化學實驗教學中學生科學探究能力的培養

彭慶國

（江蘇省南京市溧水區東廬初級中學，江蘇 南京 211200）

科學探究能力是發展學生化學核心素養的一項基本內容。在初中化學教學過程中，形象、直觀、生動、有趣的實驗，是學生理解抽象化學知識的一條基本途徑，也是培養、發展、提升學生科學探究能力的一條有效路徑。然而，教師在依托實驗教學培養學生的科學探究能力時，也面臨實驗內容不太豐富、實驗形式比較單一、實驗評價不太奏效的現實困境。而這，也會導致實驗教學在培養學生科學探究能力方面的作用銳減。鑒于此，教師應采取一些有效的策略，豐富化學實驗的內容、創新化學實驗的形式以及優化化學實驗的評價，以此提升化學實驗在培養學生科學探究能力方面的作用。

一、實驗教學中培養學生科學探究能力的困境

（一）如何讓實驗內容更豐富

盡管在初中化學教學中，教材編者圍繞教學內容，設計了一些相關的化學實驗，但是，教材中的化學實驗，只是教師實驗教學的一個方向、一種引領，并不是全部。然而，從當前初中數學實驗教學的實際來看，大部分教師實驗教學的內容僅僅局限于教材，鮮有教師對教材中的實驗內容進行拓展。而這，也就弱化了實驗教學在培養學生探究能力方面的作用。如何讓實驗內容更豐富，成為了當前初中化學實驗教學的一大困惑。

（二）如何讓實驗形式更多元

教師在課堂中演示和學生在實驗室操作，是當前初中化學實驗教學的主要形式。受制于課堂時間、教學環境等各種因素的影響，學生參加化學實驗的形式比較單一、機會少、時間短，進而導致實驗在培養學生科學探究能力方面的作用不明顯。那么，教師應如何突破課堂教學時間、教學環境的影響，增加學生參加實驗的機會，延長學生參加實驗的時間，讓實驗形式更加多元，讓實驗過程更加有趣呢？這一切，也是初中化學實驗教學的現實困惑。

（三）如何讓實驗評價更奏效

學生對實驗的興趣是否濃厚，學生參加實驗的積極性是否高漲，實驗是否培養了學生的科學探究能力，實驗是否能夠促進學生核心素養的全面發展……實驗評價是影響學生實驗興趣、實驗積極性以及整個實驗效果的關鍵因素。奏效的實驗評價，能夠讓實驗教學更加有趣、高效。然而，在當前的初中化學實驗教學中，因為受到實驗評價標準、實驗評價主體以及實驗評價方式等各種因素的影響，所以導致實驗評價不太奏效。

二、實驗教學中培養學生科學探究能力的對策

（一）拓展實驗內容，使其更豐富

在化學學習過程中，學生往往會產生探究新知、驗證假設以及演示現象等學習需求。為了更好地滿足學生的這些學習需求，教師可圍繞教材內容，適度拓展實驗內容。

1.探究實驗

學生，作為學習的主體，通常會產生探究新知的學習需求。基于學生探究新知的需求，教師可設計一些自主探究實驗，讓學生在形象直觀的實驗中，準確理解、牢固掌握抽象的化學知識。

以人教版九年級化學《水的凈化》這部分內容為例，為了引領學生深度理解關于凈化水的相關知識，教師設計了一項探究實驗，即讓學生圍繞所學知識，自主設計、制作一個簡易凈水機。在完成此項實驗時，學生不僅需要運用所學的關于凈化水的相關知識，而且需要通過互聯網查閱一些關于凈水機的知識等。如此，以該探究實驗為引領，學生就能夠深度探究、通透理解關于水凈化的相關知識。

與此同時，在自主探究簡易凈水機制作原理、方法、步驟、材料的過程中，學生的問題分析能力、創新思維能力、搜集信息能力等科學探究能力，也會得到逐步發展與提升。

2.驗證實驗

猜想與假設、實驗與驗證等，都是學生必備的科學探究能力。盡管在初中化學教材中也有一些關于培養學生驗證能力的實驗，但是，因為這些實驗的數量較少，所以無法滿足學生實驗驗證能力的發展需求。基于此，教師可鼓勵學生圍繞教材內容，自主設計一些驗證實驗。

