基于科学探究视角的初中化学实验教学现状与对策探讨

摘 要：新课标下，基于“科学探究”视角的初中化学实验，对促进学生科学探究能力成长、推动化学实验改革具有积极的意义。文章以《二氧化碳的实验室制取与性质》实验为例，通过为学生创建实践探究平台、强化问题导引、注重合作探究等方式，凸显了化学实验的“探究性”特点，有效促进了学生科学探究能力的提升。

关键词：初中化学；实验教学；科学探究

中图分类号：G633.8   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2025）01-0128-04

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（简称“新课标”）将“科学探究”作为培养学生化学核心素养的重要路径。诚然，教育改革的大背景下，“动手”与“动脑”的学习模式，更有助于促进课程教育改革，发展学生核心素养。基于“科学探究”视角的初中化学实验教学，教师在实验中需要强化学生“动手”与“动脑”的结合，提高实验教学的实效。

基于新课标指导，教师应在初中化学实验教学中深化学生科学探究能力培养的研究。文章认为，通过充分的理论与实验研究，化学实验与科学探究之间呈相辅相成的关系，有效的化学实验有助于促进学生科学探究能力的提升；反之，较强的科学探究能力，又有助于促进化学实验教学效果提升。文章以新课标为指导，探索“科学探究”视角下，初中化学实验教学的有效策略。

一、 初中化学实验教学“科学探究”理论概述

（一）核心概念界定

1. 科学探究

关于“科学探究”，国内外学者均有丰富的研究成果。新课标指出：“科学探究”是一种科学实践活动，是收集证据进行解释与发现、创造与应用的过程。综合学术界相关研究，文章将科学探究定义为：初中化学教学中，教师以新课标为指导，以化学教材中实验模块为载体，通过问题驱动、开展实践活动等多元化的方式，引领学生以小组合作的方式探索、分析和解决问题，达到发展学生化学核心素养的教育目标。

2. 科学探究能力

探究，即探索、研究。科学探究能力，是学生完成化学实验中各项科学探究活动所具备的能力，也是通过参与实验探究活动所形成和发展的能力。初中化学教学中，学生的科学探究能力，是科学知识、探究技能的有机结合，是实践、发现和创新能力的综合。

（二）理论基础

1. 杜威“从做中学”理论

“从做中学”是美国著名哲学家、教育家杜威的教育理论。杜威认为：在知识学习中，“做”即参加社会实践活动。而所有的学习，都是活动的副产品。“做”是促进学生思考并习得知识的有效途径。杜威“从做中学”的理论，不仅塑造了现代化的美国教育，同时也影响了全世界。

初中化学教学中，实验活动、科学探究活动的开展，都需要通过“做”的方式实现教学目标。因此说：“从做中学”理论，是初中化学教师基于科学探究视角开展化学实验的理论基础。

2. 建构主义学习理论

建构主义学习理论认为：知识的学习是通过有意义建构的方式获得，是主动而非被动的学习过程。同时，知识并非静态，而是随着时代发展而不断变化。学生的知识学习并非是简单地从课本中积累，而是基于已有的知识结构经验、以质疑的态度去发现的主动建构过程。

基于科学探究视角的初中化学实验教学，“探究”的过程，既是实践的过程，又是质疑和主动建构的过程。因此，建构主义学习理论，是初中化学教师基于科学探究视角开展化学实验的理论基础。

二、 基于“科学探究”视角的初中化学实验教学现状

通过对初中化学实验教学现状的调查研究与分析，文章总结归纳基于“科学探究”视角的初中化学实验教学现状如下：

（一）化学实验以教师为主导，学生自主性不足

基于“科学探究”视角的初中化学实验教学，探究的过程应当凸显学生的自主性，包括实验材料的准备、实验小组的确立、化学实验的组织实施等，都应当以学生为主体。然而，通过开展调查研究可见：当前的初中化学实验教学以教师为主，包括实验主题、实验内容的确立；实验流程和步骤、实验结论等，都忽视了学生的自主性。例如，在化学实验进行中，学生是按照教师的讲解一步一步进行实验，整个过程是被动的。实验结束后，很多学生对实验的流程依然处于茫然的状态。此外，鉴于化学实验的结论是以教师单向讲授为主，使得学生对化学实验原理的理解停留在浅层。

