初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的分析

【摘要】在初中階段，學(xué)生接觸化學(xué)學(xué)科的時間較短。如何在短時間內(nèi)激活學(xué)生的興趣、調(diào)動學(xué)生的思維，使學(xué)生充分參與到化學(xué)學(xué)習(xí)中，是每一個化學(xué)教師應(yīng)重點(diǎn)思考的問題。教師也應(yīng)思考如何通過開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的?；诖?，文章以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為依托，分別從激活興趣、自主思考、合作探究三個角度入手，分析如何有效實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)

作者簡介：裴元（1985—），男，江蘇省淮陰中學(xué)教育集團(tuán)清河開明中學(xué)。

科學(xué)素養(yǎng)主要包含三方面內(nèi)容，分別是了解科學(xué)知識、知曉科學(xué)研究的過程和方法、認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對社會和個人產(chǎn)生的影響。在化學(xué)學(xué)科中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，要求學(xué)生能夠掌握化學(xué)知識、掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究過程與方法、意識到化學(xué)能夠?qū)ι鐣蛡€人產(chǎn)生影響?；诖?，筆者借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，旨在幫助學(xué)生夯實(shí)化學(xué)知識基礎(chǔ)、熟練運(yùn)用化學(xué)研究方法。

一、依托實(shí)驗(yàn)，激發(fā)興趣，奠定培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)

（一）動畫展示

部分教室已經(jīng)安裝電子黑板，教師能夠借助電子黑板為學(xué)生生動地演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程。這對剛剛接觸化學(xué)知識的學(xué)生有重要的啟發(fā)意義，能夠切實(shí)激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣［1］。在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師應(yīng)合理利用電子黑板，激發(fā)學(xué)生的興趣，為學(xué)生奠定培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第1章第2節(jié)“化學(xué)研究些什么”為例。在學(xué)習(xí)此課知識時，學(xué)生需要了解以下內(nèi)容，分別是“物質(zhì)的變化與性質(zhì)”“化學(xué)研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、用途與制法”。在教學(xué)的過程中，筆者借助電子黑板展示動畫視頻，讓學(xué)生了解化學(xué)知識。

筆者從蠟燭燃燒入手，引導(dǎo)學(xué)生思考。筆者提問學(xué)生：“請同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)思考，蠟燭在燃燒前、燃燒中、燃燒后有哪些變化？”學(xué)生的回答較為籠統(tǒng)。顯然，學(xué)生對蠟燭燃燒的現(xiàn)象沒有足夠的觀察。對此，筆者展示動畫視頻。在視頻中，蠟燭被點(diǎn)燃后，火苗逐漸由小變大，火焰層次逐漸清晰，時而會產(chǎn)生黑煙，隨著蠟燭主體的燃燒，火焰被逐漸拉長。學(xué)生在觀看動畫視頻的同時會思考：蠟燭燃燒與化學(xué)學(xué)習(xí)有怎樣的關(guān)系呢？這時，筆者便將學(xué)生的注意力由動畫轉(zhuǎn)移到課堂，為學(xué)生分析蠟燭燃燒時是如何進(jìn)行化學(xué)變化與物理變化的。如蠟燭燃燒會產(chǎn)生二氧化碳與水，這是化學(xué)變化；固態(tài)的蠟燭熔化為液態(tài)，這是物理變化。在完成上述知識分享后，筆者繼續(xù)為學(xué)生播放關(guān)于“粗略測定空氣里氧氣含量的方法”的實(shí)驗(yàn)視頻。視頻中，學(xué)生將點(diǎn)燃的紅磷迅速放置到集氣瓶中，并塞緊瓶口，而后用導(dǎo)管連接集氣瓶和裝有一定量水的燒杯。在紅磷進(jìn)行充分燃燒后，打開導(dǎo)管上的彈簧夾，只見密封瓶內(nèi)水面上升了。這一實(shí)驗(yàn)主要說明紅磷燃燒對氧氣的消耗，造成瓶內(nèi)氣體體積減小，進(jìn)而使得壓強(qiáng)減小，因此，當(dāng)彈簧夾打開時，燒杯中的水便流進(jìn)密封瓶中。

在上述教學(xué)過程中，筆者展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的動畫視頻，讓學(xué)生形象地了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程。這能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高學(xué)生的課堂參與度，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

