融入科學探究　享受魅力化學

侯朝銘

科學探究是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動,既是學生一種學習目標,又是重要的教學方式之一。將科學探究引入教學,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。

在教學過程,既要提倡科學探究,又要靈活運用其他教學方式;既要發揮學生的主動探究精神,又不能忽視教師的指導作用。

一、科學探究應讓學生成為學習的真正主人

科學探究是在教師的指導下,學生自主參與的學習活動,學習活動的成敗關鍵在于學生的積極性和主動性是否得到充分的調動,學生是否真正成為課堂的主人。

如在空氣中氧氣含量測定的實驗中,課前在實驗桌上放一瓶硫磺粉、一瓶木炭、一瓶紅磷、一小匙鐵粉,讓他們自己選擇藥品,然后進行實驗。選擇木炭和硫磺的同學得出的結論是“空氣中氧氣含量很少”,選擇紅磷的同學則是“空氣中氧氣的含量約為五分之一”,而選擇鐵粉的同學則測不到空氣中的氧氣含量。為什么會這樣?學生們興趣濃厚,通過探討分析,得知“木炭和硫磺燃燒后的生成物分別是二氧化碳和二氧化硫氣體,干擾了有效測量,而鐵粉在空氣中不能燃燒”。分析完原因后,再為學生提供一次實驗的機會,這時學生的積極性發揮到最高點。

二、科學探究應融入學生化學學習的全過程

化學教學要重視學生的動手實踐,盡可能讓學生到現實世界中親自觀察(或調查),體驗事物的變化過程、條件和結果,體驗這些變化對人們的生產、生活的影響。例如,對燃燒的產生和滅火,學生都有一定的生活經驗。可以讓學生置身于一系列似乎是司空見慣的生活場景中動手探究,例如試一試都是無色液體的水和酒精,哪種物質能被點燃,試一試在酒精燈火焰上點燃木條和煤塊的難易;嘗試熄滅蠟燭火焰的種種方法,回憶生活中熄滅煤氣爐火、撲滅油鍋火焰、吹滅煤油燈火的經驗,從中領悟并歸納燃燒的條件和滅火的方法。如果拋開這些經驗,單純從原理來分析或者讓學生被動地觀察老師的演示、驗證所講述的道理,教學效果會遜色很多。

學生在傳統的化學課堂學習中往往沒有明確的探究、調查對象,沒有把自己置身于真實的情景中,去發現問題,提出問題,更不可能針對問題做出假設并進行實驗;很少有機會通過實驗和調查,觀察現象、收集數據,來證實或修正自己的觀點。學生缺少獨立思考并通過實踐解決問題的訓練,缺乏科學探究的意識。所以要在教學中突出科學探究,將其作為化學知識學習的重要方式,讓其融入學生化學學習的全過程。例如,通過學生對鎂條的觀察和簡單實驗(表面打磨、扭折,點燃、浸入食蠟等),探究鎂的物理性質和化學性質,從中體驗化學實驗在研究物質性質上的作用。在質量守恒定律的探究實驗過程中,領會什么是定量的實驗研究,理解定量研究的重要性和基本方法。

三、科學探究應引導學生把握好探究的方向

1. 設計好能起引路作用的問題鏈,使學生進入有效探究狀態,培養學生提出問題的能力。問題是科學探究的出發點,通過創設問題情景,引發學生發現一些有探究價值的問題,并引導他們清楚地表述所發現的問題。

例如“對蠟燭及其燃燒”的探究。盡管學生都有點蠟燭過生日的經歷,但對剛開始接觸化學就開展科學探究的9年級學生來說,對實驗探究還很茫然。如果經過老師的提問點撥,則很快進入探究狀態。我點撥的問題鏈有(1)觀察蠟燭呈什么顏色與狀態?(2)用鼻子能聞出什么氣味?(3)切一小片蠟燭放入水中,它沉入水還是浮在水上?可以說明什么?(4)點燃蠟燭,觀察燭焰是否有亮暗之分?(5)用火柴梗平移通過蠟燭,看火柴梗有什么變化?可說明什么?(6)把燒杯倒罩在火焰上方并緩慢下移,看到燒杯內壁有什么?手感如何?又可說明什么?(7)迅速正置燒杯,向其中注入少量澄清石灰水并振蕩,看澄清石灰水有什么變化?(8)用嘴吹滅蠟燭火焰,發現有何物冒出?用火去點燃它,能看到什么現象?說明了什么?燒杯底部接近燭焰時會變黑,這是為什么?(9)將一根直角形的短玻璃管,插入蠟燭火焰的焰芯部位,用火柴點燃導管,能觀察到什么現象?這又說明了什么?(10)小燒杯罩住蠟燭火焰一會兒,燭焰自動熄滅,這是什么原因?

