初中化學(xué)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施的階段性策略

摘要：結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探討在初中化學(xué)教學(xué)過程中采取符合學(xué)生認(rèn)知的階段性教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中自我建構(gòu)知識(shí)體系，切實(shí)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展。

關(guān)鍵字：初中化學(xué)教學(xué)；探究性學(xué)習(xí)；活動(dòng)實(shí)施

文章編號(hào)： 1005–6629(2012)6–0026–03 中圖分類號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

以探究性學(xué)習(xí)為手段培養(yǎng)學(xué)生的探究能力是課程改革的迫切需要，也是化學(xué)學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)的充分體現(xiàn)[1]。通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)使學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的習(xí)得過程，獲得科學(xué)的思維方法，提高分析問題和解決問題的能力是化學(xué)教學(xué)必須遵循的規(guī)律。

初三是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的起始階段，學(xué)生雖然對(duì)這樣一門學(xué)科具有濃厚的興趣，但知識(shí)基礎(chǔ)較為薄弱，操作技能明顯欠缺，思維能力也有所不足。在此背景下，實(shí)施探究性學(xué)習(xí)不能一蹴而就，需要根據(jù)中學(xué)生知識(shí)形成和發(fā)展的過程與心理成長(zhǎng)的特征分階段的實(shí)施。這是一個(gè)由淺入深、循序漸進(jìn)、不斷深化的過程。

1 教師示范，感受探究方法

在教學(xué)起始階段，限于學(xué)生知識(shí)、技能、能力發(fā)展的現(xiàn)狀，教師有必要通過精心的過程設(shè)計(jì)，通過細(xì)致的示范演示，通過科學(xué)的方法指導(dǎo)，通過合適的問題引導(dǎo)，促使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的重要作用，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，獲取科學(xué)探究的基本方法。

例如，在上海初中化學(xué)教科書中“走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”中設(shè)有“拓展視野”欄目，主題是“怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”。在教學(xué)時(shí)，筆者將其設(shè)計(jì)成探究形式，按“實(shí)物展示→提出問題→提出假設(shè)→顯示資料庫(kù)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)驗(yàn)、觀察、討論→得出結(jié)論”的過程展開。操作過程均由教師演示，在各個(gè)環(huán)節(jié)中均提出針對(duì)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生展開積極思維，形成對(duì)于科學(xué)探究過程與特征的初步了解。

實(shí)際上，演示實(shí)驗(yàn)由于操作過程由教師掌控，學(xué)生減輕了操作負(fù)擔(dān)，可以更為專致地進(jìn)行科學(xué)思維，這就為學(xué)生理解探究過程提供了不可多得的機(jī)會(huì)。因此，在演示實(shí)驗(yàn)中，教師要讓學(xué)生明確探究實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)要求。鼓勵(lì)學(xué)生善于觀察，勇于提出問題，提出假設(shè)，自己設(shè)計(jì)（或部分設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)方法和步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果，通過分析和推理，得出結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，一般要查閱有關(guān)資料，要結(jié)合探究問題對(duì)資料進(jìn)行篩選。實(shí)驗(yàn)時(shí)態(tài)度要認(rèn)真，操作要規(guī)范，觀察要仔細(xì)，記錄要如實(shí)（從發(fā)光、發(fā)熱、生成沉淀或氣體等角度描述）。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題（多想幾個(gè)為什么）、學(xué)會(huì)分析和得出結(jié)論。

2 簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)探究過程

在教師看來很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于初學(xué)化學(xué)的學(xué)生來說，也是有一定思維容量的。因此，在初學(xué)階段，教師根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)，設(shè)計(jì)有一定整合性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生親自嘗試，積極思維，體驗(yàn)探究的樂趣。

例如，在上海初中化學(xué)教科書第一章“化學(xué)的魅力”復(fù)習(xí)課上，筆者安排了以下探究性問題：實(shí)驗(yàn)桌上有兩瓶標(biāo)簽脫落在一旁的無色液體，一瓶是澄清石灰水，一瓶是蒸餾水，該如何加以鑒別呢？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并提出可能的結(jié)論。

