基于學(xué)科思維培養(yǎng)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課

王霞

【摘要】在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維過程中，課堂教學(xué)發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過實(shí)驗(yàn)才能領(lǐng)悟到化學(xué)世界的奧妙，因此，實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維的重要渠道和方式。本文以“探究是什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”為教學(xué)案例，對化學(xué)學(xué)科思維的內(nèi)涵、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課中學(xué)科思維培養(yǎng)以及基于學(xué)科思維培養(yǎng)的初中化學(xué)教學(xué)方法進(jìn)行了簡單研究。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科思維;培養(yǎng);初中化學(xué);實(shí)驗(yàn)探究課

在初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，豐富多彩的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，同時(shí)也可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)科思維能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的生動(dòng)活潑的教學(xué)情景對學(xué)生有著無窮的吸引力，能夠迅速誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的內(nèi)在動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生有效領(lǐng)會化學(xué)知識，培養(yǎng)和掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能。此外，在這個(gè)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的探究思維，使學(xué)生的學(xué)科思維得到了啟迪。學(xué)科思維是學(xué)科學(xué)習(xí)的靈魂，對于學(xué)科學(xué)習(xí)具有重要促進(jìn)作用，因此，教師在日常教學(xué)過程中，要通過科學(xué)合理的方式，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力。

一、化學(xué)學(xué)科思維

學(xué)科思維簡單來講就是一種思維方法及價(jià)值觀，在學(xué)科學(xué)習(xí)中，它是核心和靈魂。學(xué)科思維是在學(xué)科學(xué)習(xí)中逐漸形成的，學(xué)生學(xué)習(xí)和內(nèi)化學(xué)科知識，然后在思維中逐步形成穩(wěn)定的思考、解決問題的方式方法就是基本的學(xué)科思維形成過程。對于化學(xué)學(xué)科而言，它的學(xué)科思維培養(yǎng)也是這樣一個(gè)過程，即學(xué)生站在化學(xué)的視角，從認(rèn)識簡單的化學(xué)物質(zhì)開始，逐步深入，在不斷地學(xué)習(xí)化學(xué)知識的過程中，形成相對穩(wěn)定的思考和解決化學(xué)問題的思維方法。在學(xué)習(xí)化學(xué)知識過程中，化學(xué)思維培養(yǎng)是一個(gè)重要的階段和過程，學(xué)生從化學(xué)知識框架的建構(gòu)，到化學(xué)基本觀念的生成，再到化學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成這個(gè)過程中，化學(xué)思維發(fā)揮著重要的引領(lǐng)作用，引導(dǎo)著學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)不斷深入，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力的有效提升[1]。

二、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課中學(xué)科思維的培養(yǎng)

碳酸鈉是一種重要的鹽，涉及碳酸鈉的知識是化學(xué)的一個(gè)很重要的內(nèi)容，同時(shí)它也是化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)難點(diǎn)。為了培養(yǎng)和提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維，我們以“探究是什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”的教學(xué)為例，通過實(shí)驗(yàn)探究課，對這一問題進(jìn)行深入的研究和探索。

1.通過學(xué)習(xí)興趣引出問題

知識是學(xué)科思維培養(yǎng)的基礎(chǔ)，有效的學(xué)科思維培養(yǎng)離不開學(xué)科知識的建構(gòu)，在學(xué)科知識建構(gòu)過程中，也要滲透一定的學(xué)科情感，具有了充沛的學(xué)科情感，學(xué)科思維也就有了源泉和動(dòng)力，也就可以更好地促進(jìn)學(xué)科思維的培養(yǎng)。化學(xué)學(xué)科思維的培養(yǎng)也是一樣，所以，在課堂上，教師應(yīng)積極加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科情感教育，培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)科濃厚的情感，從而有效激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，這樣學(xué)生就有了問題意識，具備了對學(xué)科知識的探索欲。

比如老師在課堂上講述“侯德榜制堿”的故事，讓學(xué)生交流自己從侯德榜身上學(xué)到的品質(zhì)。這樣設(shè)計(jì)教學(xué)開頭的主要目的是讓學(xué)生通過對故事的了解，感受科學(xué)家身上那種為了突破科研難題鍥而不舍的鉆研精神，充分感受化學(xué)對社會進(jìn)步發(fā)展所起的作用，從而有效激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的欲望，學(xué)生就會出現(xiàn)許多關(guān)于學(xué)習(xí)的問題，為了解決這些問題，學(xué)生自然而然地走進(jìn)課堂，深入課程學(xué)習(xí)。

