師將趣味性要素引入化學實驗活動之中，以此激發(fā)學生的學習探究興趣，使學生主動參與實驗活動，探究實驗現(xiàn)象背后的化學知識，通過趣味性實驗活動深化學生對化學知識和實驗方法的理解，為學生科學素養(yǎng)的發(fā)展提供有力支持。

保證實驗趣味性的關(guān)鍵在于實驗活動生活化，利用生活中常見的事物完成實驗活動，學生結(jié)合生活經(jīng)驗猜想實驗結(jié)果，用出人意料的實驗結(jié)果激發(fā)學生，激發(fā)學生的學習動力，使其主動、自覺地投入到實驗過程中，保證趣味實驗活動的有效性。趣味性實驗將學生作為主體開展教學活動，強調(diào)學生的學習體驗感，教師作為引導者需要適時提供鼓勵和支持，引導學生從已有的實驗現(xiàn)象出發(fā)，探索實驗活動背后的化學知識，考慮到不同學生個體的思維能力和理解能力存在差異，為使每個學生都能在實驗活動中獲得成長，教師將問題趣味化，營造趣味性課堂氛圍，并將學生分成小組，合作討論化學知識，培養(yǎng)學生的科學探究興趣，助力學生成長[3]。

以“酸和堿的反應”為例，為進一步加強學生對酸堿物質(zhì)性質(zhì)的理解和對酸堿中和反應的認識，教師在課堂上組織氫氧化鈉和稀鹽酸反應實驗，引導學生觀察酸堿反應后的生成物，了解酸堿中和反應的實質(zhì)。為保證實驗活動的趣味性和探究性，建立以學生為主體的化學實驗活動課程，教師引入信息技術(shù)輔助學生探究化學知識，感受化學學科知識的趣味性。

教師播放實驗視頻，視頻中教師介紹土壤改良方案，“農(nóng)民伯伯會在土壤中加入熟石灰或是硫酸亞鐵來調(diào)整土壤的pH值，大家思考：為什么需要改良土壤pH值？為什么這種方法可以用來改良土壤pH值呢？”創(chuàng)設(shè)生活情境激發(fā)學生探究化學知識的熱情，強化化學教學的趣味性。在實驗教學活動中，教師利用多媒體技術(shù)播放氫氧化鈉與稀鹽酸中和反應的實驗視頻，并提問：“水中加入堿性物質(zhì)，用試紙檢測結(jié)果也偏堿性，水中加入酸性物質(zhì)，試紙檢測結(jié)果也偏酸性，現(xiàn)在老師在實驗中既加堿又加酸，大家猜猜會發(fā)生什么變化呢？”教師將學生分為小組，小組互動猜測酸堿中和實驗結(jié)果，在猜想、互動、說理中賦予學生趣味性的學習體驗。教師繼續(xù)播放視頻，通過溫度計、觀察對比等方式了解反應過程，為強化學生的實驗參與感，教師提出問題：“現(xiàn)在雖然將酸和堿混合在一起，但是我們應該怎樣證明酸和堿之間發(fā)生化學反應呢？”引導學生以小組為單位結(jié)合所學知識討論驗證化學反應是否發(fā)生的方式，鼓勵學生運用已有的實驗器材和藥品自行設(shè)計實驗，通過實驗設(shè)計活動深化學生對實驗技能和實驗方法的理解，為學生科學素養(yǎng)的發(fā)展提供有力支持。

2.制訂教學目標，設(shè)計化學實驗。在初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，包括對學生科學品質(zhì)和科學觀念的培養(yǎng)，為讓學生認識到科學實驗的意義，教師結(jié)合教材內(nèi)容和教學目標設(shè)計化學實驗活動，鼓勵學生以討論形式設(shè)計實驗，通過實驗活動探究學習化學知識的意義，引導學生積極主動地投入到化學教學之中，為學生科學探究能力的發(fā)展提供有力支持。

以討論形式設(shè)計化學實驗，削弱了教師在傳遞知識方面的作用，為學生提供了一個可以自由發(fā)散思維、表達意見的學習空間，學生在教師的引導下，結(jié)合探究性問題或是生活需求整合所學化學知識，互動討論解決問題，保證實驗教學活動的有效性，對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起到了一定的促進作用。考慮到學生的年齡較小，過度發(fā)散思維容易影響實驗設(shè)計的有效性，因此教師在課上除引入實驗背景外，應當從實驗探究過程的關(guān)鍵點入手，顯現(xiàn)實驗探究學習路徑，引導學生自主討論思考，通過思考、綜合、歸納等一系列思維活動突破化學教學重難點，為學生科學思維的形成與發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)[4]。

