嵇美丽

(江苏省连云港市西苑中学,江苏 连云港 222000)

在初中化学教学中,化学实验是不可或缺的组成部分.在实验过程中,学生可以清晰地看到书本中描述的化学反应过程、很多自然现象的变化过程等,这种直观的视觉冲击会带动初中生的思维意识,使其脑海中出现很多前所未见的想法、画面.为了“拨开迷雾,寻找真相”,初中生会从“被动接受知识”逐渐转变为“主动探究未知事物”.从方法论、学习论的角度进行理解,上述“从被动向主动转化”的过程实际上便是主动探究能力的提升.

1 初中化学实验与培养学生科学探究能力的契合性分析

科学研究起源“问题”,而问题本身可以分为两种类型:其一,经验问题.这个分类角度主要关注经验事实与科学理论之间是否相容——经验事实是否能够对一种理论起到支撑或否证作用.在此基础上,一种尚未得到证实的理论是否具有前瞻性,是否能够对未来的实验事实进行有效预测;其二,概念问题.该分类角度主要关注理论本身是否存在自洽性和洞察力,涉及整个科学理论的基础和核心.对初中阶段的教育教学而言,培养学生科学探究能力暂时无须提升至概念问题的高度,只需围绕经验问题开展定向教学即可,深层逻辑在于:初中学生虽然已经在一定程度上形成了知识体系,但知识积累量毕竟尚浅,除了极个别天赋异禀的初中生之外,绝大多数学生都需要在教师的引导下,以“不断定向获取新知识”为主要学习目的.在上述前提条件下,学生在学习过程中最常见的现象是:如果只是机械性地被动接收教师教授的知识,则相当一部分学生会不自觉地产生厌恶之情,或是知其然而不知其所以然,无法对知识点进行深入理解.

化学实验能够将书本中记载的内容以“可视”形式呈现在学生眼前,这实际上是一种哲学思想的体现,即“眼见为实”,亲眼看到、亲耳听到的画面和声音具有强烈的真实感,会令学生印象深刻.

亲手做化学实验的过程会进一步激发学生的探索之心,学生很可能出现以下心理活动:(1)课本中记载的某种化学实验的开展流程重点强调了先做×××、后做×××;(2)按照常规流程顺利完成了实验,已经印证了课本所载内容的重要性,那么是否可以尝试将实验次序颠倒,看看会发生什么情况.至此阶段,学生的“探究性思维”已经得到了激发.后续的能力培养重点便需集中在“科学”方面.依然从哲学角度进行分析,可以得出的结论为:科学探究能力是方法论的一种具象呈现形式,围绕问题进行解析时既要有敢于挑战问题的信心与勇气,同时又不能盲目,必须以科学的方法对问题进行全面分析.只有如此,才能兼顾科学性与探究性.如上文提到的初中生做化学实验时产生的心理活动中,有一些明显与科学性相悖,课本中明确记载的“注意事项”是经过前人多次印证后给出的经验教训,是非常严肃的内容,不能仅仅在好奇心、探究心的驱使下进行尝试,并不是“绝对不能尝试”而是需要在满足特定条件下,做好充分准备后方可尝试,否则相关行为不仅违背了科学性,也不是真正意义上的探究性思维.总体而言,初中化学实验与科学探究能力培养之间高度契合,初中化学教师应该引起重视.

化学实验不能只看实验结果,要重视学生化学实验的过程.初中化学实验主要是教材安排的化学实验.通过化学实验帮助学生更好地理解化学现象和化学原理.是重要的化学学习的实践活动,也是锻炼学生化学实践能力的重要途径和环节.

2 初中化学实验中培养学生科学探究能力的有效方法

2.1 围绕生活常见现象做化学实验,激发学生的主观探究性

初中教师应以日常生活中随处可见的事物作为原材料,对课本所记载的实验过程进行演示,以达到激发学生兴趣,使其初步具备探究知识之心.具体的实验选择以及培养学生科学探究能力的可行性方法为:“铁生锈”在日常生活中较为常见,每一名学生几乎都见过锈迹.围绕这种现象做化学实验,主要目的集中在以下五个方面:其一,使学生对日常生活中普遍存在的“铁生锈”问题进行正确认知,明确“铁生锈”过程必须消耗空气中的氧气;其二,使学生知道被酸溶液、浓盐水浸泡过的铁制品更容易生锈;其三,知道使用稀盐酸能够有效去除金属铁表面存在的铁锈;其四,使学生初步掌握有效防治铁生锈的方法;其五,使学生懂得通过化学知识,对资源进行合理利用的方法.实验过程的每一个环节以及对学生科学探究能力培养的侧重点如下:其一,实验材料的准备.将一根废弃的铁丝切割成几个小段,放入烧杯之中,之后向烧杯内加入5 mL稀盐酸,浸泡除锈后的铁丝一段时间;其二,静置烧杯一段时间之后,对放置于稀盐酸溶液之内的铁丝进行观察,由学生自行总结烧杯内发生的变化:稀盐酸溶液变成黄色,铁丝表面的锈迹消失.如果时间比较长,则还能够看到铁丝表面出现少量气泡;其三,将表面锈迹已经得到清除的铁丝取出并放入锥形瓶内,向其中加入3 mL浓盐水,之后使用带有导管的单孔橡皮塞封住锥形瓶口,将导管的另一端放入装有红色墨水的烧杯中.经过一段时间之后,同样引导学生对化学反应情况进行自主总结:锥形瓶内的铁丝表面出现红色的固态物质,与装有红墨水烧杯相连(导管深入烧杯红墨水之下)的导管端有红墨水倒吸.

