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1、 基于学科思维培养的初中化学实验探究课 刘秋芳摘 要 课堂教学是培养学生学科思维的主场地，实验探究是培养化学学科思维的重要渠道。通过具体的实验探究课例，阐述化学学科思维方法的培养，化学学科思维方式的形成，进而培养学生的批判性思维。关键词 初中化学；学科思维；实验探究恩格斯在自然辩证法导言中指出“思维着的精神是地球上最美的花朵”，可见人类思维的重要性。要想改变人的思维最好的途径就是通过学校各个学科的学习，学科思维是学科学习的灵魂。因此，一线教师的课堂教学要注重培养和发展学生的学科思维。本文就结合一堂初中化学实验探究课谈谈学科思维的培养。一、化学学科思维的内涵学科思维：指在系统的学科学习中通过体验
2、，认识及内化等过程逐步形成相对稳定的思考问题，解决问题的思维方法和价值观1。化学学科思维：是指从化学视角认识物质，逐步形成相对稳定的思考问题，解决问题的思维方法。中学生化学思维的发展是从化学知识建构到化学基本观念生成到化学素养达成的重要桥梁与必经途径2。二、基于学科思维培养的初中化学实验探究案例剖析人教版（2012课标）九年级化学下册第十一单元课题1生活中常见的盐中，介绍了碳酸钠的俗称、用途，以及两个性质实验。初中阶段碳酸钠是最重要的一种盐，中考中检验、鉴别、推断、除杂、探究等综合题都离不开碳酸钠的知识。也是初中学生学习化学最难突破的瓶颈。为解决这个难点，并培养与提升学生化学学科思维，笔者安排
3、了一节实验探究课：探究是什么微粒的存在使碳酸钠溶液显碱性。（一）学习兴趣激发问题学科思维的培养离不开学科知识的建构，也离不开学科情感的渗透。充沛的学科感情是学科思维的源泉，因此课堂上教师应加强学科情感教育，激起学生学习的兴趣与激情，唤醒学生的问题意识。环节1史学导引，观看视频“侯德榜事迹”问题1视频中侯德榜做出了哪些贡献？从侯德榜身上你学到了什么？设计意图本课是以介绍“侯德榜制碱的艰辛历程”作为课题的开端，让学生感受科学家解决突破科研难关时表现出的一种锲而不舍的研究精神，体会化学作为一门学科对社会的发展和进步起到不可估量的作用，同时被侯德榜的勤备、爱国、创新精神感染，从而激发学生的社会责任感，
4、迅速调动学生的学习热情和探究欲望，唤醒学生的问题意识。（二）学科思维方法培养“证据推理与模型认知”是化学学科思维的核心，反映的是化学学科思维方法。在初中化学课堂教学中教师要培养学生的证据意识和实证思维；建立“探究物质性质及其原因的研究步骤”的认知模型思维；通过分析推理所收集的证据，根据自身已有的知识水平得出结论。而不是教师用简单的一句话告知学生实验事实或结果。化学教学中教师要引导学生通过观察、实验、体验等手段认识化学现象，“看到”化学变化是怎样发生的？因为化学实验有其自身的复杂性和学生的差异性，如现象的产生与所用试剂的量有关、试剂的浓度有关、试剂的滴加顺序有关；还与周边的环境、温度、学生的操作
5、规范等有关。只有学生亲自体验，实证探究，才能有效培养学生学科思维。环节2实验验证：事实说话培养学生实证思维问题2“侯德榜制碱”制的是什么物质？为什么俗名叫纯碱？怎么设计实验证明它的溶液显碱性？并分组验证。方案1取少许样品于试管中，滴加少量紫色石蕊溶液或无色酚酞溶液中，观察颜色。方案2用玻璃棒沾取少許样品于pH试纸中，观察颜色变化，再与标准比色卡对照。设计意图引导学生从已有知识走进课堂，让学生逐步形成认识物质的方法，培养学生简单设计实验方案的能力，培养学生思维先发散后集中，学会能从材料、成本、操作、现象、对环境的影响等角度选择最佳方案。明确用无色酚酞溶液比紫色石蕊溶液现象更明显，为后面的探究提供
6、方便。（三）学科思维方式形成化学最典型的学科思维方式就是对宏观辨识结果从微观角度分析解释、并用符号表征。教师通过问题引导学生实验探究，帮助学生对客观世界有更清晰、更深刻的认识理解，并培养学生透过现象看本质，从具体到抽象的思维方式，逐步形成宏微结合的学科思维。环节3由表及里：深入探究形成“宏微符”思维问题3根据教师提供的“碳酸钠溶液、酚酞溶液、稀盐酸、氯化钙溶液、氯化钠溶液”，分组探究“什么微粒的存在使碳酸钠溶液显碱性？”学生猜想依据“元素守恒”的观点猜想有：Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-引导依据环节2排除H+，对OH-、HCO3-是否存在留个悬念，作为课后查找资料进行探究。学生设