以“空氣的成分”為例，為讓學生理解空氣的成分，教師從學生熟悉的事物入手設(shè)計問題：“同學們，我們每天每時每刻都要進行呼吸，大家說我們?yōu)槭裁匆粑?？我們需要空氣中的哪種成分來維持身體的機能呢？”學生從問題出發(fā)，結(jié)合生活經(jīng)驗思考問題，提出猜想：“氧氣是人維持生命的必需物質(zhì)?！苯處熃Y(jié)合學生的猜想繼續(xù)提問：“如果猜想是真實的，那么人體吸入的空氣與呼出的空氣在成分上會存在哪些差異？”學生相互討論教師提出的問題，在教師的引導下制訂實驗目標：測定空氣中的氧氣含量。考慮到學生接觸化學知識的時間相對較短，對化學實驗的了解相對有限，教師引導學生從燃燒現(xiàn)象入手設(shè)計測定氧氣含量的實驗活動：“同學們，經(jīng)過之前的學習，我們知道空氣中各類氣體的比例基本相同，且燃燒活動本身會消耗氧氣，大家說如果我們將空瓶中的氧氣消耗完畢，是不是就能知道空氣中氧氣含量的占比了呢？”學生在教師的提示下開展討論活動，探索實驗設(shè)計模型，考慮到實驗設(shè)計難度較大，教師在課堂上播放紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量實驗視頻，引導學生結(jié)合已有知識分析紅磷燃燒實驗設(shè)計理念以及實驗結(jié)果的含義，幫助學生掌握更多類型的實驗方法的同時，培養(yǎng)學生基于實驗過程進行推理、建構(gòu)模型和推測物質(zhì)變化情況的思維能力，為學生科學素養(yǎng)的形成與發(fā)展提供有力支持。

3.利用演示實驗，喚醒科學熱情。演示實驗是實驗教學法的主要形式之一，教師展示實驗過程，學生觀察實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，在互動中解析實驗中的化學知識。為構(gòu)建以學生為中心、以科學素養(yǎng)為目標的初中化學課堂，教師將情境教學法融入化學實驗活動中，利用實驗活動創(chuàng)設(shè)教學情境，引導學生在情境中探究化學知識，學習實驗方法，培養(yǎng)學生的科學探究能力和科學探究熱情，促進學生全面發(fā)展。

初中化學實驗多為驗證性實驗，即以實驗方式驗證所學理論知識的教學活動，這種先有結(jié)論，再用實驗驗證結(jié)論的教學方式僅僅只是用機械重復操作被動驗證所學知識，難以激發(fā)學生的探究熱情，不利于學生科學素養(yǎng)的形成與發(fā)展，為此教師在演示實驗中將驗證性實驗改為探究性實驗，依托實驗活動講解化學知識，整合實驗記錄，分析事物在化學實驗中的變化以及變化原因，重歷化學知識的生成過程，使感性認知上升到理性認知。教師還可組織學生扮演科學家，以科學家的身份和視角觀測實驗變化和實驗結(jié)果，在探索未知的過程中培養(yǎng)學生的科學思維能力，助力學生成長[5]。

以“燃燒條件與滅火原理”為例，教師在導入階段簡單介紹人類利用燃燒現(xiàn)象的方式，提出探索性問題：“燃燒需要哪些條件？”教師依托實驗活動創(chuàng)設(shè)角色扮演情境，要求學生以科學家的身份和視角觀察生活中的化學現(xiàn)象，探索燃燒現(xiàn)象的原理。課堂上教師首先展示紅磷和白磷燃燒實驗，錐形瓶中的白磷燃燒但紅磷不燃燒，置于水下的白磷也同樣不燃燒，學生對比實驗結(jié)果提出猜想：不同類型的物質(zhì)有些可以燃燒，有些不能燃燒，物體處于水下時也無法燃燒。教師結(jié)合學生的回答用試管對準水下的白磷，向其中通入空氣，用火點燃紅磷，學生發(fā)現(xiàn)空氣中的紅磷和水下的白磷也都可以燃燒，引入拓展性實驗打破學生的原有認知，學生自主對比分析固有認知，認識到空氣和溫度是燃燒現(xiàn)象發(fā)生的原因之一，在實驗活動的最后，教師播放加熱巖石和木材的視頻，學生發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)達到一定溫度可燃燒，另外一些物質(zhì)即便不斷加熱也無法燃燒。通過探索性實驗活動使學生在學習過程中掌握化學知識，為學生科學素養(yǎng)的形成與發(fā)展提供有力支持。在課程的最后，教師引導學生轉(zhuǎn)換角色，嘗試運用所學化學知識幫助消防員熄滅火災，教師結(jié)合學生提出的熄滅火災的方式在互聯(lián)網(wǎng)上尋找相應的實驗素材，使學生認識到化學知識對現(xiàn)實生活的指導作用，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任意識。

4.聯(lián)系生活實際，培養(yǎng)動手能力?；瘜W知識來源于現(xiàn)實生活，與學生的日常生活環(huán)境密切相關(guān)，為讓學生感受到學好化學知識的重要性，教師應當把握化學教學內(nèi)容與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，從生產(chǎn)生活中應用的化學知識入手，引導學生結(jié)合所學化學知識嘗試解決生活中出現(xiàn)的問題，在探究性學習中培養(yǎng)學生的科學探究精神、科學思維能力和實驗技能，在學中做，在做中學，促進學生的科學素養(yǎng)發(fā)展。

