始于真實 重在實踐

摘 要：為提高科學素養和形成終身學習的意識和能力，通過創設真實的實驗探究情境，以自主探究為手段，激發學生的主動性和創新意識，充分培養了學生分析問題、解決問題的能力，為提高學生的科學素養起到了導向作用。

關鍵詞：教學設計；自主探究；科學素養

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2012）02-0058-03

隨著素質教育的實施和不斷深入，科學探究題已成為考查學生科學素養水平的一道靚麗的風景線。在進行“科學探究”專題復習教學時，需要打破常規的授課方式，精心創設真實的探究情境，在學生真正體驗科學探究過程，感受科學探究的魅力和快樂的同時，培養學生的科學探究能力。現將“科學探究”專題復習教學中的一個課例呈現出來，意在為大家提供一個交流、探討和反思的平臺。

【教師】情境引入：酸和堿之間發生的中和反應很多需要借助酸堿指示劑才能完成，你能簡述氫氧化鈉溶液與鹽酸發生中和反應的實驗過程及實驗現象嗎？

【學生】表現出很熟知的表情，爭先恐后回答：向滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中逐滴滴加鹽酸，當溶液剛好變成無色時，表明二者恰好完全反應。

【教師】回答很好，今天我們重新探究氫氧化鈉溶液與鹽酸發生的中和反應。

演示實驗：向滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液樣品中逐滴滴加稀鹽酸，引導學生觀察實驗現象（溶液中產生了大量的氣泡且最終變成無色）。

【學生】所有學生都表現出疑惑的神情，自言自語地說：“咦，怎么會有氣泡產生呢？”

【反思】本段教學通過學生在已有的知識經驗和學習興趣的基礎上，結合化學實驗創設問題情境，引發認知沖突，以使學生通過對問題的內化、表征，發現問題并激發探究的欲望。

【教師】（也表現出驚訝的神態）怎么會有氣泡產生呢？

提出問題：請你對本實驗所產生現象的原因作出大膽的猜想并說出依據。

【學生】學生熱情高漲，紛紛發表見解。主要有以下兩種觀點。

生A：可能拿錯了藥品。

生B：氫氧化鈉溶液可能變質。因為氫氧化鈉溶液能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉。

【教師】向學生展示藥品，經檢驗盛放藥品試劑瓶標簽無誤。師生共同認為氫氧化鈉溶液已經變質。

追問：如何檢驗氫氧化鈉溶液已經變質？請各小組討論，制定出合理檢驗計劃，展示并與大家交流。

【學生】小組間討論，制定計劃。每組由一名學生介紹實驗計劃，板書實驗原理。

生A:取少量樣品于試管中，加適量稀鹽酸，若有氣泡產生，證明氫氧化鈉溶液已經變質。

反應原理為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

生B：取少量樣品于試管中，加適量Ca（OH）2溶液（或Ba（OH）2 溶液），若有白色沉淀產生，證明氫氧化鈉溶液已經變質。

反應原理為：Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH

生C：取少量樣品于試管中，加適量CaCl2 溶液（或BaCl2 溶液或Ca（NO3）2溶液），若有白色沉淀產生，證明氫氧化鈉溶液已經變質。

反應原理為：

CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl（其他反應原理，略）

評價方案：學生評價方案并確定上述方案可行。

【教師】組織學生根據提供的實驗儀器和藥品進行實驗檢驗，同時走入學生之中，指導實驗并解答疑問。

【學生】進行實驗。

1.進行實驗檢驗，從實驗中收集證據并記錄現象。

2.表達交流，形成結論（氫氧化鈉溶液已經變質）。

【反思】本段教學是為了使學生意識到提出問題和作出猜想對科學探究的重要性，知道猜想必須用事實來驗證。通過發現問題、猜想與假設、制定計劃、進行試驗、收集證據、反思與評價、表達與交流、形成結論等過程，使學生經歷完整的科學探究的過程，同時體驗科學探究的快樂。

【教師】既然大家已確認氫氧化鈉溶液變質，那么其變質程度如何？請你對溶液的成分做出合理的猜想與假設。

【學生】再次引發探究的欲望，同學間熱烈議論，對原溶液的成分作出全面猜想與假設。

生A：原溶液全部變質，溶質為碳酸鈉。

生B：原溶液部分變質，溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉。

【教師】追問：怎樣檢驗氫氧化鈉溶液的變質程度？請各小組繼續制定實驗計劃，并說出實驗的依據。

教師走進學生之中聽取學生意見，適時解答疑惑。

【學生】小組成員間討論后闡述實驗方案及原理。

實驗方案：取少量樣品于試管中，先加入足量的CaCl2溶液至不再產生沉淀，再滴加幾滴無色的酚酞試液，如果酚酞試液變紅，則原溶液部分變質；如果酚酞試液不變色，則原溶液全部變質。

生A：（補充）用Ca（NO3）2溶液或BaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液代替CaCl2溶液，也可以檢驗氫氧化鈉溶液的變質程度。

【教師】同學們充分進行了思考，請你們根據桌面上的儀器和藥品進行實驗驗證。教師走進學生之中指導實驗。

【學生】分組進行實驗。根據實驗現象確認氫氧化鈉溶液已經全部變質。

【反思】通過對變質后氫氧化鈉溶液成分的深入探究，培養學生深入思考和研究問題的精神品質，發展學生的實驗探究能力，提高他們的科學素養。同時發揮實驗小組的作用，讓每一位學生在小組內都有參與的機會。通過交流與合作，有利于學生取長補短，開闊思路，使學生認識到合作交流在科學探究中的重要作用。