以人教版九年級化學下冊《溶液的濃度》這部分內容為例，在課堂中，學生初步認識與了解了影響溶液濃度的因素，即溶質與溶劑的量。在此基礎上，學生又提出了新猜想與假設，即溫度也可能是影響溶液濃度的一個重要因素。對于學生的這種新猜想、新假設，教師給予了充分的肯定與由衷的贊賞，并鼓勵學生在課后自主設計一個實驗，驗證自己的實驗假設。同時，教師也將此項驗證實驗作為了學生的課后作業。

通過在課后完成此項驗證實驗，不僅能夠豐富學生的課余時間生活，而且能夠讓學生在設計實驗方案、觀察實驗過程、分析實驗結果的過程中，逐漸形成良好的科學探究能力。

3.演示實驗

為了讓學生更為形象、直觀、準確地理解某種化學知識，教師可圍繞該化學知識，組織學生進行一些演示實驗。在觀察、分析演示實驗的過程中，學生也會由淺入深、由表及里地理解相關的化學知識。

以人教版化學九年級上冊《燃燒的條件》這部分內容為例，在課堂中，教師利用酒精燈、蠟燭、玻璃棉等實驗材料，以及智能手機、交互式一體機等信息化教學設備，向學生全方位、多角度地展示了燃燒現象。不僅如此，教師還設計了一些問題情境，啟迪、引領學生深入探究，影響燃燒的各種因素。聚焦演示實驗，學生能夠清晰地認識到氧氣在燃燒過程中的重要性。同時，信息技術手段巧妙、恰當運用，也能夠突破學生觀察視野窄的瓶頸，讓學生更為細致、全面地觀察燃燒現象。

依托演示實驗，教師能夠充分發揮學生的形象思維優勢，彌補學生抽象思維能力比較弱的短板，引領學生有的放矢地突破教學難點，持續不斷地激發學生探究新知的濃厚興趣。

（二）創新實驗形式，使其更多元

為了增加實驗的趣味性，提升實驗的實效性，教師應創新實驗的形式，讓實驗的形式更加多元。相比于單一的實驗形式而言，多元的實驗形式更加具有吸引力，能夠吸引學生以更加積極的態度、飽滿的熱情參加操作實驗。

1.實驗室常規實驗

相比于教室里的理論課而言，學生對實驗室里的常規實驗課更加感興趣。在自主設計實驗方案、自主觀察實驗現象、自主分析實驗結果的過程中，學生也能夠更為深入、準確、細致地理解抽象的化學知識。

以人教版九年級化學上冊《二氧化碳的實驗室制取與性質》這部分內容為例，教師組織學生開展了實驗室常規實驗。在實驗過程中，教師充分放權，讓學生以小組為單位，自主設計制取二氧化碳的實驗方案，自主觀察在制取二氧化碳的過程中發生的一些現象，自主分析制作二氧化碳的實驗結果。當然，在自主操作的基礎上，教師還要求學生以小組合作的形式，分析、討論、交流了實驗結果與實驗感悟。

在實驗室常規實驗中，無論是自主探究，還是合作交流，都有助于學生深度理解相關的化學知識，都有助于培養學生的設計實驗方案、搜集科學信息、分析科學現象、解決科學問題的能力。

2.信息化模擬實驗

教育信息化的日新月異，為課堂教學帶來了諸多顯著變化。同樣，信息技術手段，也讓初中化學實驗教學發生了各種變化。教師可巧妙、恰當地利用信息技術手段，組織學生開展一些信息化模擬實驗，以此創新實驗教學的形式，提升實驗教學的效益。

例如，在引領學生學習人教版化學九年級下冊《溶液酸堿性的檢驗》這部分內容時，教師利用實驗教學軟件，組織學生進行了信息化模擬實驗。在模擬實驗中，學生通過點擊相關的按鈕，就能自主選擇實驗工具、實驗材料。在進行某種模擬操作之后，實驗軟件中就會形象、逼真地展示實驗現象。在模擬之前，學生可先提出一些實驗假設，之后，通過模擬實驗，進一步驗證自己的實驗假設。

與真實的實驗相比，信息化模擬實驗有諸多優勢，如：能夠讓學生觀察的視角更廣，能夠為學生提供更多的實驗材料等。當然，信息化的模擬實驗也存在一些不足之處。但是，從促進學生科學探究能力發展的角度分析，信息化模擬實驗的作用是比較顯著的。