2.培養(yǎng)學(xué)科思維方法

在化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識和實(shí)證思維，化學(xué)學(xué)科思維的核心就是證據(jù)推理與模型認(rèn)知，它反映和體現(xiàn)的正是化學(xué)學(xué)科的思維方法。在教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)分析推理所收集的證據(jù)，以及自身已有的知識水平得出具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在這個(gè)過程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力，而不是在課堂上，教師通過理論講解的形式直接告訴學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和事實(shí)，這樣學(xué)生沒有一個(gè)基本的探索過程，也就無法使思維能力得到有效的培養(yǎng)。因此，化學(xué)教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)以及親自體驗(yàn)，讓學(xué)生直觀的感受化學(xué)現(xiàn)象，清晰地看到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的變化的基本過程?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)本身就具有復(fù)雜性，并且與眾多因素有關(guān)，只有讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中，親自研究論證，親自操作，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維[2]。

在實(shí)驗(yàn)中，教師提出這兩個(gè)問題：侯德榜制堿制出的是何種物質(zhì)？設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)可以證明它的溶液呈堿性？并要求學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證。這個(gè)驗(yàn)證過程中讓學(xué)生設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案，第一種就是將少量的樣品添加在試管中，然后在試管中滴入紫色石蕊溶液或者無色酚酞溶液，當(dāng)溶液與樣品融合后，觀察其顏色變化;第二種是使用玻璃棒蘸取少量的樣品涂在PH試紙上，當(dāng)樣品滲入試紙后，觀察試紙的顏色變化，然后再與標(biāo)準(zhǔn)的酸堿性比色卡進(jìn)行對照。這樣設(shè)計(jì)的目的是引導(dǎo)學(xué)生從已經(jīng)有的知識走進(jìn)課堂，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)的能力，在課堂上，讓學(xué)生先進(jìn)行思維的發(fā)散，設(shè)計(jì)各種方法，然后再將學(xué)生思維進(jìn)行集中，學(xué)會選擇最佳的方案。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)無色酚酞溶液比紫色石蕊溶液現(xiàn)象更加明顯，這就方便了后面的實(shí)驗(yàn)探究。

3.形成學(xué)科思維

從微觀角度進(jìn)行分析和解釋，運(yùn)用符號表征宏觀的辨識結(jié)果這是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中最典型的學(xué)科思維形式。在課堂教學(xué)過程中，教師為了幫助學(xué)生對客觀世界有更加深刻和清晰的認(rèn)識和理解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，追尋事物的本來面目，從具體到抽象，從特殊到一般，讓學(xué)生形成宏觀和微觀相結(jié)合的學(xué)科思維。

在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)教師提供的“酚酞溶液、稀碳酸、碳酸鈉溶液、氯化鈉溶液、氯化鈣溶液”這幾種溶液，通過劃分探究小組，探究“什么微粒的存在使碳酸鈉溶液顯堿性”，然后學(xué)生根據(jù)元素守恒的觀點(diǎn)，猜想的結(jié)果是 Na+、 CO32-、 H+、 OH-、 HCO3-。

通過前面的步驟將H+排除掉，而對于OH-和HCO3-讓學(xué)生課后查找資料進(jìn)行探究，接著讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證（如圖1）。

4.學(xué)科思維深化

在思維培養(yǎng)過程中，創(chuàng)造是思維的最高境界，在這里首先要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，批判性思維就是要讓學(xué)生敢于質(zhì)疑和不斷嘗試，從而在實(shí)踐探索中構(gòu)建知識體系[3]。培養(yǎng)批判性思維能力對于學(xué)生學(xué)習(xí)新內(nèi)容，掌握知識精髓，增強(qiáng)學(xué)習(xí)悟性和學(xué)習(xí)洞察力都具有重要作用。

在實(shí)驗(yàn)中，教師要求學(xué)生對方案的合理性以及嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行評價(jià)（如圖2），并做適當(dāng)修改，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力，而且學(xué)生通過分析推理，證據(jù)意識得到培養(yǎng)，同時(shí)也使方案更加嚴(yán)謹(jǐn)。

5.留下懸念，增強(qiáng)學(xué)生的探索欲

在課堂教學(xué)中，教師注重學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)，這必定會使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不斷增強(qiáng)。教師要在課堂中通過問題的設(shè)置，讓學(xué)生進(jìn)行深入的思考。