學(xué)生初步交流實(shí)驗(yàn)方案，有的說吹氣，有的說通入二氧化碳，有的說滴加石蕊試液，有的說蒸發(fā)，還有的說測(cè)定密度……

接著筆者讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。有的直接往試劑瓶中吹氣，短時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，就說吹氣不行；有的取樣不規(guī)范，試劑滴到外面，或不同滴管混用；有的蒸發(fā)時(shí)忘記攪拌，導(dǎo)致液體濺出……

實(shí)驗(yàn)后，由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)闡述自己的實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象與結(jié)果，全班學(xué)生一起討論其正確性與合理性，交流心得體會(huì)與疑惑。

學(xué)生討論和實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師以合作者的身份參與到方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中，參與質(zhì)疑和討論，加強(qiáng)對(duì)方案的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和基本實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范化指導(dǎo)。

此教學(xué)過程較為成功，其關(guān)鍵在于以下幾個(gè)方面：一是技能要求較為簡(jiǎn)單，如吹氣、取液、蒸發(fā)等，減輕了學(xué)生的操作壓力；二是學(xué)生具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)，在先前其他學(xué)科（如科學(xué)）的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步獲得了溶液與蒸餾水的區(qū)別等基礎(chǔ)知識(shí)，從而降低了探究難度；三是內(nèi)容具有一定開放性，學(xué)生很容易想到一個(gè)或多個(gè)方案，因而可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情。

英國(guó)哲學(xué)家約翰·密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。教師必須注意給學(xué)生營(yíng)造寬松、民主、自由的氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出實(shí)驗(yàn)方案，充分肯定學(xué)生在提出實(shí)驗(yàn)方案過程中的主動(dòng)參與精神。另外，教師應(yīng)保護(hù)學(xué)生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們?cè)诒ＷC安全的前提下按照自己的方案進(jìn)行探究活動(dòng)，讓學(xué)生在探究過程中經(jīng)受挫折和磨練，并體驗(yàn)探究的樂趣和成功的喜悅。

3 小組合作，激發(fā)探究熱情

當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)基本操作有了一定的基礎(chǔ)后，教師可以選取教材上有一定思維容量的內(nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)行合作探究。通過小組內(nèi)成員間的相互交流、互教互學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主體性、創(chuàng)造力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、合作技能；通過小組間的競(jìng)爭(zhēng)，可培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，讓學(xué)生積極樂觀地迎接挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

例如，在“質(zhì)量守恒定律”的課堂教學(xué)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)探究。

學(xué)生首先提出不同的假設(shè)：反應(yīng)前后質(zhì)量不變；反應(yīng)前后質(zhì)量變大；反應(yīng)前后質(zhì)量變小；反應(yīng)前后質(zhì)量可能變大，也可能變小，由不同的反應(yīng)所決定。筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)。

經(jīng)過討論，篩選后各組均進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：A.硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)；B.滴有酚酞的氫氧化鈉溶液與鹽酸反應(yīng)；C.大理石與稀鹽酸反應(yīng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究，很多學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量應(yīng)該不變，但為什么C反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量減少了呢？

筆者啟發(fā)學(xué)生寫出三個(gè)反應(yīng)的文字表達(dá)式，學(xué)生很容易就明白了C反應(yīng)中生成了二氧化碳?xì)怏w的緣故。于是，筆者進(jìn)一步設(shè)問：如何改進(jìn)C實(shí)驗(yàn)裝置呢？有三個(gè)小組認(rèn)為，在錐形瓶口套一個(gè)氣球，將氣體收集起來。也有兩個(gè)小組認(rèn)為，將氣體通入澄清石灰水中。

接著進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。前三組的學(xué)生目瞪口呆，天平的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，沒有達(dá)到預(yù)期的目的。后兩組的學(xué)生一臉喜悅，實(shí)驗(yàn)成功了！

于是，筆者再次設(shè)問：在密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)前后應(yīng)該沒有質(zhì)量損失，那么，到底是什么原因?qū)е绿炱讲黄胶饽兀吭诮處煹囊龑?dǎo)下，經(jīng)過小組激烈討論，最終找到了浮力的原因，所有同學(xué)都顯得異常興奮。

