基于化學核心素養培養學生科學探究能力的研究

申艷秋

摘要：核心素養是學生在學校教育的各個學科中和各個培養階段中漸進形成的具有普遍適應性的品格和能力。在中學化學教學中要把核心知識作為載體，在充分理解和完全掌握的基礎上，形成化學學科的專門能力，要以學科本體和思想方法為引領，強調知識與學科素養的有機融通，進而凸顯育人導向。同時，教師應有效地開發學科教學資源，拓展科學探究的路徑;應強調科學探究和實踐的密切結合，提升科學探究的應用性。要探討科學探究活動的策略，讓學生逐漸從苦學、死學和難學中擺脫出來，最終走向樂學、活學、易學和會學的境界，從而有效激發學生學習的自覺性和積極性。

關鍵詞：核心素養;科學探究;學科素養;教學活動

中學化學的學科核心素養是緊密圍繞化學學習進程，把學會化學知識與專業技能、形成化學思維觀念、發展科學探究和解決問題能力、獲得創新意識與社會責任感等諸項內容合而為一，從而構成系統的中學化學學科核心素養的體系架構。

初中化學核心素養主要由化學學科的基礎知識與專業技能、化學學科思想、化學方法和化學精神三個方面構成，包括化學變化守恒、宏觀微觀結合、實驗和探究、綠色應用、符號表達與特征、科學精神與社會責任等方面的內容。

此外，因為初中化學教育處在整個化學學科教育的啟蒙階段，所以培養學生對化學學科的興趣也成為了一項重要的內容。教師在教與學的活動中，應致力于開展實驗探究，把生產生活的實際內容同探索化學現象中蘊含的規律相結合，由淺入深地引導學生掌握化學專業知識，培養學生對化學學科的興趣。

一、創新教學理念，注重科學探究

所謂“知道做不到，等于不知道。”學習的目標是“學會”，而不能以“教會”來代替，“學會”和“教會”的根本區別在于學生能否開展有效的探究學習活動。那些所謂的獲得的知識與考分、解答的作業與試題，并不能成為學生成長的方向和依據。

在化學教學過程中，要以化學學科的核心知識為載體，使學生在全方位理解并掌握知識的同時，提升其化學學科能力。要強調學科宗旨與思維方法，關注化學知識內容與學科素養的融合，同時把育人作為教學活動的中心導向。教師應積極挖掘資源，拓寬科學的探究路徑;注重科學探究的實踐性，提高科學探究行為。

一般來說，傳統的教學模式，只注重知識的傳授，強調教師講得好、學生聽得真，強調通過講、記、背、練來學習，學生缺少體驗的過程，缺乏探究的機會，其操作能力、合作交流和綜合解決問題的能力薄弱。進行探究性學習能改變這種現狀，會使學習過程變得更加有效，而且學習過程會充滿著快樂。下面就以“CO■的性質”為例，探究如何完成充滿探究活力的課堂教學設計。

（一）合理界定探究問題的范圍，引領探究活動

探究活動包括實驗室探究、生活小實驗、調研、交流等多種形式。作為一種成熟而有效的學習策略，探究性學習在不同的學習時期被賦予了相應的目標，其所包含的內容和操作標準也有所差異。在學習過程中所推行的探究性學習活動，不應對學生提出過高的要求，以免削弱學生的學習興趣與信心。因此，采取循序漸進和因材施教的方式應是化學教學設計中的主導思想。

基于此，在“CO■的性質”授課過程中，我為學生設定了如下的探究問題：在日常生活中CO■有何用途？CO■具有何種物理性質？CO■具有何種化學性質？圍繞這些問題，我讓學生充分利用他們能夠想到的方法與手段去收集和整理與CO■有關的知識，并以之作為他們提出探究假設、開發設計各種實驗并加以驗證的資料和素材。

（二）致力營造探究問題的氛圍，引導學生投入探究

創設問題情境是開展探究性學習的首要環節，屬于創新的起點。也就是說，要通過做實驗、展示圖片及解決日常生活中碰到的實際問題，來不斷提升學生的學習興趣，增強其探求知識的欲望。

在課堂上，我把帶來的塑料袋打開，將里面的可樂、雪碧、芬達等飲料一一拿出。我舉起可樂笑問：“這是什么？” 學生異口同聲大喊“可樂！”我又擰開蓋，夸張地喝一口，點點頭：“好喝。”

