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[摘要]科学探究能力和创新意识的培养，是初中化学课程的重要组成部分，也是初中化学学科核心素养的重要方面。本文从“培养基本的实验技能”“培养创新意识”“多角度发展学生的科学探究能力”“渗透化学学科思想和方法”“实验探究与信息技术深度融合”五方面探讨总结了初中化学教学中学生科学探究和创新意识培养的策略。
[关键词]初中化学；科学探究；创新意识；教学策略
科学探究能力的发展和创新意识的培养，是初中化学课程的重要组成部分，是初中化学学科核心素养的重要方面。采取哪些行之有效的措施，开展好探究活动，以此来培养学生的创新意识，是每位教师必须深入思考和实践研究的问题。通过两年多的课题研究和教学实践，我们总结形成了以下一些行之有效的教学策略。
一、重视完成基础的学生实验，培养基本的实验技能
基本的实验技能是开展化学科学探究活动的基础和保证，课程标准（2022年版）在“科学探究与化学实验”主题中的第二个方面设有“基本的化学实验技能”以及第五个方面设有“学生必做实验及实践活动”等方面的学习内容，使其课程内容的架构更加完整。同时说明了化学实验，尤其是八个基础的学生实验以及跨学科实践活动在“科学探究”教育中的重要性。综观这八个学生实验以及跨学科实践活动，分布在上下两册的各章节，涵盖了义务教育阶段对学生实验的基本要求，几乎涉及所有简单仪器的选择与使用、基本操作的练习与强化。在教学中应努力做到以下几点，促其核心素养的形成。
（一）明确基础实验的功能，挖掘其内在价值
在教学中，规范学生实验基本操作是必须的，让其养成良好的实验习惯，但明确基础实验的功能，挖掘其内在价值更为重要，这样能有效提升学生的学科核心素养。例如，通过实验“氧气的实验室制取与性质”和“二氧化碳的实验室制取与性质”的教学，让学生探究形成“实验室制取气体的一般思路”为：反应原理→发生装置→收集装置→验证方法→验满方法。感知反应原理、发生装置、收集装置、验证方法、验满方法选择的依据以及相互的制约关系，先通过“氧气的实验室制取与性质”实验获得比较多的感性认识，再通过“二氧化碳的实验室制取与性质”实验形成对气体制备完整方法的初步把握，由特殊到一般，实现从感性到理性的飞跃；通过实验“燃烧的条件”学习掌握控制变量的方法，加深对“影响实验的因素”“实验条件的控制”等要素的理解；通过实验“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”让学生学会从定量角度分析问题，由定性过渡到定量，掌握从定性、定量两个角度分析解决问题的方法。这些问题都是基础实验的关键所在，在教学中要明确其功能，挖掘其内在价值，在提高学生实验技能的同时，更能发展思维、创新能力。
（二）创新基础实验的教学模式
在实验教学中，我们不能拘泥于教材中的八个学生实验，要创造性地应用教材，在实验的时间、地点以及内容的增减上要统筹考虑、整体规划。例如，实验“二氧化碳的实验室制取与性质”就安排在实验室进行比较合理，因为在新授课“氧气”“制取氧气”后进行了分组实验“氧气的实验室制取与性质”，又在新授课“二氧化碳制取的研究”“二氧化碳和一氧化碳”的基础上再进行分组实验“二氧化碳的实验室制取与性质”，属于先学习再分组实验，学生在实验技能、制备原理、装置选择等问题上都有了量的积累，这时开展此实验，事实上已将新授课与基础实验实施了有机融合，所以在时间的安排上比较合理，学生也有足够的把握开展好此实验。而实验“金属的物理性质和某些化学性质”根据多年的教学实践，地点选在教室比较合理。因为此实验不需要大量清洗仪器，在教室有上课的氛围，可以将基础实验与新授课融合，可控性强，让学生边学习边实验效果更佳，有效实现“做中学”。实验“燃烧的条件”地点选在家庭和教室两处开展比较合适，课前先安排三个探究小实验，让学生在家完成。探究实验1：用镊子分别夹取一根小木条和一块石头，放在酒精灯的火焰上去点燃，观察实验现象。探究实验2：分别点燃两支蜡烛，向其中一支燃着的蜡烛上倒扣一个烧杯，观察实验现象。探究实验3：将一根小木条和一小块煤分别放在酒精灯的火焰上点燃，比较哪个容易被点燃。在三个小实验的基础上再在教室开展分组实验，学生兴趣浓厚，气氛热烈，这样能更好地调动学生的学习积极性，培养学生的化学学科素养。