【教師】同學們做得很好！老師設計了與同學們不同的實驗方案來檢驗氫氧化鈉溶液是否全部變質，請你們評價實驗方案是否可行。

投影實驗方案：

方案1：取少量樣品于試管中，直接滴加幾滴無色的酚酞試液，如果酚酞試液變紅，則原溶液部分變質；如果酚酞試液不變色，則原溶液全部變質。

方案2：取少量樣品于試管中，先加入足量的Ca（OH）2溶液（或Ba（OH）2溶液）至不再產生沉淀，再滴加幾滴無色的酚酞試液，如果酚酞試液變紅，則原溶液部分變質；如果酚酞試液不變色，則原溶液全部變質。

【學生】激發了高度的評價熱情。

生A：方案1可行，如果溶液全部變質，已經不存在NaOH，則無色酚酞試液不變色。如果溶液部分變質，溶液中存在NaOH，則無色酚酞試液變紅色。

生B：方案1不可行，因為Na2CO3溶液呈堿性，也能使無色的酚酞試液變紅色。

生C：方案2不可行，因為Na2CO3與Ca（OH）2反應生成了NaOH，無色的酚酞試液一定變紅色，故無法確定氫氧化鈉溶液是否完全變質。

【教師】追問：

1.用KOH溶液代替Ca（OH）2溶液可以嗎？

2.除Ca（OH）2溶液（或Ba（OH）2溶液）外，還可以使用哪些試劑也可以檢驗氫氧化鈉的存在呢？

【學生】沉默，思考，然后舉手回答。

生A：KOH既不與Na2CO3發生反應，又為原溶液提供了OH-。

生B：根據NaOH的化學性質，可以采用向反應后的溶液中加入適量的CuSO4溶液或FeCl3溶液或NH4NO3溶液進行檢驗，如果有沉淀或氣體產生，證明原溶液部分變質，否則原溶液全部變質。

【教師】同學們思考問題很縝密！回答的真棒！

拓展應用：

1.如何保存氫氧化鈉溶液呢？

2.如何利用變質的氫氧化鈉溶液制取純凈的氫氧化鈉溶液？怎樣獲得氫氧化鈉固體呢？

【學生】

積極踴躍地回答問題1：密封保存。

思考后回答問題2：先加入適量的Ca（OH）2溶液（或Ba（OH）2溶液）至不再產生沉淀，再過濾即可以得到純凈的氫氧化鈉溶液。如果將氫氧化鈉溶液蒸發水分就可以得到氫氧化鈉固體。

【反思】通過對知識的拓展延伸，使學生學會學以致用，學會理論聯系實際，使知識得以升華。

【教師】通過同學們的探究活動，你一定知道了氫氧化鈉溶液變質的原因，同時也學習了氫氧化鈉溶液變質及變質后成分的檢驗方法。下面我們對氫氧化鈉變質及檢驗歸納總結。投影：氫氧化鈉溶液變質及檢驗。

【學生】歸納總結：1．檢驗氫氧化鈉溶液是否變質，實際是檢驗Na2CO3是否存在。2．檢驗氫氧化鈉溶液是否完全變質，實際是先除去Na2CO3再檢驗NaOH是否存在。

【教師】在生產、生活中，還有哪種常見的物質與氫氧化鈉性質相似呢？

【學生】異口同聲回答：氫氧化鈣

【教師】對，請看，這是一包已使用的“生石灰干燥劑”，干燥劑是否變質？它有哪些物質成分？請各小組根據提供的儀器和用品對其進行探究實驗。

【學生】進行猜想、制定實驗計劃并進行實驗驗證。

總結歸納：生石灰變質及檢驗:

【反思】通過對“生石灰干燥劑”成分的探究，使學生有更多機會體驗實驗探究過程，在知識的形成、應用過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，在“做科學”的實踐中形成終身學習的意識和能力。

【教師】通過今天的實驗探究活動，同學們一定有很多收獲，你能說出科學探究活動一般包括哪些過程嗎？

【學生】科學探究包括發現問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、形成結論、表達與交流、拓展應用等過程。

【教師】同學們總結得很好！下面我們共同歸納科學探究的有關問題。

投影總結1科學探究的過程和試題結構類型

投影總結2探究題解題思路

實驗探究題常圍繞科學探究八要素，有側重地考察某一步或幾步。題目多從課本中的實驗衍生出來，或以化學實驗為基礎，與生產、生活實際相聯系。試題常以實驗操作、儀器的選擇和使用、信息解讀、實驗方案的設計評價、在生產生活中的應用等形式考查學生的實驗能力、閱讀能力、探究能力。

解題策略：解答探究題時，要通讀全題，明確提出的問題與各環節的聯系，不可斷章取義。平時應注意實驗的操作、現象觀察并加強對審題能力、信息遷移能力、探究能力等各種能力的培養。

【教師】南宋詩人陸游說：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。通過本節課的實驗探究活動，目的是使同學們要善于在學習、生活中發現問題，充分利用身邊的物品創設探究條件，動手實踐，用事實去分析問題、解決問題，從而發展科學探究能力，提高科學素養。

【反思】上課，對于學生而言，不僅僅是獲得知識，更重要的是受到啟迪。對于授課者而言，教師絕不是照本宣科，要引導學生不斷提出問題，引發思考，在培養學生掌握科學研究方法的同時，讓學生真正體驗到科學研究的嚴謹、價值。本節課通過創設真實的實驗探究情境，具體的實驗探究活動，進一步培養了學生分析、解決問題的能力，為發展學生的探究能力、培養科學素養起到了導向作用。

【責任編輯 張桂英】