7、计实验方案如下并验证。如图1。设计意图让学生按“大胆猜想精心设计实验验证讨论修正得出结论”的认知模型思维，去揭示现象的微观本质。培养学生猜想、设计实验方案、动手实验、观察、描述实验现象和分析实验现象并得出结论的能力；熟练应用对比实验、控制变量法、利用化学反应使CO32-消失从而产生不同现象，反复验证，逐渐形成“宏观-微观-符号”的学科思维方式。（四）学科思维深化与升华思维的最高境界是创造，要创造首先要培养学生的批判性思维。批判性思维活跃的学生在学习新内容、新知识中能快速把握学习内容，快速领会所学知识的精髓，洞察能力、迁移能力强，学习悟性好。培养批判性思维的首要任务并不在于教师在课堂直接传授现成
8、的知识，而在于引导学生敢于质疑、勇于修正，不断尝试，在实践中建构知识体系。环节4敢于质疑：深度剖析培养批判性思维问题4对比并评价方案的合理性与严谨性，并能进行修改。说明方案设计的思路是什么？（学生评价如图2）设计意图通过小组的合作与交流，培养学生语言表达能力、质疑能力；敢于创新、不断修正方案、大胆实践的能力；培养学生具有证据意识，分析推理的能力，使方案越来越严谨；养成善于概括，总结的习惯，学会迁移、类推的思维方法，逐步形成解决问题的思维模型。环节5拓展提升：留下悬念培养学生的学习力“授人以鱼不如授人以渔”，课堂教学中教师注重学科思维的培养，学科学习方法的指导，假以时日，学生的学习力必将增强。因
9、此，课堂教学中教师应设置一些问题，让学生去思考，以免部分学生“吃不饱”。问题5部分同学对得出的结论：“碳酸根离子的存在使碳酸钠溶液显碱性”难以理解，于是教师讲解：“碳酸钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变紅，是由于溶液中的OH-引起的”。 请同学们课后查找资料探究CO32-在溶液中怎么转化成OH-？设计意图让学生学会查找资料，为高中水解的学习打基础。三、基于学科思维培养的初中化学教学建议化学学科思维的培养不仅在实验探究课中培养，还有基本概念与原理、元素与化合物、化学用语、化学计算等教学中同样能培养学生的化学学科思维。（一）学科核心素养与学科思维培养相融合2017年版普通高中化学课程标准指出化学学科核心
10、素养是由“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个维度素养构成。学科核心素养与学科思维培养相辅相成，互相渗透，“宏观辨识与微观探析”是学科思维方式；“证据推理与模型认知”是学科思维方法；科学探究是实践，在探究中培养学科思维方法；创新意识与创新思维是学科思维中最高级的思维形式。“变化观念与平衡思想”的素养培养中，初中化学着重探究与归纳化学反应的条件和规律，训练学科思维品质；“科学态度与社会责任”属于情感、态度与价值观的素养范畴，偏感性，而化学学科思维偏理性，思维决定情感，当然情感也影响思维。在化学教学中学科核心素养与学科思维
11、培养相融合，会起到事半功倍的效果。（二）充分挖掘教材资源创设真实的问题情境基于学科思维培养的化学问题解决创设的问题情景必须真实化，真实的情境与化学知识同时服务于化学问题的解决，更有利于学科思维的培养。不同教材版本都蕴含着丰富的学科思维资源，只是教材显示大多是学科知识，学科思维是隐性的，教师要充分挖掘教材资源将学科思维显性化。如充分利用教材中实验，包括演示实验、实验探究、家庭小实验等；还有化学史、插图、资料卡片、实验装置图、一段文字、甚至一句话的理解，都可以挖掘出其中蕴藏着的学科思维。同时教师加强理论学习，加深对学科本质的理解，创设真实、可信的问题情境，这种真实问题的解决有利于学生提升解决实际问题的能力。一线教师只有真正理解教材编写的意图，发现教材承载的功能，才能在课堂教学中尽可能地培养学生的学科思维。参 考 文 献1李艺，钟昌.谈核心素养J.教育研究，2015（9）.2朱鹏飞.学科核心素养的研究进展及其对中学化学教师的启示J.化学教学，2017（1）.（责任编辑：张华伟） -全文完-