（二）實(shí)際操作

教師可以采取指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作的方式，讓學(xué)生親自嘗試接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此達(dá)到鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的［2］。在此階段，教師可以選擇操作簡單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)供學(xué)生練習(xí)，這樣既能讓學(xué)生真正體會化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣，也能確保實(shí)驗(yàn)過程的安全。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第2章第1節(jié)“性質(zhì)活潑的氧氣”為例。在第一課時的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要掌握氧氣的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)兩部分內(nèi)容。其中，物理性質(zhì)主要是氧氣的外在，如顏色、狀態(tài)、氣味、水溶性等，而化學(xué)性質(zhì)則需要借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索。筆者指導(dǎo)學(xué)生開展“木條實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是將帶有火星的木條伸到盛有氧氣的集氣瓶中，觀察木條是否會燃燒。由于這是學(xué)生第一次親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，他們會存在緊張、不知如何操作實(shí)驗(yàn)的情況。筆者及時進(jìn)行指導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)當(dāng)帶有火星的木條放置在集氣瓶中時，能夠復(fù)燃。接著，筆者引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟，開展硫分別在空氣中燃燒和在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生觀察硫在燃燒后產(chǎn)生了怎樣的化學(xué)現(xiàn)象。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，在空氣中燃燒的硫，火焰的顏色為淡藍(lán)色，而在氧氣中燃燒的硫，火焰是明亮的藍(lán)紫色，并且放出一定的熱量。

教師應(yīng)重視學(xué)生的實(shí)際操作體驗(yàn)，讓學(xué)生在興趣的驅(qū)動下深層次地學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的目的。

二、依托實(shí)驗(yàn)，自主思考，搭建培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的橋梁

（一）課前預(yù)習(xí)

在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程中，教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力，讓學(xué)生在自主思考中，不斷提升科學(xué)素養(yǎng)?；诖?，在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師便可借助課前預(yù)習(xí)的方式，讓學(xué)生自主了解化學(xué)知識、思考化學(xué)知識。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第2章第2節(jié)“奇妙的二氧化碳”為例。在第一課時的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要知曉以下知識內(nèi)容：第一，了解自然界中二氧化碳循環(huán)的知識，知曉溫室效應(yīng)及其存在的危害，樹立“低碳生活”的意識；第二，掌握二氧化碳的物理性質(zhì)及其三態(tài)轉(zhuǎn)化；第三，掌握二氧化碳的部分化學(xué)性質(zhì)；第四，了解判斷分解反應(yīng)、化合反應(yīng)的方法。基于此，筆者為學(xué)生布置化學(xué)預(yù)習(xí)作業(yè)，其中包括基礎(chǔ)知識預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)兩部分內(nèi)容。在基礎(chǔ)知識部分，學(xué)生需要根據(jù)對教材的梳理，補(bǔ)全缺失的重點(diǎn)內(nèi)容，從而掌握有關(guān)二氧化碳的基礎(chǔ)知識。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分，學(xué)生需要預(yù)習(xí)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。對此，學(xué)生需要結(jié)合教材內(nèi)容，填寫實(shí)驗(yàn)流程與現(xiàn)象等內(nèi)容。

通過課前預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)瘜W(xué)基礎(chǔ)知識、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容形成初步的認(rèn)知；同時，學(xué)生能夠清晰地感受到預(yù)習(xí)對自身學(xué)習(xí)、思考的作用，這對學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)習(xí)慣有重要意義。

（二）實(shí)驗(yàn)問題

在開展化學(xué)教學(xué)時，教師一方面應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中的問題，另一方面應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)提出自己的疑問與見解［3］。這樣，學(xué)生才能有效掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并逐漸樹立正確的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第2章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1“氧氣的制取與性質(zhì)”為例。在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，筆者根據(jù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)時提問；學(xué)生需要做到及時思考、自主思考。在實(shí)驗(yàn)開始前，筆者提出問題：“請同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，此次實(shí)驗(yàn)用到哪些藥品與器材？”此問題旨在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識基礎(chǔ)是否牢固。學(xué)生可以說出使用的藥品與器材，如高錳酸鉀、水、木炭、細(xì)鐵絲、蠟燭、澄清的石灰水、酒精燈、試管、集氣瓶、單孔橡皮塞、導(dǎo)管等。接著，筆者提問學(xué)生：“實(shí)驗(yàn)需要做到哪七點(diǎn)？”學(xué)生根據(jù)教材回答：“查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄?！痹诮M裝實(shí)驗(yàn)器具時，筆者繼續(xù)提出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的常見問題：“在對試管中的高錳酸鉀進(jìn)行加熱時，試管口是向上傾斜，還是向下傾斜？在常規(guī)操作中，為什么要在試管口處放置一團(tuán)棉花？在收集氧氣時，為什么需要將導(dǎo)管插入集氣瓶底部？在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，是先熄滅酒精燈后移動導(dǎo)管，還是先移動導(dǎo)管再熄滅酒精燈？”上述問題是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時需要重點(diǎn)注意的問題，也是學(xué)生必須掌握的問題。分析上述問題的過程，是學(xué)生逐漸深入掌握實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)的過程，有助于提高學(xué)生的自主思考能力。

