初中化學教學中發展學生科學思維的策略探究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）17-0113-03

在初中化學教學中，發展學生的科學思維不僅是學科核心素養的體現，也是教育改革背景下提升學生綜合能力的重要途徑.科學思維以邏輯推理、批判性分析和創新意識為核心，能夠幫助學生在面對復雜化學現象時形成系統化的認知框架，實現從“學會知識”到“科學探究”的跨越，這不僅能讓學生更深刻地理解化學知識的內在規律，還能培養他們從證據出發解決實際問題的能力，增強對科學探究方法的掌握.同時，科學思維的發展也為學生應對未來社會中多樣化的未知挑戰提供了堅實支撐.通過實驗設計、現象分析以及數據推導等環節，學生可以在實踐中驗證理論，強化邏輯推演能力，并逐步養成批判性思維和創新意識.因此，在初中化學教學中探索科學思維的培養策略，不僅具有實際可行性，而且對學生的全面發展和教育質量的提升具有深遠意義.

1發展學生科學思維的必要性

1.1 科學思維是化學核心素養的重要組成

科學思維是化學核心素養的重要組成部分，它滲透于化學學科知識體系的方方面面.化學學科知識的理解和掌握需要以科學思維為基礎，科學思維能力的高低直接影響學生化學核心素養的發展水平.科學思維包括理性思維、邏輯思維、批判性思維等多種思維方式，它們相互交融、相互促進，共同構建化學學科特有的認知體系[1].在化學教學中，教師應當重視科學思維的培養，引導學生運用科學思維認識事物、分析問題，進而逐步內化科學思維方式，將其轉化為自身的思維品質.基于此，學生能真正理解化學知識的內在聯系，形成系統的化學學科觀念，從而提升化學認知能力.

1.2 初中是培養科學思維的最佳時機

人類思維的發展具有明顯的階段性，初中時期是一個重要的過渡階段，學生的思維形式正從具體運算思維逐步過渡到形式運算思維，該時期也是培養學生科學思維的最佳時機.此階段的學生已具備一定認知基礎，能夠理解較為復雜的化學概念和原理，同時好奇心和求知欲旺盛，樂于探索未知世界.初中化學作為學生接觸的第一門系統性實驗科學，蘊含著豐富的科學思維方法，如觀察、分類、比較、歸納、演繹、推理、模型構建等.在化學學習過程中，學生需要運用思維方法去理解物質的組成、結構、性質和變化規律，進而形成對物質世界的科學認知.初中化學教學為培養學生的科學思維提供了良好的契機和平臺，教師若能抓住關鍵期，在教學中有意識地滲透科學思維的訓練，則能有效促進學生思維能力的全面發展.

1.3 科學思維是應對挑戰的關鍵能力

科學思維作為一種理性認識世界和解決問題的能力，是學生應對未來社會復雜挑戰的重要工具.在社會深度數字化、科技迅猛發展的背景下，單純依賴知識儲備已無法滿足未來對綜合型人才的需求，取而代之的是對思維能力的更高要求，科學思維恰好具備邏輯性、系統性和創新性的特點，對復雜問題的解決有著不可替代的價值.在初中化學教學中，科學思維的培養不僅體現在對化學知識的學習上，更在于引導學生從表象入手，探究問題的本質，逐步培養數據分析與邏輯推理的能力，該思維方式能夠幫助學生擺脫思維定式的束縛，從而提出創新的問題解決方案.同時，科學思維還具有高度遷移性，它超越了化學學科本身，能夠應用于工程、環境、健康等多學科領域.因此，通過科學思維的鍛煉，學生能夠更從容地應對未來社會的復雜性與不確定性，這也是實現教育現代化的重要目標之一.

2 發展學生科學思維的策略

2.1 創設情境，引導學生運用科學思維

創設真實情境是引導學生運用科學思維、提升學習興趣、實現化學核心素養的重要途徑.例如，在探究“海水曬鹽”的實踐課上，教師先創設真實情境：某鹽場受到污染，生產的工業鹽中混有泥沙雜質，需要進行提純.面對該情境，學生積極討論，運用所學化學知識探究提純方案.在教師的引導下，學生分析氯化鈉的性質，如易溶于水、難溶于乙醇等，并根據泥沙雜質不溶于水的特點，提出“溶解 $$ 過濾 $$ 結晶”的提純思路.接著，學生進行分組實踐，動手配制飽和氯化鈉溶液，利用過濾裝置去除不溶性雜質，再通過加熱濃縮、冷卻結晶的方法，獲得純度較高的氯化鈉晶體.在實踐過程中，學生遇到了結晶緩慢、雜質殘留等問題，在教師的指導下，他們學會了控制冷卻速率，并運用重結晶等方法優化操作，最終得到了滿意的提純產品.通過探究實踐過程，學生深刻理解了物質的特性與分離提純原理之間的關系，培養了根據物質性質恰當選擇分離方法的能力及迎接挑戰的精神.基于真實情境的探究性學習，不僅促進了學生科學思維的發展，更激發了他們學習化學的興趣和熱情.

2.2 優化實驗設計，強化科學思維訓練

初中化學實驗教學是培養學生科學思維的重要環節，其關鍵在于將抽象的化學知識轉化為可觀察、可操作的實驗現象，從而使學生的科學探究思維得到充分的鍛煉[2].例如，在講解“酸的化學性質”時，教師可以安排一系列循序漸進的實驗活動，引導學生逐步深入探究.首先，引導學生觀察不同酸的濃溶液，運用感官感知其顏色、狀態等物理性質，初步建立對酸的認識；接著，引導學生將稀鹽酸分別滴加到紫色石蕊溶液、鋅粒、碳酸鈉粉末中，觀察反應現象，并運用已學的知識解釋現象，歸納酸的通性；最后，鼓勵學生設計實驗方案，探究不同酸的酸性強弱，如通過控制變量法，比較相同濃度的鹽酸和硫酸與相同質量的鎂條反應的劇烈程度，從而得出結論.在整個實驗過程中，教師應注重引導學生進行觀察、記錄、分析、推理，并鼓勵學生提出問題、設計實驗、進行驗證，以有效促進學生科學思維的全面發展.

