初中化學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的策略探究

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2025）17-0113-03

在初中化學(xué)教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維不僅是學(xué)科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)，也是教育改革背景下提升學(xué)生綜合能力的重要途徑.科學(xué)思維以邏輯推理、批判性分析和創(chuàng)新意識(shí)為核心，能夠幫助學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜化學(xué)現(xiàn)象時(shí)形成系統(tǒng)化的認(rèn)知框架，實(shí)現(xiàn)從“學(xué)會(huì)知識(shí)”到“科學(xué)探究”的跨越，這不僅能讓學(xué)生更深刻地理解化學(xué)知識(shí)的內(nèi)在規(guī)律，還能培養(yǎng)他們從證據(jù)出發(fā)解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究方法的掌握.同時(shí)，科學(xué)思維的發(fā)展也為學(xué)生應(yīng)對(duì)未來社會(huì)中多樣化的未知挑戰(zhàn)提供了堅(jiān)實(shí)支撐.通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、現(xiàn)象分析以及數(shù)據(jù)推導(dǎo)等環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在實(shí)踐中驗(yàn)證理論，強(qiáng)化邏輯推演能力，并逐步養(yǎng)成批判性思維和創(chuàng)新意識(shí).因此，在初中化學(xué)教學(xué)中探索科學(xué)思維的培養(yǎng)策略，不僅具有實(shí)際可行性，而且對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展和教育質(zhì)量的提升具有深遠(yuǎn)意義.

1發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的必要性

1.1 科學(xué)思維是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成

科學(xué)思維是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，它滲透于化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的方方面面.化學(xué)學(xué)科知識(shí)的理解和掌握需要以科學(xué)思維為基礎(chǔ)，科學(xué)思維能力的高低直接影響學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展水平.科學(xué)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(jìn)，共同構(gòu)建化學(xué)學(xué)科特有的認(rèn)知體系[1].在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)重視科學(xué)思維的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維認(rèn)識(shí)事物、分析問題，進(jìn)而逐步內(nèi)化科學(xué)思維方式，將其轉(zhuǎn)化為自身的思維品質(zhì).基于此，學(xué)生能真正理解化學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成系統(tǒng)的化學(xué)學(xué)科觀念，從而提升化學(xué)認(rèn)知能力.

1.2 初中是培養(yǎng)科學(xué)思維的最佳時(shí)機(jī)

人類思維的發(fā)展具有明顯的階段性，初中時(shí)期是一個(gè)重要的過渡階段，學(xué)生的思維形式正從具體運(yùn)算思維逐步過渡到形式運(yùn)算思維，該時(shí)期也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的最佳時(shí)機(jī).此階段的學(xué)生已具備一定認(rèn)知基礎(chǔ)，能夠理解較為復(fù)雜的化學(xué)概念和原理，同時(shí)好奇心和求知欲旺盛，樂于探索未知世界.初中化學(xué)作為學(xué)生接觸的第一門系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)科學(xué)，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思維方法，如觀察、分類、比較、歸納、演繹、推理、模型構(gòu)建等.在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要運(yùn)用思維方法去理解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，進(jìn)而形成對(duì)物質(zhì)世界的科學(xué)認(rèn)知.初中化學(xué)教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維提供了良好的契機(jī)和平臺(tái)，教師若能抓住關(guān)鍵期，在教學(xué)中有意識(shí)地滲透科學(xué)思維的訓(xùn)練，則能有效促進(jìn)學(xué)生思維能力的全面發(fā)展.

1.3 科學(xué)思維是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵能力

科學(xué)思維作為一種理性認(rèn)識(shí)世界和解決問題的能力，是學(xué)生應(yīng)對(duì)未來社會(huì)復(fù)雜挑戰(zhàn)的重要工具.在社會(huì)深度數(shù)字化、科技迅猛發(fā)展的背景下，單純依賴知識(shí)儲(chǔ)備已無法滿足未來對(duì)綜合型人才的需求，取而代之的是對(duì)思維能力的更高要求，科學(xué)思維恰好具備邏輯性、系統(tǒng)性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜問題的解決有著不可替代的價(jià)值.在初中化學(xué)教學(xué)中，科學(xué)思維的培養(yǎng)不僅體現(xiàn)在對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)上，更在于引導(dǎo)學(xué)生從表象入手，探究問題的本質(zhì)，逐步培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析與邏輯推理的能力，該思維方式能夠幫助學(xué)生擺脫思維定式的束縛，從而提出創(chuàng)新的問題解決方案.同時(shí)，科學(xué)思維還具有高度遷移性，它超越了化學(xué)學(xué)科本身，能夠應(yīng)用于工程、環(huán)境、健康等多學(xué)科領(lǐng)域.因此，通過科學(xué)思維的鍛煉，學(xué)生能夠更從容地應(yīng)對(duì)未來社會(huì)的復(fù)雜性與不確定性，這也是實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要目標(biāo)之一.