二、创设问题情境驱动科学探究、培养创新意识
科学探究活动的顺利开展，需要有一种良好的探究氛围。这种氛围的创设要以一定的情境为依托。良好的情境能唤醒学生的探究意识，会对整个探究活动起到驱动和推动作用。
（一）创设能贯穿整节课，甚至前后章节始终的问题情境
创设能贯穿整节课，甚至前后章节始终的问题情景，这样的问题情境能更深层次地激发学生的探究欲望，以此来培养学生的创新意识。以探究“氢氧化钠变质问题”为例：“氢氧化钠变质问题”的探究，是初中化学开展探究活动的经典案例。为开展好这一活动，在前面章节知识的学习中，就要做好准备。在第六章课题3“二氧化碳和一氧化碳”的学习中要开展好实验6-4，让学生看到塑料瓶压瘪的明显现象，证明二氧化碳能溶于水。在第十章课题1“常见的酸和碱”性质的学习中，如何证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，学生可能想到在盛有二氧化碳气体的塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液，致使塑料瓶压瘪的问题，来证明氢氧化钠跟二氧化碳发生了反应。这时学生就有可能质疑塑料瓶变瘪的原因，是因为二氧化碳溶于氢氧化钠溶液中的水中，致使塑料瓶变瘪，并不能证明氢氧化钠跟二氧化碳发生了反应，把问题引向深入。但这时还不能做深入探究，到第十一章课题1“生活中常见的盐”学完后组织一节专题探究课来探究“氢氧化钠变质问题”，我们就可创设这样的问题情境：如何证明氢氧化钠变质？（许多同学想到用塑料瓶，但塑料瓶变瘪了，能证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应吗？）在第六章的学习中，我们知道二氧化碳溶于水，也能使塑料瓶变瘪，关键的问题是，氢氧化钠溶液中有水，塑料瓶变瘪是水起了作用，还是氢氧化钠和二氧化碳发生反应起了作用？今天让我们就此问题做深入的探究。这样的问题情境贯穿了前后章节也贯穿了整节课，会调动学生的学习兴趣，把问题引向深入。
（二）以化学史创设问题情境，彰显科学探究魅力
化学史中不仅包含了丰富的化学知识，更融入了化学家科学探究的历程，以及化学科学发展的过程，蕴藏着巨大的教学价值。在人教版义务教育教材中，涉及化学史的地方有17处，主要以图片和文字的方式呈现，我们要深入挖掘这些教材内容，创设问题情境。以人教版初中化学第三章课题2“原子结构”为例。
【化学史一】1808年，英国科学家道尔顿提出了原子学说，其主要观点：①物质都是原子构成的；②原子是微小的不可分割的实心球……
【化学史二】1897年，英国科学家汤姆孙发现了电子。出示汤姆孙提出的原子模型图片。
【化学史三】1911年，英国科学家卢瑟福做了著名的阿尔法粒子散射实验。让学生观看阿尔法粒子散射实验，以此来探究原子内部结构，发展学生的高级思维能力。
三、整体规划实验，多角度发展学生的科学探究能力
（一）以初中化学的主体知识作为探究活动的核心
何为主体知识？在化学学习的启蒙阶段，构建化学学科知识体系最基础的内容，对形成基本的化学观念最有利的内容，与学生最为接近的内容，应当是初中化学的主体知识，通过多年的教学实践，我们觉得各章节的主体知识主要有：
第一章，对蜡烛及其燃烧的探究；第二章，空气组成成分的探究、氧气性质的探究；第三章，原子结构探究；第四章，水的组成的探究；第五章，质量守恒定律的探究；第六章，二氧化碳实验室制法及其性质的探究；第七章，燃烧条件的探究；第九章，物质溶解能力的探究；第十章，物质酸碱性与pH值关系的探究；第十一章，复分解反应发生条件的探究、氢氧化钠变质问题及除杂问题探究。
（二）依据学生的认知水平，分阶段、分层次实施探究活动