師：大家說說這些飲料有什么相同之處？

生：都是混合物;都甜;都好喝;除了水之外，還有糖、二氧化碳、色素……

師：對了！它們都叫“碳酸飲料”，為什么呢？學了今天的知識大家就會就知道了。

（三）有效指導探究問題的方法，讓學生獲得探究體驗

要讓學生親身參與探究活動，在其中學習科學的探究方法。例如，可以借助實驗達成三項任務目標：看到現象、想到過程、查到結果，即完成操作過程和觀察發生現象的任務;主動思考和探索原因的任務，通讀教材和收集資料的任務，通過這樣的過程和環節，可以培養學生良好的學習習慣，提高他們的學習能力。

如在“CO■的性質”的教學中，由飲料引出CO■后，可以詢問學生：“你們怎能確定是CO■呢？”接下來，可以讓學生親自做實驗加以驗證。之后，還可提出問題：“從觀察你們還會想到什么？”學生提出飲料中有CO■釋放出來，表明CO■是可以溶于水的。在此基礎上，引導做探究比較實驗：取兩個盛放相同量水的塑料瓶，其中一瓶加入CO■，一瓶加入空氣，經過充分振蕩后，仔細觀察兩個瓶內發生的變化，進而獲得CO■能溶于水的性質。如果有學生提問：“為什么明明飲料中溶入了CO■，但是在飲料的包裝上標注的是碳酸飲料而不是CO■飲料？”這時，他們的同伴就會回答：“我認為是因為CO■和水生成了碳酸。”

學生在廣泛收集了大量的資料后，開發了用于對比的如下探究方案：（1）將雪碧飲料中滴入紫色石蕊試劑之后，飲料變成紅色;（2）將紫色石蕊試劑分別滴入稀醋酸、稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸之中，通過現象變化證明酸可使紫色石蕊試劑變紅;（3）將紫色石蕊試劑滴在水中，根據觀察的現象可以證明水不會讓紫色石蕊試劑變紅;（4）將晾干后的浸過紫色石蕊試劑的濾紙條裝進盛有CO■的干燥集氣瓶中，根據觀察的現象發現CO■并不能讓紫色石蕊試劑變成紅色;（5）向滴有紫色石蕊試劑的水中通入CO■氣體，水變成紅色;（6）把裝在第（5）步驟試管中的液體取一半加熱，另一半用于比較觀察。

在這個比較實驗中，學生不但獲得了CO■能夠和水發生化學反應的事實，而且還對碳酸的不穩定性質有了清晰地認識。學生在對日常生活進行觀察后不斷提出疑問，開發出了各種方案開展探究活動，在探究比較之中掌握了科學的探究方法。教師則針對學生的探究方案進行了評價，并充分確認了開發設計方案中的優點。

學生在圓滿達成一個具有較大挑戰性的任務目標后，往往是心情愉快而且激動的，這也充分闡釋了《義務教育化學課程標準（2011年版）》中所主張的教學理念：“讓每位學生都能以輕松愉快的心情去了解多姿多彩、與人類息息相關的化學，努力探索化學變化蘊藏的奧秘，建立持久的化學學習興趣，提升他們學好化學的自信心。”

在“CO■的制取探究”和“CO■■的鑒別”等探究題目中，也可以讓學生在生活中尋找諸如裝修瓷磚廢料、海蠣殼、貝殼等為實驗原料，并以此開展探究活動。這樣，不但能夠讓學生知道一些生活中的材料在探究中可代替部分實驗藥品，借此達到充分利用廢料實現節約資源的目的，而且還可以有效地激發學生對日常生活中的物質進行探索研究的欲望。借助類似的探究活動，可以極大地提高學生的綜合能力，特別是動手操作的能力以及彼此之間的協同與協作能力，更為關鍵的是，能夠提高學生保護環境和充分利用自然資源的意識。

（四）多種形式展示研究成果，讓學生感受探究的收獲

每當學生順利完成一個探究課題或學完一個單元的課程內容之后，教師可以讓學生按照自己的心得加以整理，并撰寫一篇小型總結論文。這個過程的設置可以達成兩個目的：一是可以培育和提升學生的繼續探究能力，二是可以讓學生形成系統、穩固的創新思想。鑒于每一位參與探究課題的學生都有親身體驗的經歷，因此，這些學生都會在探究活動結束之后感覺有話可說，有話要說。這種和諧與激勵的研究交流氛圍，既可以讓學生充分感悟思考與探究的復雜心路歷程，又可以讓他們從中獲得新知與真知，還可以使他們的動手能力與心智模式均得到鍛煉，進而體會到全新的探究樂趣和成功愉悅。