2 發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的策略

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維

創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維、提升學(xué)習(xí)興趣、實(shí)現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑.例如，在探究“海水曬鹽”的實(shí)踐課上，教師先創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境：某鹽場受到污染，生產(chǎn)的工業(yè)鹽中混有泥沙雜質(zhì)，需要進(jìn)行提純.面對(duì)該情境，學(xué)生積極討論，運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)探究提純方案.在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生分析氯化鈉的性質(zhì)，如易溶于水、難溶于乙醇等，并根據(jù)泥沙雜質(zhì)不溶于水的特點(diǎn)，提出“溶解 $$ 過濾 $$ 結(jié)晶”的提純思路.接著，學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)踐，動(dòng)手配制飽和氯化鈉溶液，利用過濾裝置去除不溶性雜質(zhì)，再通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，獲得純度較高的氯化鈉晶體.在實(shí)踐過程中，學(xué)生遇到了結(jié)晶緩慢、雜質(zhì)殘留等問題，在教師的指導(dǎo)下，他們學(xué)會(huì)了控制冷卻速率，并運(yùn)用重結(jié)晶等方法優(yōu)化操作，最終得到了滿意的提純產(chǎn)品.通過探究實(shí)踐過程，學(xué)生深刻理解了物質(zhì)的特性與分離提純原理之間的關(guān)系，培養(yǎng)了根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)恰當(dāng)選擇分離方法的能力及迎接挑戰(zhàn)的精神.基于真實(shí)情境的探究性學(xué)習(xí)，不僅促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，更激發(fā)了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情.

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化科學(xué)思維訓(xùn)練

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵在于將抽象的化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可觀察、可操作的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而使學(xué)生的科學(xué)探究思維得到充分的鍛煉[2].例如，在講解“酸的化學(xué)性質(zhì)”時(shí)，教師可以安排一系列循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究.首先，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同酸的濃溶液，運(yùn)用感官感知其顏色、狀態(tài)等物理性質(zhì)，初步建立對(duì)酸的認(rèn)識(shí)；接著，引導(dǎo)學(xué)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(yīng)現(xiàn)象，并運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解釋現(xiàn)象，歸納酸的通性；最后，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究不同酸的酸性強(qiáng)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(zhì)量的鎂條反應(yīng)的劇烈程度，從而得出結(jié)論.在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、記錄、分析、推理，并鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行驗(yàn)證，以有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的全面發(fā)展.

2.3 利用思維導(dǎo)圖，促進(jìn)科學(xué)思維表征

在初中化學(xué)教學(xué)中，教師可以通過開展思維導(dǎo)圖教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生利用圖形、符號(hào)、文字等元素，將化學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和重組，從而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的可視化表征.例如，在學(xué)習(xí)“酸”和“堿”的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一節(jié)以思維導(dǎo)圖為主要教學(xué)工具的課程.在課堂上，教師先引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)過的相關(guān)知識(shí)，然后鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的理解，繪制出一張完整的思維導(dǎo)圖.學(xué)生以“酸”和“堿”為中心主題，圍繞“定義”“化學(xué)式”“性質(zhì)”“應(yīng)用”等關(guān)鍵詞，運(yùn)用不同的顏色、線條和圖形，將零散的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地連接起來.在繪制過程中，學(xué)生積極思考，深入挖掘知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)聯(lián)，逐步搭建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系.教師巡視過程中，不僅要關(guān)注學(xué)生思維導(dǎo)圖的繪制情況，更要注重學(xué)生思維的發(fā)散和深人程度.對(duì)于某些學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖過于簡單或不夠全面的情況，教師應(yīng)提供適度的點(diǎn)撥和引領(lǐng)，促使其進(jìn)一步拓展思路、完善內(nèi)容.在學(xué)生繪制完成后，教師組織全班進(jìn)行思維導(dǎo)圖的展示與交流，鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的見解，評(píng)議他人的作品，從而在相互啟發(fā)和借鑒中提升科學(xué)思維能力.通過思維導(dǎo)圖教學(xué)課，學(xué)生不僅加深了對(duì)“酸”和“堿”知識(shí)的理解，更重要的是實(shí)現(xiàn)了科學(xué)思維的可視化表征，使抽象的化學(xué)概念變得具體、形象，促進(jìn)了科學(xué)思維的發(fā)展[3].