通過上述問題鏈來引路,探究過程非常清晰,對以后開展實驗探究活動也起了很大作用。

2. 設計可行的思維策略,引導學生提出合理的猜想和假設,從而進入有效的探究活動。如“燃燒的條件”一課,我先提出問題:燃燒是人類最早利用的化學反應之一,人類已有幾十萬年的利用燃燒反應的歷史。燃燒與我們的生活以及社會的發展有著密切的聯系。那么物質燃燒時究竟需要什么樣的條件?并讓學生對照燃燒條件:可燃物;氧氣(或空氣);達到燃燒所需的最低溫度(著火點),讓學生討論,說出合理的猜想和假設。

猜想一:要有可燃物。(引導:所有的物質都能燃燒嗎?)

假設:所有物質都能燃燒。學生討論后自選實驗操作:

(1)用紙張在燈火上點燃能燃燒。

(2)用小石頭在燈火上點燃不能燃燒。

結論1:燃燒的前提是要有可燃物。

猜想二:要有氧氣。

學生實驗操作:

(1)白磷在盛有熱水的燒杯里不能燃燒。

(2)向盛有熱水的燒杯里的白磷通入氧氣能燃燒。

結論2:燃燒需要氧氣。

猜想三:物質的燃燒要達到一定的溫度。

學生實驗操作:讓白磷和紅磷同時分別放在熱水上面的銅板上。(出現的現象不同)。

結論3:燃燒需要達到一定的溫度。

在探究過程中,要做到師生互動有序。教師不要急于把結論告訴學生,而是讓學生各自把實驗結果及時報告出來,以便交流評價,這樣可讓教師在互動中學會等待,讓學生在互動中學會發現,構建探究過程中的新型師生關系。

四、科學探究應讓學生領略到化學的魅力

例如在學習“使用燃料對環境的影響”時,酸雨危害的探究,可讓學生思考酸雨對身邊物質(如植物、金屬制品、建筑物等)有什么影響入手,分別用自備的植物葉子、小鐵釘、小石子等,放進PH約4-5的稀硫酸(模擬酸雨)中觀察現象,這樣學生就很容易知道酸雨的危害。在教學中,學生通過觀察、對比現象,觀察到酸雨對植物的危害不及對金屬危害那么明顯,有個別學生提出“酸雨對植物的危害大嗎?”這樣的問題,我首先表揚他能提出問題,并讓學生們自由討論、各自發表自己的意見,然后,我用經“酸雨”浸泡時間較長的葉子讓同學觀察,結果學生看到較明顯的現象。通過引導、歸納,同學們知道了酸雨對植物的危害較大,并意識到酸雨危害大,且不易察覺,更應引起我們的注意。

五、科學探究應適當降低教材的難度

教師應對教材內容進行加工處理,適當降低難度,以促進學生自我探究,使學生探究從易入手,一步一個腳印,最后達到目的。

六、科學探究應注意學生知識經驗

從事科學探究要注意如何從已有的知識經驗出發來開展研究,特別是在觀察實驗、猜想與假設、解釋與結論等環節中。如做酸雨危害的模擬實驗來開展探究時,讓學生已掌握的“化學反應時常會看到放出氣泡”這一知識,在探究實驗時從金屬和大理石分別與酸雨反應放出的氣泡,探究出酸雨對金屬制品和建筑物等會造成腐蝕等知識。

(作者單位:廣東汕頭朝陽區南僑中學)

責任編輯李淳