【摘要】科学探究精神的培养与学科教学紧密结合，化学实验是化学学科教学中学生获得知识和培养认知的重要组成部分，化学实验创新，可以提高课堂效率，培养学生的团队合作能力、思维能力，可以极大地提升学生学习化学的积极性，有助于学生科学探究精神的培养。初中化学实验创新要以教材为依据，多渠道拓展探究领域，运用教学机智创造性的开展实验教学活动。在实验创新中教会学生科学探究的一般思路和方法，能对创新性实验数据进行科学分析，对实验结果能进行推广应用。
　　【关键词】化学  实验创新  科学探究精神
　　【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）35-0125-02
　　化学学科是一门以实验为基础的学科，基本的化学原理、规律及科研成果都是建立在科学严谨的实验基础之上。通过化学实验可以揭示化学反应的本质，可以探寻化学知识的奥秘，可以很好地说明事物之间转化的规律。重视化学学科教学，就要从基本的实验教学入手，在教学中重视实验的科学性、规范性、探究性和指导意义。化学实验教学中要注重对实验现象的分析，对实验中存在的问题要及时予以反思和改进，积极创新化学实验，改进化学实验不仅有助于课堂教学效果的提升，更有利于学生学科素养和科学探究精神的培养。
　　初中化学实验教学中，涉及的实验基本很直观，现象较明显，科学的实验操作，现象和结论是对所学化学知识的有效印证。但有些实验设计过于简单，操作时还不易成功，需要老师及时地予以创新和改进，从而更好地服务于课堂教学和学生知识的掌握。实验教学中要教会学生如何去设计实验、观察实验、如何去记录实验、对实验中存在的问题要思考分析，查找问题存在的原因。和学生一道带着问题和思想去改进和创新实验不仅能激发学生学习化学的兴趣，而且在很大程度上将有助于学生学科素养的养成和科学探究精神的培养。
　　学生科学探究精神的培养是基于对学科知识浓厚的兴趣和对知识溯源的强烈好奇心。随着新课改的不断深化，科学探究已成为学生获取知识的基本素养，是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要的实践活动。因此，面对初中学生，化学学科是学生刚刚接触到的一门新的学科，要让学生在初学阶段就能够感受到科学探究的重要性，并在初学阶段就能够通过教学活动激发学生学习化学的兴趣，增进对化学学科的情感，理解化学学科的研究对象，学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。
　　一、实验创新来自于对实验过程中存在问题的思考。
　　在实验教学中，教师要精心准备实验，按照教材的要求开展实验操作，并认真地给学生讲解实验操作的要领和注意事项，使学生一开始就养成良好的实验操作习惯。但教学过程是个动态的、复杂的过程，在课堂教学中或学生分组实验中客观上又往往会出现各种意外，在这种情况下教师就要抓住课堂中的意外，以此为契机运用教学机智引导学生进行科学探究，使实验中的失误变成学生获得知识的一次机会，教师要教会学生正视实验中存在的问题，交给学生解决问题的思路和方法，以此来培养学生的动心、动脑、动手能力，逐步培養学生的学科素养和科学探究精神。
　　例如在初中化学第二单元“我们周围的空气”，课题2“氧气 关于氧气与铁丝反应的性质”实验中，老师按照课本的要求成功的开展了演示实验，实验现象明显，预期的结果：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体都一一呈现。学生对此实验非常感兴趣，分组实验时很想快点看到实验现象，但这种急于求成的想法，很容易导致此实验的失败。究其原因就是对其火柴梗燃烧的程度难以把握。当把点燃的系有火柴梗的铁丝伸入充满氧气的集气瓶中时，1.如果火柴梗过长，火柴梗燃烧消耗了大量的氧气，看到的是火柴梗在氧气中燃烧的现象，很难看到铁丝在氧气中燃烧的现象。