（二）学生动手实践机会少，科学探究能力有待提升

“科学探究”是以实践为基础的。为培养学生科学探究能力，初中化学教师要善于为学生创造实践探究的机会，科学引领学生“从做中学”，发展其化学核心素养。然而，调查研究发现，受到传统实验教学理念的影响，初中化学实验教学中，教师给学生创造的实践探究机会极少，学生“做”的机会缺失，从而影响了科学探究能力的提升。

例如，化学实验中，实际的“科学探究”受到的阻力较大，对学生基础知识储备、化学思维能力、动手实践能力要求较高。因此，为确保实验目标的实现，教师都会强化过程干预。

三、 基于“科学探究”视角的初中化学实验教学优化策略

针对当前初中化学实验教学面临的现实困境，文章研究依托人教版初中化学新教材开展了多个化学实验。基于“科学探究”的视角总结归纳初中化学实验教学的优化策略如下。

（一）以学生为主体，创造实践探究平台

新课标下，基于“科学探究”视角的初中化学实验教学是以杜威“从做中学”、皮亚杰建构主义学习理论为理论基础的。因此，遵循“以学生为主体”的基本原则，为学生搭建实践、探究的平台，是教师强化学生“科学探究”的前提和基础。就实验教学而言，学生的“主体”性体现在对实验的操作和在实验过程中的自主思考和解决问题。为此，教师需要给学生创设必要的实验情境和实践机会，让他们有探索的欲望，并有机会“从做中学”，教师同时还要提前做好分工指导，确保学生全员参与。

1. 创设实验情境，激发探索欲

初中化学实验教学中，部分学生之所以会出现“被动实验”的现象，主要原因在于学生缺乏实验的兴趣和探索欲。文章认为，激发学生的探索欲，是初中化学教师构建“探究性”化学实验的关键所在；而创设实验情境，则是初中化学教师激发学生探索欲的有效路径。

通过对初中化学实验情境创设的研究，文章总结归纳了多种方式，如利用微视频创设情境、设置悬疑问题创设情境、整合热点话题创设情境、引入生活实例创设情境等。不同的情境创设方式，方式不同，目标一致。以《二氧化碳的实验室制取与性质》实验为例，为有效地激发学生的求知欲，在实验导入环节，教师创设了以生活实例为核心的实验情境：拿出几瓶可乐，随机挑选几名同学上台，每人手持一瓶可乐用力摇晃，然后打开瓶盖，学生观察实验现象。教师提出情境性的问题：“同学们，为什么摇晃后的可乐打开时会有‘噗噗’的声音？瓶盖打开后，会有可乐从瓶中溢出？”

这一以学生生活经验为载体的小实验，不仅有助于活跃化学实验课堂的气氛，同时还有助于激发学生的探索欲，为教师后续实验活动的开展奠定基础。

2. 创造实践机会，引领“从做中学”

初中化学实验教学中，学生实践探究的机会与其实践探究的能力相辅相成。要想全面提升学生的科学探究能力，教师要为学生创造实践的机会，科学引领“从做中学”，以期达到提升学生科学探究能力的教育目标。

例如，《二氧化碳的实验室制取与性质》实验中，导入实验完毕之后，教师提出问题：“同学们，通过阅读可乐瓶上的标签可见，可乐瓶摇晃出来的是二氧化碳气体。那么，我们如何检验瓶中气体的成分呢？请同学们认真思考，并提出实验设计方案。”

从上述教学环节可以看出：整个过程，教师都是以“导”的方式开展教学。而引领学生自主设计实验方案和开展实验活动的方式，让学生实践探究的平台更加广阔，为促使学生更好地“从做中学”奠定了基础。

3. 注意分工指导，确保学生全员参与

由于实验仪器设备有限，化学实验只能分小组进行，而小组进行过程中，总是有一些学生忙得不亦乐乎全程都在操作，而有一些学生则只是在旁边观察甚至完全不参与。究其原因，除设备操作机会不足外，更有分工不明确的原因。为此，教师采取的策略是实验前就对实验做好分工设计，并给足时间让学生轮流操作。