在上述实验中,第一、第二两个环节主要对学生进行以下引导:(1)使学生思考向表面有锈迹的铁丝加入稀盐酸的目的是什么?(2)铁丝表面的锈迹为什么加入稀盐酸并浸泡一段时间之后,铁锈便会消失.第三个实验环节对学生的引导为:(1)铁丝表面锈迹逐渐消失的过程中,稀盐酸溶液的颜色为什么会出现变化,且铁丝表面为什么会出现气泡?(2)表面锈迹被清除的铁丝接触浓盐水一段时间之后,表面为什么出现了红色固体物质,这些物质的主要成分可能是什么?(3)与红色墨水接触的导管端为什么会出现倒吸现象?上述问题都是基于化学实验过程中发生的现象,进行“倒退”之后进行提问,目的在于带动学生的思维,使其对现象产生的原因进行思考.在这个过程中,化学教师应该组织学生进行自主总结,并对自己给出的结论进行解释,由其他学生进行思考,判断相关解释是否合理.

2.2 通过严谨的实验教学,培养学生系统性科学探究思维

通过基础化学实验成功激发初中生的主动探索兴趣之后,教师的工作重点应该进行调整,需要将“探究思维”与“科学”相结合.依然以上述“铁的锈蚀”化学实验为例,体现“科学性”之处为:带领学生按照既定流程完整地撰写实验报告.也许在很多人看来,撰写实验报告是一项最基础的工作,与“科学性”之间没有过多的联系.但恰恰相反,流程完整、措辞严谨、真实性强的实验报告最具本质性和基础性,即通过阅读一名学生撰写的实验报告,能够在一定程度上看出该学生的学习态度,是否在探究的过程中彰显务实精神,实事求是同样是最基本的科学思想.比如在“铁的锈蚀”实验报告中,在“实验用品”环节中,学生必须写出锥形瓶、烧杯、带导管的单孔橡皮塞、镊子、剪刀、稀盐酸、浓食盐水、红色墨水、旧铁丝(与上一条一样).这些物品均是实验必备用品,涉及的科学思维包括:(1)单孔橡皮塞有前置条件:带导管.如果没有表达出“带导管”,便容易使阅读该报告的其他人出现理解错误;(2)在实验进展期间,学生可以对照实验报告中列出的材料,并与实验中真正使用的材料进行对照.如果发现报告中记载的某种材料或设备并没有在实验中使用,则学生应该思考“因何原因导致这一结果”,是否在实验过程中出现了某些错误的操作,或是在实验期间突发奇想,确实没有使用原来计划中的某种材料或设备的必要性.总之,这种实验的习惯本身具备较强的科学性,可以帮助学生在形成探究思维的过程中,养成良好的行为习惯,对未来发展有益.

化学实验的方法和途径很多,对于初中学生,实验、调查和研究都可以培养学生的实验态度和探究精神,例如,在教学中可以通过调查研究,带领学生了解我国现有的地域资源和化学资源,包括煤、石油、天然气以及诸多矿产资源丰富;钨、锑、稀土、铝等金属储量均居世界前列,也是因为这一原因,为我国现代化的化学工业建设提供了必要的物质基础,科学研究的发展也得到了有力的支持.通过这种方式让学生对资源的开发和利用有着正确地认识,并且激发学生为祖国建设奉献力量的使命感与责任感.除此之外,我国是世界范围内最早合成蛋白质的国家,并且随着现代社会经济发展和科学技术发展速度的加快,有机化合物在生活中的应用越发广泛.

在化学教学的生活化的教育教学实践中,教师可以根据实际情况从多个角度入手,引导学生主动参与教学参观和社会调查.在社会实践中去加深对化学原理的理解,在实践活动中去学会学习,学会实践.

2.3 建立完善的实验演示评价机制,提高学生的评估性探究意识

在化学实验过程中,教师还应建立完善的实验演示评价机制,引导学生逐渐形成科学评估性探究意识.比如上文提到在集思广益、共同探讨化学实验中出现的某些现象时,一些学生给出的观点很可能与正确答案之间存在较大的偏差.但在科学探索的道路上,“允许别人完整地发表自己的意见”是一种非常重要的能力.原因在于:即使在一些错误的结论中,也存在某些可取之处.比如在倾听他人陈述时,作为“倾听者”,可以对他人观点中的逻辑不通之处进行深入思考,对比自己的思考逻辑,审查自己是否存在同样的错误.这便是“科学性的评估思维”.如果在他人陈述的过程中总是粗暴地打断,或是对他人的观点嗤之以鼻,自以为掌握了“真理”,可能终有一日会令自己吃大亏,这不利于学生的长远发展.由此可见,科学探究能力必须建立在科学探究思维之上,而科学探究思维具有广义性,涉及的内容除了具体的知识之外,还会延伸至哲学层面.教师在指导学生做化学实验的过程中,应该对上述内容进行巧妙地渗透,从而达到培养学生的目的.

综上所述,初中化学实验由于具备较强的直观性,能够将课本所载内容以实物景象的方式呈现在初中生的面前,故能够在很大程度上激发学生的兴趣.当初中生对课堂教学内容产生兴趣之后,便是在某种程度上具备了主观探究性,可以在没有他人督促的情况下投入对未知知识的探究.但该阶段的学生在探究过程中大概率缺乏“科学思维”,采用的方式方法存在瑕疵.基于此,教师必须注意培养学生的科学思维,只有当“科学”与“探究”深度融合,帮助学生真正形成科学探究能力时,教育教学的目的才能实现,这对学生终身学习大有裨益.