2.3 利用思維導圖，促進科學思維表征

在初中化學教學中，教師可以通過開展思維導圖教學，引導學生利用圖形、符號、文字等元素，將化學知識點進行系統梳理和重組，從而幫助學生實現科學思維的可視化表征.例如，在學習“酸”和“堿”的相關知識時，教師可以設計一節以思維導圖為主要教學工具的課程.在課堂上，教師先引導學生回顧學過的相關知識，然后鼓勵學生根據自己的理解，繪制出一張完整的思維導圖.學生以“酸”和“堿”為中心主題，圍繞“定義”“化學式”“性質”“應用”等關鍵詞，運用不同的顏色、線條和圖形，將零散的知識點有機地連接起來.在繪制過程中，學生積極思考，深入挖掘知識點間的邏輯關聯，逐步搭建結構化的知識體系.教師巡視過程中，不僅要關注學生思維導圖的繪制情況，更要注重學生思維的發散和深人程度.對于某些學生繪制的思維導圖過于簡單或不夠全面的情況，教師應提供適度的點撥和引領，促使其進一步拓展思路、完善內容.在學生繪制完成后，教師組織全班進行思維導圖的展示與交流，鼓勵學生分享自己的見解，評議他人的作品，從而在相互啟發和借鑒中提升科學思維能力.通過思維導圖教學課，學生不僅加深了對“酸”和“堿”知識的理解，更重要的是實現了科學思維的可視化表征，使抽象的化學概念變得具體、形象，促進了科學思維的發展[3].

2.4 實施翻轉課堂，激發學生運用科學思維

“翻轉課堂”將知識學習前置，為學生深度思考和互動探究創造更多課堂時間，從而激發學生主動運用科學思維.例如，在“質量守恒定律”教學中，教師可借助微課視頻，引導學生預習化學反應的概念、質量守恒定律的內容及應用.視頻中可呈現白磷燃燒前后質量變化的實驗現象，并拋出疑問：為何密閉容器中反應前后質量不變，而口容器中反應后質量卻增加？帶著疑問，學生課上分組進行實驗探究.教師提供紅磷、鎂條、碳酸鈉與鹽酸等不同類型的實驗材料，引導學生設計實驗方案，驗證質量守恒定律，并解釋“白磷燃燒”實驗中的矛盾現象.實驗過程中，學生觀察到的不同實驗結果引發了熱烈討論.教師適時引導學生運用觀察、比較、分析、推理等科學思維方法，對實驗現象進行解釋.學生通過分析反應物和生成物的狀態，認識到質量變化的原因.最終，學生運用類比推理，推斷出白磷燃燒實驗中質量增加的原因.在“翻轉課堂”教學模式下，學生的角色發生了轉變，不再是被動接受知識的學習者，而是積極參與、自主探究知識的學習主體，他們運用科學思維分析實驗現象，解決實際問題，進而深刻理解質量守恒定律的內涵.

2.5 融入化學史，培養學生批判創新思維

在教學中融人化學史是培養學生科學思維批判性和創新性的有效途徑，其價值在于揭示科學理論發展并非一蹴而就，而是充滿質疑、辯論和修正的動態過程.例如，在講授“原子結構”時，教師可以生動講述盧瑟福的 ∝ 粒子散射實驗.1909 年，盧瑟福和他的學生用 ∝ 粒子轟擊金箔，觀察到絕大部分 ∝ 粒子可以直接穿過金箔，但也有極少數 ∝ 粒子發生偏轉，甚至反彈.盧瑟福由此推斷，原子的質量和電荷幾乎全部集中在1個微小的帶正電性的原子核上，核外是巨大的空間，電子在核外運動.該實驗推翻了湯姆孫的“棗糕模型”，開創了原子核式結構模型.在講述案例后，教師可以設問：盧瑟福的實驗有何創新之處？實驗結果對原子結構理論有何革命性意義？學生在思考和討論中，不僅加深了對原子結構的理解，更領悟到科學發現的過程往往充滿偶然性，而科學家善于抓住偶然中蘊藏的必然，通過大膽假設和嚴謹求證，最終實現理論的突破.這種批判繼承、勇于創新的科學精神，正是化學史教育的重要意義.教師通過在化學教學中滲透化學史教育，必將點燃學生科學思維的火花，使他們成長為具有家國情懷和世界視野的時代新人.

3 結束語

科學思維培養是化學教學變革的關鍵，它讓學生掌握科學探究方法，培養理性思辨能力，提升分析問題和解決問題的技能.科學思維能力的養成，將助力學生在未來的學習和生活中游刃有余地應對挑戰，為他們的全面發展奠基.基于此，教師應立足學情，因材施教，在教學實踐中不斷創新策略，以多元化的教學方式引導學生主動思考，激發求知欲，讓科學思維的種子在學生心中生根發芽，最終促進化學教育質量的整體提升.

參考文獻：

[1］鄧瑋.新課標導向下初中化學科學思維培養的實踐研究[J].學周刊，2024（8）：89-91.

[2］楊彥奎.學生科學探究和創新意識的培養策略：以初中化學教學為例[J].華夏教師，2024（1）：73 -75.

[3］陳懋.基于科學思維培養的初中化學教學探索：以“物質的酸堿性”教學為例［J].化學教學，2024（6） ：41 -44.