比如學(xué)生難以理解“碳酸根離子的存在使碳酸鈉溶液呈堿性”老師給學(xué)生解釋是由于溶液中的OH-引起的，然后讓學(xué)生通過查資料的方式探究CO32-在溶液中怎么轉(zhuǎn)化成OH-。

三、基于學(xué)科思維培養(yǎng)的初中化學(xué)教學(xué)方法

在培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科思維的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，它的培養(yǎng)方式不是唯一的，實(shí)驗(yàn)探究課中的培養(yǎng)只是一方面，我們還可以通過學(xué)習(xí)基本概念與原理、元素與化合物、化學(xué)用語等內(nèi)容，在教學(xué)中逐漸培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維，提升化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

1.將學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)科思維培養(yǎng)結(jié)合

在化學(xué)學(xué)科中，學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)科思維培養(yǎng)相輔相成，有機(jī)結(jié)合且互相滲透。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，宏觀辨識與微觀探析是學(xué)科思維方式，學(xué)生通過微觀實(shí)驗(yàn)來探尋宏觀現(xiàn)象的本質(zhì)原因，增強(qiáng)對化學(xué)知識的理解;證據(jù)推理與模型認(rèn)知是學(xué)科思維方法，學(xué)生通過證據(jù)推理更好地得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;科學(xué)探究是實(shí)踐，通過實(shí)踐的方式可以有效培養(yǎng)學(xué)科思維方法;化學(xué)學(xué)科最高級的思維形式就是創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維，這對于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)具有重要意義;變化觀念與平衡思想的素養(yǎng)培養(yǎng)中，訓(xùn)練學(xué)科思維品質(zhì)，探究與歸納化學(xué)反應(yīng)的條件和規(guī)律是初中化學(xué)著重關(guān)注的內(nèi)容;屬于情感態(tài)度與價(jià)值觀的素養(yǎng)范疇的是科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，這是帶有感性色彩的核心素養(yǎng)，而化學(xué)學(xué)科思維偏理性。在化學(xué)教學(xué)中，為了有效提升教學(xué)水平，將學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)科思維培養(yǎng)結(jié)合是有效的方式。

2.創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境

創(chuàng)設(shè)的問題情景必須真實(shí)和直觀，這是基于學(xué)科思維培養(yǎng)的化學(xué)問題解決深刻關(guān)注的內(nèi)容，化學(xué)問題的解決依賴于真實(shí)的情境與化學(xué)知識兩個(gè)方面，真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)科思維的培養(yǎng)[4]。在教學(xué)過程中，教師可以深刻體會到豐富的學(xué)科思維資源都蘊(yùn)含在不同版本的教材中，但是這種學(xué)科思維是隱性的，教材顯示大多是學(xué)科知識，因此，教師要意識到埋藏在教材學(xué)科知識中的學(xué)科思維，充分挖掘教材資源將學(xué)科思維顯性化，更好地運(yùn)用實(shí)際教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。如充分利用教材中的實(shí)驗(yàn)探究、插圖、實(shí)驗(yàn)裝置圖等，通過有效的方式，挖掘出其中蘊(yùn)藏著的學(xué)科思維。除此之外，教師自身的理論學(xué)習(xí)也非常重要，教師要不斷加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，深入探究學(xué)科本質(zhì)，通過真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生解決實(shí)際問題的能力不斷提升。教師要深入研究和理解教材編寫的意圖，按照意圖設(shè)計(jì)教學(xué)方案，充分挖掘和發(fā)現(xiàn)教材承載的功能，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。

四、結(jié)語

總而言之，學(xué)生的學(xué)科思維培養(yǎng)是非常重要的，教師要提升對學(xué)科思維培養(yǎng)的重視程度，同時(shí)學(xué)生學(xué)科思維培養(yǎng)的路徑也是多樣的，教師要積極探索方式方法，在教學(xué)實(shí)踐中，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李文濤. 淺談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生探究思維的培養(yǎng)[J]. 新課程（中學(xué)）， 2017（6）.

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[3]楊紅錦， 梁吉成. 新課程背景下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)科思維的培養(yǎng)[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2016（18）：10-11.

[4]戴振洲. 在初中化學(xué)教學(xué)中如何利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力[J]. 新課程（中）， 2017（6）：190.