基于学科思维培养的初中化学实验探究课

王霞

【摘要】在培养学生的学科思维过程中，课堂教学发挥着非常关键的作用。化学是一门以实验为基础的学科，通过实验才能领悟到化学世界的奥妙，因此，实验探究是培养学生化学学科思维的重要渠道和方式。本文以“探究是什么微粒的存在使碳酸钠溶液显碱性”为教学案例，对化学学科思维的内涵、初中化学实验探究课中学科思维培养以及基于学科思维培养的初中化学教学方法进行了简单研究。

【关键词】学科思维;培养;初中化学;实验探究课

在初中化学学习过程中，丰富多彩的化学实验能使学生产生浓厚的学习兴趣和探究欲望，同时也可以促进学生的学科思维能力。化学实验创设的生动活泼的教学情景对学生有着无穷的吸引力，能够迅速诱发学生学习化学的内在动力，促进学生有效领会化学知识，培养和掌握基本的实验技能。此外，在这个过程中，培养了学生的探究思维，使学生的学科思维得到了启迪。学科思维是学科学习的灵魂，对于学科学习具有重要促进作用，因此，教师在日常教学过程中，要通过科学合理的方式，有效培养学生的学科思维能力。

一、化学学科思维

学科思维简单来讲就是一种思维方法及价值观，在学科学习中，它是核心和灵魂。学科思维是在学科学习中逐渐形成的，学生学习和内化学科知识，然后在思维中逐步形成稳定的思考、解决问题的方式方法就是基本的学科思维形成过程。对于化学学科而言，它的学科思维培养也是这样一个过程，即学生站在化学的视角，从认识简单的化学物质开始，逐步深入，在不断地学习化学知识的过程中，形成相对稳定的思考和解决化学问题的思维方法。在学习化学知识过程中，化学思维培养是一个重要的阶段和过程，学生从化学知识框架的建构，到化学基本观念的生成，再到化学素养的养成这个过程中，化学思维发挥着重要的引领作用，引导着学生对化学的学习不断深入，促进学生化学学习能力的有效提升[1]。

二、初中化学实验探究课中学科思维的培养

碳酸钠是一种重要的盐，涉及碳酸钠的知识是化学的一个很重要的内容，同时它也是化学学习过程中的一个难点。为了培养和提升学生的化学学科思维，我们以“探究是什么微粒的存在使碳酸钠溶液显碱性”的教学为例，通过实验探究课，对这一问题进行深入的研究和探索。

1.通过学习兴趣引出问题

知识是学科思维培养的基础，有效的学科思维培养离不开学科知识的建构，在学科知识建构过程中，也要渗透一定的学科情感，具有了充沛的学科情感，学科思维也就有了源泉和动力，也就可以更好地促进学科思维的培养。化学学科思维的培养也是一样，所以，在课堂上，教师应积极加强学生的学科情感教育，培养学生对学科浓厚的情感，从而有效激起学生学习的兴趣和动力，这样学生就有了问题意识，具备了对学科知识的探索欲。

比如老师在课堂上讲述“侯德榜制碱”的故事，让学生交流自己从侯德榜身上学到的品质。这样设计教学开头的主要目的是让学生通过对故事的了解，感受科学家身上那种为了突破科研难题锲而不舍的钻研精神，充分感受化学对社会进步发展所起的作用，从而有效激发学生的社会责任感，激发学生学习和探索的欲望，学生就会出现许多关于学习的问题，为了解决这些问题，学生自然而然地走进课堂，深入课程学习。

2.培养学科思维方法

在化学课堂教学中，教师要培养学生的证据意识和实证思维，化学学科思维的核心就是证据推理与模型认知，它反映和体现的正是化学学科的思维方法。在教学中，让学生根据分析推理所收集的证据，以及自身已有的知识水平得出具体的实验结论，在这个过程中培养学生的学科思维能力，而不是在课堂上，教师通过理论讲解的形式直接告诉学生具体的实验结果和事实，这样学生没有一个基本的探索过程，也就无法使思维能力得到有效的培养。因此，化学教师要引导学生观察、实验以及亲自体验，让学生直观的感受化学现象，清晰地看到化学实验的变化的基本过程。化学实验本身就具有复杂性，并且与众多因素有关，只有让学生亲自参与到实验中，亲自研究论证，亲自操作，才能真正培养学生的学科思维[2]。

在实验中，教师提出这两个问题：侯德榜制碱制出的是何种物质？设计怎样的实验可以证明它的溶液呈碱性？并要求学生进行验证。这个验证过程中让学生设计两种实验方案，第一种就是将少量的样品添加在试管中，然后在试管中滴入紫色石蕊溶液或者无色酚酞溶液，当溶液与样品融合后，观察其颜色变化;第二种是使用玻璃棒蘸取少量的样品涂在PH试纸上，当样品渗入试纸后，观察试纸的颜色变化，然后再与标准的酸碱性比色卡进行对照。这样设计的目的是引导学生从已经有的知识走进课堂，同时培养学生设计简单实验的能力，在课堂上，让学生先进行思维的发散，设计各种方法，然后再将学生思维进行集中，学会选择最佳的方案。在实验中学生可以发现无色酚酞溶液比紫色石蕊溶液现象更加明显，这就方便了后面的实验探究。