為進一步增強化學實驗和現(xiàn)實生活的聯(lián)系，教師應盡可能從學生身邊環(huán)境入手，從學生熟悉的事物中汲取靈感，必要時組織學生到課外開展實驗教學活動，在自然環(huán)境中組織開展化學實驗活動，在活動激發(fā)學生參與科學實驗的熱情，活動中由教師帶隊，鼓勵學生運用化學知識分析所見，指導學生嚴格按照實驗操作規(guī)則進行科學實驗活動，體驗應用化學知識解決現(xiàn)實問題的過程，使學生認識到化學知識的實用性，為學生今后認真學習化學知識奠定堅實基礎(chǔ)[6]。

以“化學肥料”為例，本節(jié)課主要講解常見的肥料種類、特性以及作用，簡要說明肥料的種類以及使用方式，使學生認識到合理施肥、適量施肥的重要性。為使化學知識聯(lián)系到現(xiàn)實生活，教師在授課中帶領(lǐng)學生到田野中，在現(xiàn)實場景中模擬施肥情況，引導學生從生活實踐中解讀化學知識?！巴瑢W們，大家現(xiàn)在看到的是農(nóng)業(yè)種植中經(jīng)常用到的兩種肥料，一種是碳酸氫銨，一種是尿素，也叫碳酰胺，大家發(fā)現(xiàn)沒有，農(nóng)民通常會在早上和晚上施碳酸氫銨肥，在中午施碳酰胺肥，大家說這是為什么？”教師從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程出發(fā)引導學生思考化學知識，學生提出猜想：溫度會分解肥料物質(zhì)，碳酸氫銨中的物質(zhì)在低溫狀態(tài)下不容易受影響，而尿素在溫度較高的情況下施肥，肥力更容易被土壤吸收。

教師引導學生自行設(shè)計實驗證明猜想，探索溫度對碳酸氫銨和碳酰胺的影響，部分小組提出設(shè)計長期實驗，將碳酸氫銨按照溫度分類保存一段時間后，施加在土壤中，同時栽種植物，對比分析植物的生長情況，確定碳酸氫銨的性質(zhì)有無因溫度受影響，教師引導其他學生小組評價實驗設(shè)計思路，學生提出此類實驗的周期太長，變量太多，實驗精準度難以把控。另有學生小組提出碳酸氫銨本身屬于植物需要的養(yǎng)分，肥力消失與碳酸氫銨受熱分解存在一定關(guān)系，可以在實驗中直接加熱物質(zhì)，觀察碳酸氫銨的化學變化驗證猜想，學生在加熱實驗中驗證猜想，認識到碳酸氫銨受熱分解后會形成氨氣，不利于土壤的吸收。教師結(jié)合實驗結(jié)果繼續(xù)提問：“為避免肥力浪費，我們能否結(jié)合所學知識加快碳酸氫銨的吸收呢？”學生自行上網(wǎng)搜索碳酸氫銨性質(zhì)，嘗試進行碳酸氫銨水解實驗，提出溶于水中的銨離子更容易被土壤吸收，指出使用碳酸氫銨時應當及時澆水，確保充分融入土壤之中。運用化學實驗知識解決生產(chǎn)問題，助力學生科學素養(yǎng)的發(fā)展。

綜上所述，在初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，要求教師必須充分結(jié)合新課改要求，構(gòu)建探究性化學實驗活動，鼓勵學生將化學實驗作為獲取知識和驗證猜想的手段，適時創(chuàng)設(shè)教學情境激發(fā)學生的探究學習熱情，在互動和討論中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，為社會的未來發(fā)展貢獻優(yōu)秀人才。

參考文獻

[1]程小康.初中化學教學中趣味化學實驗的應用探究[J].甘肅教育研究，2022（11）：58-60.

[2]劉芳，張晶晶.初中化學實驗教學中探究程度與高階思維的課堂研究[J].化學教育（中文），2022（21）：106-112.

[3]陳磊.多媒體技術(shù)在初中化學實驗教學中的應用研究[J].中國新通信，2022（20）：212-214.

[4]劉亮榮.素養(yǎng)導向下的初中化學課堂實驗教學——以“再探燃燒的條件”為例[J].化學教學，2022（10）：64-67.

[5]董風麗.初中化學教學中學生逆向思維培養(yǎng)策略探討[J].亞太教育，2022（17）：127-129.

[6]呂念.初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生實踐能力的策略[J].亞太教育，2022（11）：103-105.

（本文系2023年度甘肅省“十四五”教育科學規(guī)劃一般課題“初中化學實驗教學中培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的方法探究”的研究成果，課題立項號：GS[2023]GHB1188）

編輯：張昀