
化學是初中教育階段的主要課程之一,也是落實學生化學學科核心素養培養的主要途徑。實驗作為初中化學的主要教學內容,是化學教學的重中之重,更是提高學生化學學習水平的途徑之一。全文利用文獻研究法等方法,首先從凸顯生本思想,改變傳統教學模式;強調實驗驅動,調動學生學習能動性;聚焦核心素養,培養學生化學能力三個方面分析了初中化學實驗法教學模式的價值,其次從問題提出、猜想假設、實驗進行、收集證據、反思評價等方面,針對性地提出初中化學實驗法教學模式設計實踐策略及建議。
根據《義務教育化學課程標準(2022年版)》的指示要求,初中生必須親自參與實驗探究過程,端正自己的學習態度,形成科學的探究精神和實驗精神,培養實踐應用能力、自主思考能力、創新思維能力。基于文件指示,諸多化學教師積極投入初中化學實驗教學的研究,并提出“實驗法”教學模式。為了有效保障初中化學教學質量,化學教師應當正視實驗法教學的價值,并深入探究有效落實路徑。
一、初中化學實驗法教學模式的價值
實驗法作為素質教育改革過程中部分優秀教師提出的現代化教學模式,將該教學法與初中化學學科相結合不僅響應素質教育改革號召,而且改變了傳統的教學方法,調動了學生的主觀能動性,培養了學生的化學能力。
(一)凸顯生本思想,改變傳統教學模式
實驗法與傳統教學法有著本質區別,其與初中化學學科相結合會展現出不一樣的活力。具體而言,在初中化學課堂教學應用實驗法,能夠根據化學學科特色展現出實驗教學法的根本樣態。在傳統教學模式中,教師的主要教學任務在于“實驗學習”“實驗拆分”“成果展示”“活動評價”四大板塊,而在素質教育改革深入推進的過程中,初中化學教學重點要從“關注學科”向“關注學生”轉型,要求教師將課堂主導權交給學生。同時,《義務教育化學課程標準(2022年)》(以下簡稱新課標)也多次強調凸顯學生在課堂教學中的主體地位,給予學生話語權,將教學模式從傳統的“教師追著教”向“學生主動學”轉變。并且,在初中化學實驗過程中,學生需要進行設計、實踐、觀察、反思,有利于充分體現學習的主動性,所以在初中化學教學中應用實驗法不僅轉變了傳統的教學模式,而且響應了素質教育改革的號召。
(二)強調實驗驅動,調動學生學習的能動性
化學本身是一門以實驗為基礎的學科,主要依托化學實驗開展實踐性和探究性的活動,但是在中考的“強壓”下,化學實驗教學逐漸成為一項“強制性”“被迫性”的教學任務,部分化學教師缺乏對實驗法教學價值的正確認知,以及對實驗法的應用思考,導致學生對化學實驗的學習興趣較為缺乏,最終影響了教學效果。新課標多次提出初中化學是一個實踐性較強的課程,教師要積極創設以實驗為主的探究活動,以激發學生對化學的學習興趣,提高學生的化學學習質量。在素質教育改革深入推進的過程中,要求學生積極參與學習過程,在親身體驗中獲取知識,而實驗法能夠直觀地呈現抽象的知識,使學生深入理解化學知識的核心本質。
(三)聚焦核心素養,培養學生化學能力
新課標強調初中化學開展探究式教學模式,而實驗法便是探究式教學模式的典型教學方法之一。在素質教育改革深入推進的過程中,核心素養作為初中化學教學改革的重點,如何落實對核心素養的培養是初中化學教師需要思考的問題。新課標明確將化學核心素養劃分為化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任四大維度,具體體現在實踐應用能力、自主思考能力、創新思維能力等方面。針對實踐應用能力而言,初中化學教學中應用實驗法,旨在引導學生將理論知識與實驗操作相結合,如學會如何選擇合適的實驗器材、如何配置試劑,以及如何規劃實驗步驟等;針對自主思考能力而言,初中化學教學中應用實驗法,鼓勵學生自主思考和探究,通過設計方案、實驗操作、觀察現象、得出結論等一系列的過程完成知識探索;針對創新思維能力而言,在初中化學教學中開展實驗法,鼓勵學生發揮創新精神,從多個角度提出實驗方案設想,并嘗試不同的實驗條件和方法,進而探索出更多的可能性。
二、初中化學實驗法教學模式設計實踐
在初中化學教學中,實驗法的應用主要體現在問題提出、猜想假設、進行實驗、收集證據、反思評價等環節,而為了保障實驗法的教學價值,教師可以根據不同的環節構思實驗法的應用要點。
(一)問題提出:創設情境,激發探究欲望
“比解決問題更重要的是提出問題?!痹诔踔袑嶒灧ń虒W應用過程中,一個有效的、探究性較強的問題具有以下特征:第一,能夠調動學生的探究興趣;第二,能夠被學生解釋或理解?;诖耍處熢诔踔谢瘜W實驗法教學過程中可以創設適當的問題情境,激發學生對化學知識的探究欲望。結合教學實踐,可使用的問題情境包括以下兩種類型:第一,生產或生活實例情境;第二,化學史或故事情境。
