哈爾濱市第六十九中學(xué) 丁 虹

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?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》中提出，要充分認(rèn)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(jìn)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(rèn)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(jìn)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(rèn)知、操作技能和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，能促進(jìn)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(rèn)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(jìn)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(rèn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行細(xì)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(jìn)學(xué)生進(jìn)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(jìn)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(jìn)行實驗操作時，教師要對學(xué)生進(jìn)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(jìn)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(dá)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。