初中化学实验教学中培养学生科学探究能力的策略

发表时间:2021/5/26   来源:《教学与研究》2021年5期   作者:董巧
[导读] 《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。”
        董巧
        河南省洛阳市第四十八中学    471003
        摘要:《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。
        关键词:初中化学;探究能力;策略
        一、初中化学实验教学中培养学生科学探究能力的策略
        在化学实验教学中,为培养学生的科学探究能力,让学生身体力行地做实验显得尤为重要。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实验方案。
        1. 明确实验探究的目标
        实验是具有明确目的性的活动,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,师生共同回顾已经学习过的内容,让学生利用二氧化碳密度比空气大,二氧化碳可以溶于水产生碳酸、二氧化碳不支持燃烧等性质,设计收集、验满和验证二氧化碳的实验过程。师生也可根据关于探究二氧化碳性质,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,教师可以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。教师可以先让学生观察实验装置,让学生根据对实验原理的理解,说说实验仪器的用法。在师生交流之中,让学生了解每项仪器的使用方法。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,进而设计实验方案。
        (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,教师可以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。
        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。
        (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“探究金属的化学性质”实验中,学生完成用砂纸打磨金属样品、用酒精灯加热金属材料、金属与酸的反应等环节后,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、化学方程式等形式表述,要求使用学科规范语言。培养表述实验结果的能力,是培养科学探究能力的重要环节之一。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装置和方法来优化。在教学实践中,教师不必拘泥于课本中给出的实验过程,可以引导学生对实验的步骤设置、操作方法、药品、装置等进行反思,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。
        二、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
        [1]唐雅秋.促进科学探究能力发展的初中化学实验教学研究[D].广西师范大学,2019:11.
        [2]刘亮荣,夏建华,解令谦.基于科学探究的初中化学教学设计与思考——以“Ca(OH)2溶液导电性实验中异常现象的探究”为例[J].化学教学,2019(10):33-37.
        [3]伍新梅.新课改下初中化学实验培养学生科学探究能力的实践[J].中学化学教学参考,2018(22):48-49.
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