基于核心素养培育的初中化学实验教学有效性提升策略研究

一、情境导入：通过角色扮演创设沉浸式学习场景

（一）真实情境锚定：从生活问题到化学探究

化学实验教学需打破“知识孤岛”困境，将抽象概念与真实世界建立联结。例如在“燃烧与灭火”教学中，教师以“商场火灾救援”为背景创设情境，展示火灾现场视频并提出问题：“为何商场安全通道禁止堆放杂物？如何利用化学知识解释‘窒息灭火法’？”学生通过角色扮演“消防指挥员”，分析燃烧条件与灭火原理，设计商场火灾应急方案。此类情境将化学知识转化为解决实际问题的工具，使学生在具象化任务中感受化学的社会价值。

（二）角色扮演深化：多维度激活学习体验

角色扮演不仅是激趣手段，更是思维建模的载体。在“金属的化学性质”实验中，教师设计“金属王国新闻发布会”情境，学生分别扮演铁、铜、铝三种金属的“代言人”，通过实验展示金属与酸、盐溶液的反应现象，并“撰写”《金属活动性白皮书》。活动中，学生需整合实验证据、提炼物质特性、模拟科学表达，在角色扮演的“第二身份”下完成从现象观察到本质归纳的认知跃迁。据课堂观察数据，此类活动使学生的课堂参与度提升 47 % ，语言表达频次增加 3 2 % 。

（三）技术赋能情境：虚拟仿真拓展实验边界

借助 VR 技术创设高危或不可见情境，突破传统实验限制。在“一氧化碳还原氧化铁”教学中，学生通过虚拟仿真系统模拟实验操作，观察红色粉末变黑的宏观现象，同时借助 3D 动画直观呈现 c o 分子夺取中氧原子的微观过程。技术赋能使“有毒、高温、慢反应”的实验转化为可交互的探究场景，学生在安全环境中完成“宏观辨识—微观探析—符号表征”的化学思维三重训练。

二、师生互动：在对话与协作中构建科学思维

（一）问题链设计：从碎片化提问到结构化思维引导

传统实验教学中，教师提问多聚焦“是什么”的事实性知识，缺乏对“为什么”“如何做”的思维引导。优化后的问题链需遵循“现象观察→证据收集→逻辑推理→模型建构”的认知路径。以“探究酸的化学性质”为例，教师提问序列设计如下：

1.、现象层：观察稀盐酸与镁条、铁锈、碳酸钙反应的现象，记录共同特征；

2.、证据层：为何不同物质与酸反应均生成气体或溶液变色？从离子角度分析本质；

3.、推理层：根据实验证据，归纳酸的通性并解释原因；

4.、模型层：如何用“酸酸根离子”的结构模型预测其他酸（如硫酸）的化学性质？

此问题链引导学生从具体现象抽象出一般规律，再用规律解释新情境，完成“特殊—一般—特殊”的思维闭环。

（二）小组协作机制：从形式化讨论到深度思维碰撞

构建“异质分组 + 角色轮换 + 思维可视化”的协作模式。在“探究质量守恒定律”实验中，小组内部分工为：操作员（完成实验操作）、记录员（整理现象与数据）、质疑员（提出实验误差猜想）、建模员（绘制质量守恒微观示意图）。讨论环节采用“接力发言法”，要求每位成员依次发表观点并回应前一位发言，避免“少数人主导”现象。教师通过巡视观察各组“思维碰撞记录单”，捕捉典型问题（如“敞口容器中反应质量减少是否违背守恒定律”），组织全班辩论，引导学生运用“系统思维”（考虑气体逸出）修正认知偏差。

（三）可视化反馈：用工具外显思维过程

引入“概念地图”“思维流程图”等工具，将隐性思维显性化。在“实验室制取氧气”实验后，学生用思维导图梳理“药品选择→反应原理→装置设计→验满方法”的思维脉络，教师通过分析图示结构，诊断学生的认知断层（如部分学生遗漏“反应物状态对发生装置选择的影响”），针对性提供补偿性指导。数据显示，采用可视化反馈的班级，学生实验方案设计的逻辑性得分提升 2 8 % 。

三、实验引导：从验证性操作到探究性创新

（一）实验范式转型：“三段式”探究模型构建

将传统“演示—模仿—验证”模式升级为“问题驱动—方案设计—创新拓展”的探究范式。以“探究二氧化碳与水反应”为例：

1、问题驱动：展示干燥与湿润石蕊试纸分别接触的现象差异，提出核心问题“哪种物质使石蕊变色？”；