具体的分工方案可以灵活多变，常用的方案包括两种：第一，流程环节分工，即每个流程环节让一个学生负责操作。这样的好处是，学生为了确保实验成功，都会特别注意其他环节学生的操作，前面环节的学生会监督指导后续环节，后续环节的学生也会监督前面环节。但是这样的流程环节分工需要小组长领导得力，能较好组织成员协调配合。第二，主副分工，即整个实验过程以一个学生为主操作员，其余的则为副手，负责准备有关材料等“打下手”的活儿。这样的分工最好让学生轮流帮助操作员，才能确保学生对实验操作过程充分熟悉和理解。

整体而言，为更好地引领学生科学探究，初中化学教师应当遵循以学生为主体的基本原则，积极为学生搭建实践、探究的平台，以“做”为主线促进学生科学探究能力提升。

（二）以问题为导向，培养化学科学思维

在知识学习中，探究与思维有着密不可分的关系。一般而言，学生的科学探究必然建立在活跃的学习思维基础之上；而较强的思维能力，则有助于促进科学探究。这就要求初中化学教师在化学实验中，积极构建以问题为导向的实验模式，以问促思、以问促行，促学生化学科学思维能力提升。

1. 以“问题串”引领学生步步深入探究

作为初中化学教师，笔者在日常化学课堂教学、化学实验中均强化了“问题”对教学的导向作用。通过设计“问题串”“问题单”等方式，引领学生深入探索和研究，以达到促其化学科学思维能力提升的教育目标。

以《二氧化碳的实验室制取与性质》实验为例，整个实验过程，教师均凸显了“问题”的引领和导向作用。如在实验导入环节，提出问题：“为什么摇晃后的可乐瓶打开时会发出‘噗噗’的声音？溢出的气体会是什么成分呢？你如何采取科学的手段检验可乐瓶溢出的气体？”上述一系列的问题均具有关联性，问题之间呈层层递进的关系，每一个问题均指向实验目标，有助于促进学生深入思考。

2. 以“问题集”引领学生总结和拓展

每个实验过后，一般都要有一个实验总结过程。这个过程如果由老师直接讲述，则使学生失去一次总结思考的过程。教师应当基于总结目标创设若干个问题，形成一个问题集，以问题集引导学生回顾实验过程，在回顾中总结实验需要注意的细节和实验可能改进的方案等；在总结的基础上应有拓展，拓展就要联系生活实际。教师可以联系生活实际，引导学生拓展思考化学实验与生活的关系，特别是新学的化学原理在未来可能的应用前景等，激发学生联系社会生活做更广阔的思考。以问题引导学生总结并拓展思考，化学实验课往往能在学生丰富的想象力中完成。

整体而言，以问题为导向的化学实验模式，不仅有助于促进学生深度思考，同时还有助于突破传统实验教学瓶颈，全面提高实验实效。

（三）以合作为主线，促进科学探究

初中化学实验中的“科学探究”有多元化的方式，“合作”是重要的组织形式。毋庸置疑，基于“科学探究”视角的初中化学实验教学，教师实验活动的开展应当以合作为主线，引导学生通过小组的方式参与实验，以促进学生合作能力、探究能力的全面提升。

以《二氧化碳的实验室制取与性质》实验为例，本实验的重点有两方面：一是二氧化碳的实验室制取；二是二氧化碳的性质研究。为更好地促进学生科学探究，本实验的组织实施环节，教师建构了以“合作”为主线的实验模式：按照一定的分组方式，将学生按照5人一组进行分组，每个小组自行推选组长，组织本小组实验活动的开展。合作实验小组的任务有以下几点：①收集有关实验的资料；②制订实验方案；③基于教师的指导自主开展实验活动；④记录实验的流程，观察实验的现象；⑤汇报实验成果。为确保实验过程中每个学生都有事干，都集中精力干，教师主张各小组按实验流程环节进行分工，五个流程环节，刚好一个组员负责一个。教师同时规定，每个组最终实验成效决定小组每个成员的评分。这样就把各个成员的最终得分与小组合作绑定了起来，各个成员相互配合得就更密切。