摘要：科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的一個方面，充分利用學(xué)生的求知欲以及動手能力，積極在課堂上開展實驗活動，并通過設(shè)計引課、問題情境、對比實驗、實驗生活化等不同類型的實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生探究能力、實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力，賦能學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：課堂實驗 賦能 科學(xué)思維

一、背景

課程目標(biāo)明確指出：科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。讓學(xué)生在科學(xué)實驗活動中獲得科學(xué)知識，通過多種途徑尋求證據(jù)，不斷發(fā)現(xiàn)問題，運用創(chuàng)造性思維和邏輯推理解決問題，并通過評價與交流達成共識，解決科學(xué)問題，形成科學(xué)探究能力、實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。那么在教學(xué)的過程中，如何利用課堂實驗來激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢？筆者來談?wù)務(wù)n堂實驗對科學(xué)思維養(yǎng)成的賦能作用。

二、備課中的思考

思考（一）：七年級剛?cè)雽W(xué)，學(xué)生對實驗的積極性很高，經(jīng)常跑到辦公室問我，“老師，要做實驗嗎？”“老師，什么時候做實驗？”若看到我拿著實驗器材，好多學(xué)生就爭先恐后地圍過來幫忙“老師，我來幫你?！薄巴?！做實驗嘍！”那種激動的心情無以言表，如何充分利用學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，是值得思考的問題。

思考（二）：學(xué)生在實驗室里非常興奮，但大多數(shù)學(xué)生的興致主要就集中在一些有趣的現(xiàn)象上，很少有學(xué)生能冷靜觀察和注意那些不明顯的現(xiàn)象，能認真思考“這是為什么”的學(xué)生則更少了。如何引導(dǎo)學(xué)生在實驗時既要去“探索”，還要去“深究”，是迫切需要教師思考和關(guān)注的。

思考（三）：在教學(xué)實踐中，難免遇到課堂實驗操作失敗的事例，可能是偶發(fā)，也可能是教師特別的安排。當(dāng)遇到類似實驗失敗的情況，學(xué)生大多數(shù)會選擇重做，而不會深究失敗的緣由，因此也錯失了很多知識積累的機會。那么，教師該如何引導(dǎo)學(xué)生尋找錯誤的關(guān)鍵所在呢？

思考（四）：有些課堂實驗，在探究活動過程會出現(xiàn)課本描述之外的現(xiàn)象。這些干擾現(xiàn)象會分散學(xué)生注意力；同時由于學(xué)生自身知識儲備的局限，學(xué)生難以對實驗現(xiàn)象做出準(zhǔn)確分析，不利于學(xué)生形成正確的結(jié)論。如何引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中在重要現(xiàn)象上尤為重要。

思考（五）：教師在課堂上的演示實驗或布置給學(xué)生的課后家庭實驗，若所選器材過于復(fù)雜，不利于學(xué)生實際操作，導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣不高。如果能將實驗器材簡單化和生活化，使學(xué)生更親近科學(xué)，更有利于學(xué)生的動手實踐，提高學(xué)習(xí)科學(xué)的動力。那么如何讓科學(xué)課堂更貼近生活，也需要教師多加思考。

三、教學(xué)片段設(shè)計及反思

片段（一）：在“物質(zhì)的溶解”這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中，筆者事先將一小塊松香溶解在酒精中，配制成一杯無色透明的溶液。在新課引入時，將一定量的水倒入上述溶液中，以“如何讓水變牛奶”的魔術(shù)形式進行課前導(dǎo)入，神奇的魔術(shù)立即激起學(xué)生強烈的好奇心，引起學(xué)生的探究興趣，這份好奇心始終貫穿整個堂課。最后告訴學(xué)生三種物質(zhì)成分，首尾呼應(yīng)，很自然解決了“影響物質(zhì)溶解性的因素”這一重難點知識。

反思：興趣是最好的老師，能促使學(xué)生積極探索科學(xué)知識。教師設(shè)計出好的引課，充分運用各種手段，如魔術(shù)、謎語、游戲等，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進一步活躍課堂學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生能自主參與科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，同時能激發(fā)學(xué)生的探究思維，促進科學(xué)思維的養(yǎng)成。

片段（二）：實驗室制取氧氣是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個制備氣體的實驗，也是操作裝置最為復(fù)雜的一個實驗。教材中只有一幅裝置圖，學(xué)生按照裝置圖進行實驗操作時經(jīng)常手忙腳亂毫無秩序。為此，筆者設(shè)計問題如下：1.實驗室制取氧氣的第一步是裝藥品嗎？如果裝了藥品后發(fā)現(xiàn)漏氣怎么辦？（提醒學(xué)生制備氣體的第一步是檢查裝置的氣密性）2.裝好藥品后是否可以直接加熱？本實驗中高錳酸鉀反應(yīng)速度如何？如何防止反應(yīng)太快時氣流帶出固體藥品堵塞導(dǎo)管？（提醒學(xué)生在試管口放一團棉花）3.固定好試管后就能加熱嗎？是不是需要考慮需要收集幾瓶氣體，分別用什么方法收集？如果先進行加熱操作，再進行集氣瓶的準(zhǔn)備結(jié)果會如何？（提醒學(xué)生事先準(zhǔn)備好集氣瓶再進行加熱）4.反應(yīng)開始時剛出來的氣體是氧氣嗎？需要立即收集嗎？何時收集更合適呢？（提醒學(xué)生開始出來的氣體是空氣，等氣泡連續(xù)均勻冒出后再收集）5.收集需要的氣體后要結(jié)束實驗，能直接撤離酒精燈嗎？是否該注意水槽中的水會倒吸？（提醒學(xué)生要先將水槽中的導(dǎo)管取出，防止水倒吸而導(dǎo)致試管炸裂）

