聚焦科学探究能力培养的初中化学实验教学探索

前言

化学作为以实验为基础的自然科学，实验不仅是化学学科发展重要基石，更是培养学生科学素养与探究能力关键途径，初中阶段化学实验教学作为学生系统接触科学实验起点，承载激发学习兴趣、建立科学观念、训练思维方法等多重使命，然而传统实验教学侧重验证已知结论和操作技能训练，学生被动遵循既定步骤，缺乏对实验设计、问题提出和结论反思深度参与，这种模式一定程度束缚学生主动性与创造性，难以适应新时代对科技创新人才培养需求。

一、以探究性实验设计为核心，激活问题意识

将传统多为验证性、使学生被动遵循步骤而难以形成探究能力的初中化学实验转化为以问题链驱动学生思考的探究性实验，如在“酸和碱的中和反应”教学中，不直接告知实验现象和结论，而是设计诸如“酸碱混合后无明显现象，如何证明反应发生？”“能否用不同指示剂验证？”“中和反应过程中溶液pH如何变化？”这样的问题链，引导学生分组设计实验方案，自主选择酚酞、石蕊等指示剂甚至尝试用pH试纸监测反应过程，教师仅在学生方案存在安全隐患或逻辑漏洞时介入指导，如提醒学生控制酸碱滴加速度、规范使用pH试纸，让学生通过自主设计、操作和观察，不仅掌握中和反应原理，更在“提出假设—设计方案—验证假设”过程中激活问题意识，某班级实施后，学生课堂提问次数较传统教学增加 30% 且问题更具探究价值，如“除了指示剂，还有其他方法证明中和反应发生吗？”

二、构建学生主体的实验课堂，强化探究实践

科学探究能力的培养需依托学生主动参与的实践过程，需打破“教师演示—学生模仿”的课堂模式，构建以学生为主体的实验课堂。在“实验室制取二氧化碳”教学中，先让学生回顾氧气制取的原理和装置，提出问题：“制取二氧化碳应选择什么反应物？”“发生装置和收集装置与氧气有何不同？”随后让学生以小组为单位，从大理石、碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸中选择反应物，对比不同组合的反应速率和现象，自主确定最优方案。实验过程中，小组内分工明确，有人负责添加药品、有人记录现象、有人控制反应节奏，教师巡视时针对学生操作中的问题进行个性化指导，如纠正长颈漏斗末端未浸入液面下的错误操作。实验结束后，组织各小组展示实验成果，分享实验中遇到的问题及解决方法，如某小组发现碳酸钠与稀盐酸反应过快难以控制，通过稀释盐酸浓度解决问题。这种课堂模式让学生全程参与探究过程，强化动手能力和合作意识。期末测评显示，参与主体式实验课堂的学生，实验操作规范性和实验报告完整性均优于传统课堂学生，达标率提升 25% 。

三、利用数字化实验工具拓展探究维度，提升分析能力

传统实验工具因难以精准捕捉某些微观现象或动态数据而限制学生探究深度，而引入如pH传感器、温度传感器、气体压力传感器等数字化实验工具，可拓展探究维度并培养学生数据收集与分析能力。在“金属活动性顺序”探究中，传统实验通过观察金属与酸反应的气泡速率判断活动性，因现象差异不够直观且难以量化，而借助气体压力传感器，学生可实时监测不同金属（锌、铁、铜）与稀硫酸反应时密闭容器内的压力变化，电脑屏幕上生成的压力曲线能清晰呈现反应速率的差异，学生通过分析曲线斜率、峰值等数据，不仅能准确判断金属活动性顺序，还能进一步探究“酸的浓度对反应速率的影响”。在“物质溶解时的吸热或放热现象”教学中，利用温度传感器实时测量硝酸铵、氯化钠、氢氧化钠溶解过程中溶液温度的变化，生成的温度变化曲线让抽象的热量变化变得可视化，学生通过对比曲线，深入理解溶解过程的能量变化本质。长期运用数字化工具后，学生的数据解读能力显著提升，能从数据中发现规律、提出新问题，如“为什么锌与稀硫酸反应的压力曲线后期趋于平缓？”

四、依托生活化实验素材，增强探究实用性

利用源于生活的化学这一特点，通过选取如厨房中的白醋、小苏打、食盐以及水果中的柠檬、苹果等生活中常见物质作为实验材料，设计贴近生活的探究实验，像“探究厨房中的化学”主题活动中提出“如何用厨房中的物质区分食盐和纯碱？”“白醋能否去除水壶中的水垢？”这类任务，让学生利用家中材料开展实验，他们有的通过白醋与纯碱反应产生气泡区分两者，有的用白醋浸泡水垢观察变化并记录过程和结果，课堂上学生分享家庭实验成果、讨论“为什么有的白醋去除水垢效果不明显？”等问题，进而探究白醋浓度、浸泡时间对除垢效果的影响；此外结合生活现象设计如“探究铁制品生锈的条件”这类探究课题，让学生观察家中铁锅、铁钉生锈情况，设计干燥环境、潮湿环境、潮湿且有氧气环境的对比实验来分析生锈关键因素，如此的生活化实验让学生意识到科学探究并非局限于实验室而是存在于日常生活中，增强其探究主动性，调查显示 80% 的学生认为生活化实验“有趣且有用”并愿意主动开展家庭小实验。

结语

通过对初中化学实验教学的深入探索，可看到培养学生科学探究能力作为提升其学科素养的重要途径及激发学生创新思维与自主学习能力的有效方法；在实验教学中，教师鼓励学生积极参与、主动思考，让他们在实践中发现并解决问题，以此增强学生探索欲望且促进其对化学知识的理解与应用；在未来教学实践中，需结合学生兴趣和社会实际不断反思和优化实验教学设计，使科学探究理念深入每一节化学课，从而培养出更全面、富有创造力的新时代科学人才，为社会发展注入新活力。

参考文献：

[1]张华山.初中化学实验教学中如何培养学生的探究能力[J].中学生数理化（教与学），2019（01）：41.

[2]黄力堆.如何在初中化学实验教学中培养学生的科学探究能力[J].新课程（下），2017（11）：273.