在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師應(yīng)重視對實(shí)驗(yàn)問題的整理，同時重視學(xué)生對問題的思考與回答。這不僅可以幫助學(xué)生提高自主思考的能力，還可以促進(jìn)學(xué)生形成正確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升具有重要的推動作用。

三、依托實(shí)驗(yàn)，合作探究，提升培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的成效

（一）協(xié)同實(shí)驗(yàn)

協(xié)同實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，與同學(xué)共同完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。協(xié)同實(shí)驗(yàn)意在培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力?；诖?，在教學(xué)時，教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，要求學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)注意事項。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第4章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)3 “物質(zhì)燃燒的條件”為例。在此課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要強(qiáng)化對燃燒條件的認(rèn)知，進(jìn)一步理解滅火原理，并借助實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)合作意識、樹立綠色化學(xué)理念。在筆者的幫助下，學(xué)生分小組準(zhǔn)備好白磷、紅磷、薄銅片、熱水、燒杯等實(shí)驗(yàn)藥品和儀器。在協(xié)同實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)銅片上的白磷在燃燒，紅磷沒有變化，放置在熱水中的白磷也沒有燃燒。這時，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組探究，討論物品燃燒需要滿足的三個條件。通過小組探究，學(xué)生認(rèn)識到物品燃燒的三個條件為物品本身是可燃物、與氧氣接觸、溫度達(dá)到著火點(diǎn)。接著，筆者再引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，銅片上的白磷燃燒，滿足了三個燃燒條件；紅磷沒有燃燒，是溫度尚未達(dá)到紅磷的著火點(diǎn)；水中的白磷沒有燃燒，是未與氧氣進(jìn)行接觸。筆者提出問題：“如果要使水中的白磷燃燒，應(yīng)采取怎樣的措施？”學(xué)生根據(jù)燃燒的條件進(jìn)行分析后回答：“向水中通入氧氣即可?！?/p>

在上述協(xié)同實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行思考、探究，且小組中的每名學(xué)生都能夠發(fā)表自己的想法與見解。可見，協(xié)同實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行岣邔W(xué)生的合作能力，提升培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的成效。

（二）探究實(shí)驗(yàn)

探究實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立自主地完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。探究實(shí)驗(yàn)意在考查學(xué)生的探究能力、思維能力，能夠有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升［4］。在探究實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生需要獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，因此，教師可以選擇難度較低的實(shí)驗(yàn)供學(xué)生探究。這樣可以在保證實(shí)驗(yàn)效果的同時，充分鍛煉學(xué)生的探究能力。

以滬教版化學(xué)九年級上冊第5章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4 “常見金屬的性質(zhì)”為例。在學(xué)習(xí)金屬活動性這部分知識時，學(xué)生需要完成“判斷Mg、Zn、Fe、Cu 的活動性”的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生采取對比的方式進(jìn)行操作。如在A組實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生分別向試管中放入鎂條、鋅粒、鐵釘、銅絲四種物質(zhì)，而后再分別加入稀鹽酸，并觀察四種物質(zhì)的反應(yīng)；在B組實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生同樣向試管中加入上述四種物質(zhì)，而這次加入的溶液是稀硫酸。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在稀鹽酸溶液中，鎂條反應(yīng)的速度最快，氣泡持續(xù)不斷地冒出，鋅粒的反應(yīng)速度比鎂條慢，氣泡的產(chǎn)生速度也慢于鎂條；鐵釘發(fā)生反應(yīng)的速度最慢，銅絲則沒有任何反應(yīng)。學(xué)生同樣記錄下在稀硫酸溶液中四種物質(zhì)的反應(yīng)情況，并進(jìn)行對比分析。通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以知曉四種常見金屬物質(zhì)的活動性順序。

在上述探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要仔細(xì)觀察每種金屬的反應(yīng)情況，并記錄下相應(yīng)的反應(yīng)現(xiàn)象，而后再根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象分析金屬的活動性。這既考驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，也考驗(yàn)學(xué)生的化學(xué)思維能力，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的必由之路。

結(jié)語

在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生一方面能夠激發(fā)科學(xué)探究的興趣，樹立科學(xué)探究的意識；另一方面，能夠切實(shí)鍛煉合作能力、探究能力、自主思考能力。綜上所述，教師應(yīng)重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］唐愛華.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神的研究［J］.數(shù)理化解題研究，2022（17）：128-130.

［3］王宏泰.淺談初中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的方法［J］.課程教育研究，2020（38）：3-4.

［4］李學(xué)明.淺談在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)［J］.智力，2020（23）：121-122.