2.如果火柴梗过短，燃烧产生的热量不能对铁丝进行足够的预热，温度达不到铁丝的着火点，也看不到铁丝在氧气中燃烧的现象。3.铁丝过粗、未除去表面氧化物、铁丝在火柴梗上缠绕的过疏或过密实验都不易成功。4.将燃着的火柴梗伸入集气瓶速度过慢，毛玻璃片未很好的盖住集气瓶口，导致瓶中氧气向外逃逸，实验也不能成功。为了克服以上存在问题，通过师生共同探讨对该实验进行了如下的改进：将火柴梗换成无水乙醇作为预热细铁丝的燃料。具体操作步骤为：1.将除去氧化物的细铁丝的一端盘成螺旋状，细铁丝缠绕的间距大约在2mm， 绕成螺旋状的铁丝长度在3-4cm之间即可，另一端用坩埚钳夹住。2.用小烧杯盛一定量的无水乙醇，待用。3.把酒精灯和充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶并排放在操作台上，并点燃酒精灯。4.用坩埚钳夹住细铁丝的一端并将有螺旋状的另一端伸入到无水乙醇中，利用无水乙醇液体的表面张力，使细铁丝有螺旋状一端蘸满无水乙醇。取出后，马上在酒精灯上点燃，并迅速伸入到充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶中，瓶口盖好毛玻璃片，可以看到铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体物质。改进后的铁丝在氧气中燃烧实验有以下优点：以无水乙醇为燃料，易燃烧，热值高，能充分对细铁丝进行预热;实验中不会再为火柴梗燃烧的程度及伸入集气瓶中的时机选择而担忧;实验操作便捷、现象明显、更适合于学生做分组实验;实验中无污染，并节约了药品，提高了课堂效率。
　　二、科学探究精神的培养要在实验教学中善于捕捉思想闪现的火花和创造的灵感。
　　课堂上，学生有各种异想天开的想法是正常的，这是学生思维活跃的一种表现，有时这往往也是对新事物、新现象迸发出的科学探究的火花，教师对学生合理的想法应该积极地予以鼓励和引导，使其产生对知识探索的浓厚兴趣和科学探究动力。质疑是学生进行科学探究学习的起点，没有疑问，学生不可能产生探究的兴趣和欲望，我们教师应该很好地去鼓励、把握、挖掘和引导。在探究过程中，学生的一个疑问、一点发现，都可能是极有价值的、生成性的教学资源。如果及时捕捉并放大它，随时调整教学过程，就能使教学充满灵性并不断闪现出富有个性和创造性的光辉，使学习活动和科学探究更加精彩。 　　例如在初中化学第四单元“自然界的水”，课题2.“水的净化”中讲到活性炭可以过滤水中不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味。通常情况下，老师会利用在水中滴入红墨水或蓝墨水再加入适量的活性炭然后过滤来完成活性炭的吸附性实验。但该实验操作过程较长，而且利用滤纸过滤效果不是很明显，通过一次过滤，滤液中液体颜色并不是无色，而是有淡淡的红色或蓝色，要达到预期效果需要重复进行该实验2-3次，实验既费时，又浪费药品，现象还不明显。在课堂中在老师的引导下，有同学提出能不能利用家庭中的净水器过滤水的方法来对此实验进行改进，同学们经过讨论认为可行，于是对活性炭吸附性实验进行了如下的改进：
　　利用∪型管、脱脂棉、活性炭和品红溶液进行该实验。具体的实验步骤为：1.在一支∪型管底部加入适量活性炭固体，并在∪型管两端各塞紧一团脱脂棉来固定活性炭颗粒（脱脂棉的作用是防止活性炭颗粒被液体冲走）。2.将放有活性炭的∪型管固定在铁架台上。3.从∪型管的一端倒入一定量的品红溶液，观察∪型管另一端液体颜色的变化。实验中∪型管一端倒入品红溶液后很快观察到品红通过活性炭后另一端得到了无色透明的液体。改进后该套装置的优点有：1.整套装置需用的实验器材少，操作简便，用∪型管进行实验，利用渗透原理能在短时间内完成实验，褪色快，现象明显，便于对比，提高了课堂效率。2.演示时需要的药品少，可以重复多次进行试验，节约资源，便于学生开展分组实验。3.对教学具有指导性，趣味性强，药品可回收、无污染、可以构建学生绿色环保和可持续发展理念。