反思：通過設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)氧氣制取實驗，內(nèi)化成學(xué)生內(nèi)在的知識，為學(xué)生學(xué)習(xí)其他氣體的制取和收集構(gòu)建模型。同時進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會深度思考，還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治鏊季S，提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。

片段（三）：在完成用石灰石和稀鹽酸制二氧化碳實驗教學(xué)后，筆者給學(xué)生布置了“將點燃的蠟燭插在食用堿中，后倒入適量食醋”的實驗。同時布置學(xué)生完成以下幾個問題：1.這個實驗和實驗室制二氧化碳有何不同？（原理相似都是碳酸鹽和酸性溶液反應(yīng)；都得到?jīng)]有可燃性不具助燃性的氣體；反應(yīng)速度不同。）2.實驗室能選用食用堿和食醋這兩種藥品制取二氧化碳行嗎？（學(xué)生對比后知道，食用堿和食醋反應(yīng)速度過快，不易控制，不適宜實驗室制備二氧化碳）3.兩組藥品在形狀上有何差別？如果相同反應(yīng)時間，石灰石和食用堿哪種產(chǎn)生氣體多？（提醒學(xué)生從表面積大小考慮影響反應(yīng)速率快慢的因素）

反思：設(shè)置對比實驗，學(xué)生可以通過對結(jié)果的比較分析，尋找相同點和不同點，獲得新知。并且通過對比實驗，更有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察、分析、推理和論證能力。

片段（四）：在演示鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)實驗時，筆者故意設(shè)置兩組實驗，一組鐵絲表面的氧化膜沒有用砂紙打磨干凈，另一組鐵絲表面是打磨光亮的。我和學(xué)生各做一組，結(jié)果學(xué)生實驗失敗了，我重新打磨鐵絲后再次讓學(xué)生完成實驗，發(fā)現(xiàn)學(xué)生很激動，出乎意料的是比前一次實驗時還要激動和興奮。我抓住這次機會，讓學(xué)生思考猜想為什么沒有出現(xiàn)預(yù)期的反應(yīng)現(xiàn)象？有學(xué)生猜想氧氣不純含雜質(zhì)氣體太多，火柴燃燒消耗了太多氧氣導(dǎo)致氧氣不足，這些猜想確實有一定的道理，不過通過分析最終一一給予否定，最后引導(dǎo)他們聯(lián)系燃燒的條件，從而得出氧化膜對該實驗的影響。在做鋁在氧氣中燃燒的實驗時，學(xué)生自然而然能夠先去除氧化膜再進行燃燒實驗。且在以后遇到有關(guān)金屬單質(zhì)與其他物質(zhì)的反應(yīng)時（如生銹的鐵釘與稀酸的反應(yīng)），學(xué)生有了這一次深刻的體驗，很容易就聯(lián)想到氧化膜附著的問題。

反思：設(shè)置實驗探究障礙，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動機，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生享受付出努力后獲得成功的自豪感，保證教學(xué)任務(wù)的順利完成，同時進一步提高教學(xué)質(zhì)量，促進提高學(xué)生的知識遷移能力和知識分析的應(yīng)用能力。

片段（五）：教材上的演示實驗“被壓縮的氣體對瓶塞做功”，是用打氣筒壓縮吸濾瓶中的氣體，被壓縮的氣體將瓶塞沖出。我將其進行簡化處理：取一個礦泉水瓶，里面裝入少量的清水，蓋上瓶蓋，讓學(xué)生用力擠捏瓶身，并注意操作安全，不要將瓶口對著他人，引導(dǎo)學(xué)生觀察瓶口發(fā)生的現(xiàn)象（瓶塞沖出時在瓶口很明顯能看到有一團白霧產(chǎn)生）并分析對應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因（壓縮氣體做功使氣體內(nèi)能增加，水蒸氣遇冷液化形成白霧）。

反思：改進實驗器材，讓實驗活動和實驗器材生活化，使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)與社會生活實踐緊密結(jié)合，整合學(xué)生直接經(jīng)驗與學(xué)到的間接經(jīng)驗，同時發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性思維，解決日常生活中遇到的問題，提高學(xué)生對知識的分析應(yīng)用能力。

四、結(jié)語

教師通過課前學(xué)習(xí)課標(biāo)，鉆研教材，進行有深度的備課。在教學(xué)活動中，通過設(shè)計并開展相應(yīng)的實驗活動，打造有深度的實驗教學(xué)課堂。通過實驗，讓學(xué)生初步形成科學(xué)探究意識，促進科學(xué)思維的進一步養(yǎng)成，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。筆者將繼續(xù)致力于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的課堂實驗教學(xué)模式的探索。