從生產或生活實例情境而言,主要立足于化學的學科特色,通過生活或生產實例引發學生對生活的共鳴,激發學生的學習興趣。例如,在探究“鐵制品為何生銹以及生銹的條件”這一實驗的過程中,教師可以通過生活或生產實例提出問題:“生活中有哪些鐵生銹的現象?”“在該現象中,鋼鐵為何會生銹?”在這類富有生活特征的問題中,學生能夠結合生活經驗找出鐵生銹的原因。就化學史或故事情境而言,化學史和化學故事是初中化學教學內容的主要組成部分,也是落實學生核心素養培養的主要途徑,在實驗法教學中引入化學史能夠幫助學生體驗科學家探究化學的過程。例如,在人教版初中化學九年級上冊第五單元“質量守恒定律”內容教學中,教師可以引入“英國化學家波義耳與法國化學家拉瓦錫的‘跨時空矛盾沖突’”等化學史故事,引導學生對“化學反應前后物質總質量的關系”進行探究。
(二)猜想假設:結合實驗,培養猜想能力
在傳統的初中化學實驗教學過程中,由于學生長期受到傳統教學理念的影響,學習模式較為被動,不利于學生猜想能力的培養,更不利于學生核心素養的培養?;诖?,在新時代背景下,初中化學教師在開展實驗法教學的過程中要轉變教學觀念,積極利用實驗培養學生的猜想能力,鼓勵學生敢于猜想、勇于猜想。就猜想與假設的本質而言,可以在觀察與實驗的基礎上運用演繹、歸納等思想分析問題的本質。
演繹法主要依托建構主義學習理論,根據學生的已有知識經驗以及與問題相關的知識,對實驗現象和實驗結論做出猜想。例如,在探究“氫氧化鈉溶液中是哪種粒子使得無色酚酞試液變紅”這一實驗中,教師可以鼓勵學生結合已學知識大膽猜想,如有的學生提出“水分子”,有的學生提出“Na+”,還有的學生提出“OH-”。歸納法主要通過學生回憶已學的知識對化學反應的相關知識進行歸納。例如,在探討“化學反應前后的各種物質質量總和的關系”這一問題時,教師鼓勵學生回憶與化學反應相關的知識,提出“增加”“不變”“減少”三種假設,并由此展開探討。
(三)實驗進行:創新形式,鼓勵學生實踐
為了有效培養學生的化學實驗能力,積極開展實驗教學是有效的途徑之一。在傳統教學模式當中,初中化學實驗法教學大多依托教材,由教師規范操作,引導學生觀察實驗現象,猜想實驗結論,這種教學模式不利于學生實踐能力的培養?;诖耍處熆梢詮囊韵聝蓚€方面入手進行優化:第一,深入分析實驗;第二,鼓勵學生自主實驗。
從深入分析實驗這方面來說,初中化學的實驗數量約有70個,大致可分為基礎性質實驗、物質制備實驗、物質提純實驗、反應速度實驗、酸堿性質實驗、溶解度實驗等,不同實驗對應的實驗目標有所不同,教師在采用實驗法教學模式之前,應當對實驗進行深入分析(如表1所示)。從鼓勵學生自主實驗這一角度而言,由于教材中所提供的化學實驗大多需要專業設備,受到教學條件的限制,大部分學生無法全部參與,導致對化學實驗參與的積極性較為缺乏?;诖耍處熆梢怨膭顚W生結合生活中的物品開展自主實驗,如鼓勵學生思考“用肥皂水檢測硬軟水的方法”“對比牛奶、果汁、肥皂水等物質的酸堿度”“自制汽水”等,這種生活化的實驗材料均來自學生的生活,結合生活經驗,學生對化學實驗的參與度能夠極大提高。
(四)收集證據:著重記錄,培養觀察品質
在初中化學實驗法的應用過程中,需要圍繞化學實驗學會收集“證據”,例如通過觀察、測量收集“實驗證據”,為實驗結果分析提供數據支撐,或通過書刊查閱、互聯網查閱的方式收集“猜想證據”,為實驗猜想和設計提供支撐。在實踐過程中,初中化學教師可根據教學內容、教學目的的不同為學生提供更多的觀察機會和探索機會,鼓勵學生用圖書、互聯網、報刊等途徑搜集資料,為實驗猜想提供證據。而在實驗進行過程中,教師則可著重培養學生的觀察品質,鼓勵學生收集實驗過程的數據。具體而言,教師需要為學生指明數據的目的性、有序性,要求學生以此為導向開展觀察。例如以數據的目的性為導向,實驗過程中要求學生明確實驗的觀察對象、觀察內容,如在“用燃燒法測定空氣氧氣含量”的實驗中,教師要求學生明確觀察收集瓶中的空氣,不僅要觀察紅磷燃燒的情況,同時也要關注收集瓶中的空氣體積變化的情況;以數據有序性為導向,實驗過程則需要按照操作順序、實驗現象出現的順序觀察,例如在“蠟燭燃燒實驗”的探究中記錄不同時間節點中的燃燒現象。
(五)反思評價:自我問答,培養質疑精神
為了幫助學生落實化學核心素養的培養,初中化學教師在實驗法應用過程中應當圍繞反思評價,鼓勵學生自我反思和自我評價,以達到培養學生質疑精神的目的。在這一過程中,教師要鼓勵學生“自我提問”,這是一種有效學習的方式??紤]到大部分學生不知道該如何提問,教師在初期可以為其提供“自我提問問題清單”(如表2所示),問題內容大致劃分為“實驗前”“實驗中”“實驗后”三大板塊,要求學生根據實際情況進行自我提問。
三、結語
在素質教育改革進程中,初中化學開展實驗已經成為改變傳統教學模式、調動學生學習能動性、培養學生化學能力的教學方法之一,初中化學教師要正視該教學模式的價值。本文以此為切入點,圍繞問題提出、猜想假設、實驗進行、收集證據、反思評價等方面,針對性地提出創設情境,激發探究欲望;結合實驗,培養猜想能力;創新形式,鼓勵學生實踐;著重記錄,培養觀察品質;自我問答,培養質疑精神等建議,希望為廣大初中化學教師提供教學思路。