　　三、科学探究精神的培养要与实验创新活动有机结合。
　　在化学实验教学中，师生应注意挖掘与化学内容相关的生活知识和社会知识，选择并确定合理的有针对性的专题，用类似科学研究的方法主动地获取知识、应用知识、解决问题，开展有趣的有创新的实验活动。在此，教师必须要有意识地鼓励学生自主选择、主动探究，引领学生开展对所学知识、技能的实际运用，让学生亲身实践和体验，促使学生在思想意识、情感意识和精神境界等方面得到提升，充分激发学生学习的兴趣，全面培养学生的质疑意识、创新能力和科学探究精神。师生要以课堂或课后实验创新为载体或平台，不失时机地开展初中实验创新活动，将学生科学探究精神的培养与实验创新活动高度有机结合起来。
　　1.创新性实验为载体培养学生的科学探究精神教师要教会学生科学探究的基本思路和方法。创新性实验开展过程中一般遵循的步骤是：确定研究课题→查阅资料→制定可行性实验方案→设计并实施实验→归纳整理→反思总结形成书面资料→推广应用。在平时的实验探究活动中要严格规范流程，从一开始就让学生树立科学严谨的钻研态度，要确定实验探究兴趣小组，进行任务分工，明确责任，教师要做好实验探究的指导和督促检查工作，做到研究有目的、实验有方案、操作要安全、结果有分析和资料收集要完整。
　　2.创新性实验为载体培养学生的科学探究精神要以教材为依托，不断拓展探究渠道，丰富实验内容。实验探究活动中要充分挖掘教材和生活中的资源来进行，课堂教学要以“一英寸宽，一英里深”为教学理念，实验教学中教师可以引导学生以教材中涉及的演示实验、课外实验、实验活动等栏目或生活中涉及的化学知识为依据制定研究课题，课题的确定要有针对性、趣味性和创新性。实验设计要注重立意的科学性、操作的可行性、过程的安全性、用品的简约性、思路的创新性和效果的启发性。
　　3.创新性实验为载体培养学生的科学探究精神要运用教学机智创造性的开展实验教学活动。教学过程教师和学生不仅是教与学的过程，也是知识的传授、思想的交流及问题的解决过程，实验教学中教师要提高课堂的高效性，要培养学生实验观察能力，能在稍纵即逝的实验现象中发现问题，梳理问题，教师要抓住实验教学中的失误或存在的问题鼓励学生进行科学探究。教师在实验教学中要充分肯定学生在参与实验中产生的各种思想和想法，积極地予以正面引导，合理的确定研究课题，并予以实施，注重创新性实验与课本中涉及实验的对比性，逐步培养学生的科学探究精神。教师还可以前瞻性地提出挑战性课题，引导学生进行创新性实验科学探究活动，教师要给学生创设探究的空间，提出的问题都应有一定的挑战性、探索性，并且设定探究的问题都应落在学生的“最近发展区”，这样才能极大限度地刺激学生的探究欲望和兴趣，才能使学生积极投入到科学探究学习之中。
　　学生科学探究精神的培养是渗透于整个教育教学之中的，化学创新性实验对于学生化学学科探究精神的培养提供了很好的演练平台和提升机会，开放实验室，在老师的指导下，通过精心的选择探究课题、进行合理的分工协作、周密的制定研究方案、细致而严谨的展开实验、注重数据的分析和结果的应用，学生在创新性实验活动中收获到相互协作动手实验的乐趣，激发出对化学知识渴求的欲望，活动中增进了师生之间的友谊，提高了化学学习的兴趣，进一步培养了学生的科学探究精神，在一定程度上将有助于学生的成长、学生专业的发展和学科综合素养的提升。
　　参考文献：
　　[1]王祖浩，金惠文主编.义务教育化学新课程教学问题解决方案[M].广西：广西教育出版社，2006.
　　[2]张武全.初中化学实验教学有效性探究[J].科学大众·科学教育，2018（9）.
　　作者简介：
　　张武全（1978.12-），男，甘肃武威人，汉族，大学本科学历，中学一级教师，研究方向：初中化学课堂和实验教学。