2.4 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維

“翻轉(zhuǎn)課堂”將知識(shí)學(xué)習(xí)前置，為學(xué)生深度思考和互動(dòng)探究創(chuàng)造更多課堂時(shí)間，從而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用科學(xué)思維.例如，在“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)中，教師可借助微課視頻，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的概念、質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容及應(yīng)用.視頻中可呈現(xiàn)白磷燃燒前后質(zhì)量變化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并拋出疑問：為何密閉容器中反應(yīng)前后質(zhì)量不變，而口容器中反應(yīng)后質(zhì)量卻增加？帶著疑問，學(xué)生課上分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.教師提供紅磷、鎂條、碳酸鈉與鹽酸等不同類型的實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，并解釋“白磷燃燒”實(shí)驗(yàn)中的矛盾現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生觀察到的不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果引發(fā)了熱烈討論.教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用觀察、比較、分析、推理等科學(xué)思維方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋.學(xué)生通過分析反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，認(rèn)識(shí)到質(zhì)量變化的原因.最終，學(xué)生運(yùn)用類比推理，推斷出白磷燃燒實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量增加的原因.在“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式下，學(xué)生的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，不再是被動(dòng)接受知識(shí)的學(xué)習(xí)者，而是積極參與、自主探究知識(shí)的學(xué)習(xí)主體，他們運(yùn)用科學(xué)思維分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解決實(shí)際問題，進(jìn)而深刻理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵.

2.5 融入化學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生批判創(chuàng)新思維

在教學(xué)中融人化學(xué)史是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維批判性和創(chuàng)新性的有效途徑，其價(jià)值在于揭示科學(xué)理論發(fā)展并非一蹴而就，而是充滿質(zhì)疑、辯論和修正的動(dòng)態(tài)過程.例如，在講授“原子結(jié)構(gòu)”時(shí)，教師可以生動(dòng)講述盧瑟福的 ∝ 粒子散射實(shí)驗(yàn).1909 年，盧瑟福和他的學(xué)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(shù) ∝ 粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，甚至反彈.盧瑟福由此推斷，原子的質(zhì)量和電荷幾乎全部集中在1個(gè)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(yùn)動(dòng).該實(shí)驗(yàn)推翻了湯姆孫的“棗糕模型”，開創(chuàng)了原子核式結(jié)構(gòu)模型.在講述案例后，教師可以設(shè)問：盧瑟福的實(shí)驗(yàn)有何創(chuàng)新之處？實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)原子結(jié)構(gòu)理論有何革命性意義？學(xué)生在思考和討論中，不僅加深了對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解，更領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程往往充滿偶然性，而科學(xué)家善于抓住偶然中蘊(yùn)藏的必然，通過大膽假設(shè)和嚴(yán)謹(jǐn)求證，最終實(shí)現(xiàn)理論的突破.這種批判繼承、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，正是化學(xué)史教育的重要意義.教師通過在化學(xué)教學(xué)中滲透化學(xué)史教育，必將點(diǎn)燃學(xué)生科學(xué)思維的火花，使他們成長為具有家國情懷和世界視野的時(shí)代新人.

3 結(jié)束語

科學(xué)思維培養(yǎng)是化學(xué)教學(xué)變革的關(guān)鍵，它讓學(xué)生掌握科學(xué)探究方法，培養(yǎng)理性思辨能力，提升分析問題和解決問題的技能.科學(xué)思維能力的養(yǎng)成，將助力學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和生活中游刃有余地應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，為他們的全面發(fā)展奠基.基于此，教師應(yīng)立足學(xué)情，因材施教，在教學(xué)實(shí)踐中不斷創(chuàng)新策略，以多元化的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)求知欲，讓科學(xué)思維的種子在學(xué)生心中生根發(fā)芽，最終促進(jìn)化學(xué)教育質(zhì)量的整體提升.

參考文獻(xiàn)：

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