3.形成学科思维

从微观角度进行分析和解释，运用符号表征宏观的辨识结果这是学生在化学学习过程中最典型的学科思维形式。在课堂教学过程中，教师为了帮助学生对客观世界有更加深刻和清晰的认识和理解，引导学生进行实驗探究，让学生透过现象看本质，追寻事物的本来面目，从具体到抽象，从特殊到一般，让学生形成宏观和微观相结合的学科思维。

在实验中，学生根据教师提供的“酚酞溶液、稀碳酸、碳酸钠溶液、氯化钠溶液、氯化钙溶液”这几种溶液，通过划分探究小组，探究“什么微粒的存在使碳酸钠溶液显碱性”，然后学生根据元素守恒的观点，猜想的结果是 Na+、 CO32-、 H+、 OH-、 HCO3-。

通过前面的步骤将H+排除掉，而对于OH-和HCO3-让学生课后查找资料进行探究，接着让学生设计实验进行验证（如图1）。

4.学科思维深化

在思维培养过程中，创造是思维的最高境界，在这里首先要培养学生的批判性思维，批判性思维就是要让学生敢于质疑和不断尝试，从而在实践探索中构建知识体系[3]。培养批判性思维能力对于学生学习新内容，掌握知识精髓，增强学习悟性和学习洞察力都具有重要作用。

在實验中，教师要求学生对方案的合理性以及严谨性进行评价（如图2），并做适当修改，这样不仅培养了学生的表达能力，而且学生通过分析推理，证据意识得到培养，同时也使方案更加严谨。

5.留下悬念，增强学生的探索欲

在课堂教学中，教师注重学生学科思维的培养，这必定会使学生的学习能力不断增强。教师要在课堂中通过问题的设置，让学生进行深入的思考。

比如学生难以理解“碳酸根离子的存在使碳酸钠溶液呈碱性”老师给学生解释是由于溶液中的OH-引起的，然后让学生通过查资料的方式探究CO32-在溶液中怎么转化成OH-。

三、基于学科思维培养的初中化学教学方法

在培养化学学科思维的过程中，我们可以发现，它的培养方式不是唯一的，实验探究课中的培养只是一方面，我们还可以通过学习基本概念与原理、元素与化合物、化学用语等内容，在教学中逐渐培养学生的化学学科思维，提升化学学习能力。

1.将学科核心素养与学科思维培养结合

在化学学科中，学科核心素养与学科思维培养相辅相成，有机结合且互相渗透。在化学学习中，宏观辨识与微观探析是学科思维方式，学生通过微观实验来探寻宏观现象的本质原因，增强对化学知识的理解;证据推理与模型认知是学科思维方法，学生通过证据推理更好地得出实验现象;科学探究是实践，通过实践的方式可以有效培养学科思维方法;化学学科最高级的思维形式就是创新意识与创新思维，这对于化学学科的学习具有重要意义;变化观念与平衡思想的素养培养中，训练学科思维品质，探究与归纳化学反应的条件和规律是初中化学着重关注的内容;属于情感态度与价值观的素养范畴的是科学态度与社会责任，这是带有感性色彩的核心素养，而化学学科思维偏理性。在化学教学中，为了有效提升教学水平，将学科核心素养与学科思维培养结合是有效的方式。

2.创设真实的问题情境

创设的问题情景必须真实和直观，这是基于学科思维培养的化学问题解决深刻关注的内容，化学问题的解决依赖于真实的情境与化学知识两个方面，真实情境的创设有利于学科思维的培养[4]。在教学过程中，教师可以深刻体会到丰富的学科思维资源都蕴含在不同版本的教材中，但是这种学科思维是隐性的，教材显示大多是学科知识，因此，教师要意识到埋藏在教材学科知识中的学科思维，充分挖掘教材资源将学科思维显性化，更好地运用实际教学中，培养学生的学科思维。如充分利用教材中的实验探究、插图、实验装置图等，通过有效的方式，挖掘出其中蕴藏着的学科思维。除此之外，教师自身的理论学习也非常重要，教师要不断加强理论学习，深入探究学科本质，通过真实问题情境的创设，使学生解决实际问题的能力不断提升。教师要深入研究和理解教材编写的意图，按照意图设计教学方案，充分挖掘和发现教材承载的功能，有效培养学生的学科思维。

四、结语

总而言之，学生的学科思维培养是非常重要的，教师要提升对学科思维培养的重视程度，同时学生学科思维培养的路径也是多样的，教师要积极探索方式方法，在教学实践中，有效培养学生的学科思维能力。

【参考文献】

[1] 李文涛. 浅谈初中化学实验教学中学生探究思维的培养[J]. 新课程（中学）， 2017（6）.

[2]吴飞飞. 初中化学实验教学课程的拓展研究[J]. 化学教与学， 2016（3）：79-81.

[3]杨红锦， 梁吉成. 新课程背景下化学实验教学中学科思维的培养[J]. 中学化学教学参考， 2016（18）：10-11.

[4]戴振洲. 在初中化学教学中如何利用实验培养学生的思维能力[J]. 新课程（中）， 2017（6）：190.