初中学生的认知水平、知识经验都还不足。化学是启蒙课程，所以设计开展探究活动要循序渐进，从学生的实际情况出发，先从模拟探究开始到有指导的探究，再到独立的探究，逐渐增大探究活动的开放程度。常常把问题集中在探究过程的一两个环节上，进行“碎片式”探究，逐步培养其探究活动，再过渡到开展完整的探究活动过程。一学期开展两三次完整的探究活动，把“碎片式”探究和完整的探究活动结合起来。
四、落实控制变量法，渗透化学学科思想和方法
控制变量思想是进行科学探究的一种重要思维方式，学生控制变量思维的形成决定着能否顺利开展实验探究活动。九年级学生大多数知道控制变量思想，但在实际问题的解决中没有明确的思路，所以在课堂教学中我们要借助实验探究活动，帮助学生形成利用控制变量思想设计实验和分析解决问题的思路。让学生明白什么是因变量、什么是自变量，怎样控制变量。如下表：
在探究活动中，引导学生从问题入手，寻找证据，在此基础上进行分析推理，得出结论。逐步形成“从问题入手去寻找证据，然后得出结论”的证据推理意识。同时在探究活动中要善于建立实验探究活动模型进行迁移应用，因为模型可以使抽象的事物具体化、可视化，可以将复杂的现象和事物简单化，可以为科学的解释和预测提供依据。教师要深入挖掘教材，归纳总结出各类探究活动的一般思维模式，引导学生迁移运用模型去解决类似问题。例如：在中考复习中我们通过氢氧化钠变质问题的探究，归纳总结出探究“变质类”问题的基本模型为：“该物质变质了吗→如何去验证→变质的程度如何→如何证明→如何定量计算变质的程度”，然后让学生迁移应用到氢氧化钙的变质问题以及其他物质的变质探究中去。通过探究活动让学生认识模型，再去理解模型，最后达到会运用模型以及重建模型的水平。以此来培养学生的“证据推理与模型认知”核心素养。
五、实验探究与信息技术深度融合
在实验探究教学中，我们要研究教材，从化学学科实际出发，进行教学设计，找准整合点，让信息技术与课程深度融合，发挥实验创新的优势，把实验探究以及在此过程中的问题思考引向深入。例如：在验证水的组成时，我们先是通过水电解实验进行宏观辨识。给水通上直流电，学生观察到以下实验现象：两电极上产生气泡，正极和负极产生气体的体积比为：V正∶V负=1∶2，正负极产生的气体是何气体？引导学生通过实验证实：正极上产生的气体能使带火星的木条复燃—氧气，负极上产生的气体本身能够燃烧产生淡蓝色火焰—氢气，根据反应前后元素种类不变，得出水是由氢、氧两种元素组成。然后给出氢气、氧气的密度ρ(O2)=1.429g/L，ρ(H2)=0.0899g/L，由于m=ρV，推理得出m（H2）∶m（O2）≈1∶8，给出碳原子和氧原子的相对原子质量，推理得出一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成（H2O）。此环节通过实验探究，把重点放在科学推理上，从定性角度基于证据推理出水的组成，从定量角度探究水的构成（水的化学式H2O），完成“宏观—符号—微观”的思维过程的第二步“宏观—符号”，这时尚未建立微观意识，然后通过信息技术（动画）展示水电解实验的微观过程，通过微观过程的探析，让学生思考宏观现象背后的微观本质问题。学会用微粒的观点分析宏观现象，建立宏微之间的联系，最后进阶到会用宏微结合的观点去思考问题，有效形成“宏观—符号—微观”表征的能力，发展学生“宏观辨识与微观探析”素养，更深层次培养学生“科学探究与创新意识”素养。
参考文献：
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[2]缪徐.实施初中化学新课程的三点感悟[J].化学教学，2007(9):23-24.
[3]刘永东.一节失败的实验课引发的思考[J].化学教与学，2012(3):28-29.
[4]王锋.初中化学“宏观辨识与微观探析”素养内容梳理及教学策略探讨[J].中小学教师培训，2020(11):61-62.
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