學生在探究活動結束后，可以借助多種形式展示其探究成果。這種成果展示可以讓學生對自身的辛勤勞動付出有更深層次的認識，也能激發他們的探究興趣。為了進一步促進學生創新精神的培育和操作能力的提升，必須確保探究的結果要與他們的知識和智力發展水平相一致，進而達成研究性學習的最終目的。同時，教師要注意豐富探究過程的形成性評價方式，要注意有效地運用激勵性與啟發性的語言，保護學生的自尊心和語言與行為的積極性，不應刻意追求結論的一致性與規范化，應強調標新立異，堅持指導和激勵相結合的方式。

二、關注探究活動，強化科學探究

化學是一門以實驗為基礎的學科。我國著名化學家戴安邦教授強調：“實驗室應該是學生學習化學最有效和收獲最豐富的場所。”《義務教育化學課程標準（2011年版）》中也明確指出：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學生學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力。”

（一）多做實驗，強化學生的實踐意識

宏觀看現象，微觀找解釋，用符號表征，化學學習的這三個特征表明實驗是化學學習之源。在教學過程中教師要注重演示實驗，嚴格按《義務教育化學課程標準（2011年版）》的要求開展實驗教學。

在實際教學中，有個別教師因為擔心實驗教學麻煩和不成功，因而選擇放棄做實驗，改以視頻演示和講解的方式來代替，以形成“以假代真”的局面。這種“以假亂真”的教學，極大地掩蓋了科學中趨真務實的核心本質，所取得的教學效果也不理想。

學生通過實驗操作，學會動手、學會觀察、學會思考、學會發現并解釋或解決相關問題、學會表達與交流，就能獲得生動且深刻的感性認識，使化學知識自然地融入到其自身的知識體系之中。在平時的學習中，我們要要充分重視實驗，爭取多動手做實驗。對于《義務教育化學課程標準（2011年版）》要求的學生應做的實驗和教材中的演示實驗，教師要注重對實驗目的、原理、操作、現象和結論的理解與掌握。

借助探究環節積極主動地開展學習活動，能有效地培育學生“實驗探究”“設計并實驗”“測定”“調查”“收集資料”“查閱”“交流”“討論”“辯論”“撰寫小論文”等多種技能，推進學生主動實驗探索、調研剖析、信息處理、交流研討等綜合探究能力的養成，訓練學生的科學素養、研究方法、質疑習慣、求證性格和采納他人觀點的價值觀和社會責任感等。

（二）實施生活小實驗活動，提高學生的實踐能力

根據長期的教學經驗總結，我們發現，生活小實驗不但可以作為教學演示實驗、學生實驗課程的補充部分，而且也可以成為有效充實學生化學知識、增強學生化學學習趣味性的可靠路徑。開展生活小實驗，不僅是為了提高學生學習化學的興趣，而且也能使學生認識到化學在生活中無處不在，化學與生活密不可分。這樣，學生才能感覺到學習化學這門學科日后可以學以致用。同時，還可以鼓勵家長平時也可以帶著學生去感受化學，用趣味并安全的實驗來引發學生的問題意識與好奇心。

為確保學生能夠順利地開展生活小實驗并獲得成效，教師需要開發生活小實驗的選題，細致地指導學生準確定位實驗目的，科學規劃實驗方案，合理選定實驗材料，設計安全操作步驟，細致觀察，準確記錄結果，撰寫實驗報告，交流研討，分享成果。

在關注培育學生核心素養的今天，培養學習力更應注重高階思維能力的培養。教育的本質不在于告訴學生真理的內容，而在于引導學生如何探尋真理。教師應善于為學生提供足夠的思考空間與時間、恰當的實踐時機、科學的方法與路徑，做好周到細致地研究性學習指導工作。讓學生利用在實驗中養成的行為邏輯，主動搜尋、選擇、歸類、梳理知識與信息資源，再結合自身的領會與分析，主動生成知識模塊、思維方式、觀點主張，并在長期的交流研討中持續完善發展，重新建構自身的知識架構。在此基礎上，學生就可以漸次地形成并完善自身的認識、理解和融入世界的獨特方式、思維框架和行動能力。

依托化學教學的觀測點，在學生遺忘具體的化學事實性知識之時，頭腦之中留下來的就應該是化學的視閾中所了解的客觀事物和解決問題的方法框架。因此，教育從本質上不應該糾纏于純粹的知識傳授，而應該向活動習慣和獨立思考能力方面轉變。只有讓學生在挫折面前學會思考與判斷，并凝聚碎片化知識和擺脫標準答案，實現對核心素養培育的形成性評價，才能確保學生擁有持續的學習興趣。

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（責任編輯：楊強）