3.低成本創客實驗

動手制作、團結協作、創新思維等，是創客理念的基本內涵。在初中化學實驗教學中，教師可組織學生開展一些低成本創客實驗，即讓學生圍繞實驗內容，自主選擇一些低成本的實驗材料。

以人教版九年級化學上冊《氧氣的實驗室制取與性質》這部分內容為例，教師設計了一項課后作業，即讓學生根據制取氧氣的原理，著眼日常生活，自主選擇一些低成本的實驗材料，自主設計利用低成本材料制取氧氣的方案、步驟，圍繞實驗結果，深入思考自己在低成本創客實驗中的收獲與感悟。因為教師充分放權，所以學生能夠自主選擇各種各樣的低成本材料，如：廢舊飲料瓶、一次性輸液器、塑料吸管等。

學生在利用低成本材料開展創客實驗的過程中，他們不僅能夠更為深入、細致、通透地理解相關的化學知識，而且能夠培養自身的實驗方案設計能力、實驗現象觀察能力以及創新思維能力等。

（三）優化實驗評價，使其更奏效

在化學實驗教學中，評價有著至關重要的作用。及時有效的實驗教學評價，能夠進一步激發學生對實驗的興趣，調動學生參加實驗活動的積極性，更好地發揮實驗在促進學生科學探究能力發展方面的作用等。為了讓評價更加奏效，教師應優化實驗評價標準、優化實驗評價主體以及優化實驗評價方式等。

1.優化評價標準

清晰、明確的評價標準，是實驗教學評價的主要依據。不同的學生，在實驗操作能力、科學探究能力等方面，存在一定的差異。因此，在評價學生在實驗中的實際表現時，教師不能一把尺子量到底，即不能用統一的標準評價學生，而應該對評價標準進行優化，運用多元的評價標準評價學生。

例如，在評價學生在實驗過程中的實際表現時，對于實驗能力較強的學生，教師應適當提高評價標準；對于實驗能力較弱的學生，教師則可以適度地降低評價標準。如：實驗能力較強的學生，如果能夠自主完成設計實驗方案、觀察實驗現象的任務，教師就應該給予好評；實驗能力較弱的學生，如果在其他學生的幫助下，能夠完成上述實驗任務，教師也應該為其點贊。

因為教師基于不同學生的最近發展區，制定了個性化的評價標準，所以能夠極大地調動每一位學生參加實驗活動的積極性。同時，每一位學生在實驗教學中，也都能夠得到不同程度的發展與提升。

2.優化評價主體

不同的評價主體，其評價視角也會有所不同。為了更好客觀、準確、有效地評價每一位學生在實驗過程中的實際表現，教師應對評價主體進行優化，以此拓展評價視角，提升評價效果。

例如，針對學生在低成本創客實驗中的實際表現，教師可組織學生進行自我評價、互相評價。為了讓學生的自我評價更加有序、有效，教師可出示清晰、具體的評價標準。之后，讓學生對照標準，進行細致的自我評價。此外，教師也可以讓同一小組內的學生進行互相評價。之所以讓同一小組內的學生進行互相評價，是因為同一小組內的學生更加了解彼此在實驗中的實際表現。

通過優化實驗評價的主體，實驗評價的視角更廣了，效果更好了。以廣視角、高效益的評價為推手，實驗在促進每一位學生科學探究能力發展方面的作用也更加顯著了。

3.優化評價方式

評價方式也是決定評價效果的一個關鍵因素。為了著力提升實驗評價的實效性，教師應采取一些行之有效的策略，對評價方式進行優化，讓評價方式更加符合學生的認知、喜好等。

例如，在評價每一位學生在操作實驗時的實際表現，教師可利用移動錄播設備，將學生操作實驗的整個過程錄制成視頻。之后，在評價環節，教師可通過回放視頻，讓學生觀察、了解自己在實驗過程中的實際表現，并在此基礎上，進行自我評價。

顯然，通過優化實驗評價方式，教師能夠對學生在實驗中的實際表現，進行更為細致、準確的評價。同時，在評價的推波助瀾下，實驗在促進學生實驗探究能力發展方面的作用也會更加顯著。

三、結語

總而言之，在初中化學實驗教學中，教師可通過豐富實驗內容、創新實驗形式以及優化實驗評價，提升實驗教學的效益，以及更好地發揮實驗教學在促進學生科學探究能力方面的作用，讓學生的科學核心素養因實驗有趣、有序、有效的實驗教學而全面發展。