在此階段中，教師要注意異質(zhì)同組，關(guān)注每個(gè)學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)。適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一些與假設(shè)或猜想“相違背”的實(shí)驗(yàn)方案，引發(fā)新的認(rèn)知沖突。教師要充分地發(fā)揮支架作用，巧妙地運(yùn)用提問和設(shè)問策略引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探索。要留出足夠的時(shí)間，讓學(xué)生去思辨、去探究，提高小組合作探究的質(zhì)量和效果。教師要及時(shí)肯定學(xué)生在小組合作中的探究精神，更要表揚(yáng)提供問題資源的小組以及同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)合作精神。

4 專題研究，發(fā)展思維深度

隨著學(xué)生對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力的逐步提高，在初三后期的復(fù)習(xí)階段，采用以課外探究與課上交流相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)專題研究，可以顯著激發(fā)學(xué)生的高品質(zhì)思維。

二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有一定難度。在復(fù)習(xí)氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，筆者安排學(xué)生課下自主探究或合作交流證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一周以后課上交流。

同學(xué)們查閱或自行設(shè)計(jì)了很多方案[2]，部分設(shè)計(jì)如圖1所示：

接著筆者讓學(xué)生拿出事先準(zhǔn)備好的儀器和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示，并進(jìn)行方案評(píng)價(jià)。同學(xué)們都被精彩的實(shí)驗(yàn)震驚了，我也被學(xué)生靈活的思維深深震撼了！正當(dāng)大家陶醉的時(shí)候，忽然有一個(gè)小組的同學(xué)提出了質(zhì)疑：上述實(shí)驗(yàn)并不能證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，因?yàn)槎趸家才c水反應(yīng)，應(yīng)該進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

這時(shí)又有同學(xué)提出上述實(shí)驗(yàn)存在一些不足：橡皮塞打孔有一定的難度；膠頭滴管中吸入的氫氧化鈉溶液較少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等。該同學(xué)以廢棄礦泉水瓶、針筒和氣球?yàn)椴牧显O(shè)計(jì)了一組測(cè)定二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2所示。通過b、c對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明二氧化碳確實(shí)與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)。接著向c反應(yīng)后的溶液中注入約1 mL氯化鈣溶液（或氫氧化鈣溶液），能看到非常明顯的白色沉淀，如組圖2（d）所示，進(jìn)一步確定二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)。接著學(xué)生闡述了該實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新之處：（1）融合了通過壓強(qiáng)變化和檢驗(yàn)產(chǎn)物兩個(gè)角度驗(yàn)證氫氧化鈉溶液與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)；（2）取材容易、造價(jià)低廉、經(jīng)濟(jì)環(huán)保；（3）無需雙孔塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，現(xiàn)象明顯。本組簡(jiǎn)易裝置取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果，教室里頓時(shí)響起了雷鳴般的掌聲……

a.收集滿二氧化碳的瓶口套一個(gè)橡皮泡

b.向a瓶中注入約10 mL蒸餾水

c.向a瓶中注入約10 mL濃氫氧化鈉溶液

d.向c瓶得到的溶液中注入約1 mL氯化鈣溶液

圖2 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)

最后，在筆者引導(dǎo)下，學(xué)生歸納出探究性實(shí)驗(yàn)的一些方法要領(lǐng)：

一個(gè)中心：以探究目的為中心。

一條主線：以物質(zhì)的性質(zhì)為主線。

兩種方法：對(duì)照實(shí)驗(yàn)、控制變量法。

通過實(shí)驗(yàn)專題探究，一方面鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面優(yōu)化了思維品質(zhì)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)踐能力和創(chuàng)新思維都得到了較大幅度的提高。在此階段中，要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，在課前進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)器材的的準(zhǔn)備，利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。課上進(jìn)行方案交流和實(shí)驗(yàn)展示。師生要就實(shí)驗(yàn)的合理性、科學(xué)性、實(shí)效性等作出分析評(píng)價(jià)，要解惑、糾錯(cuò)、點(diǎn)撥、激勵(lì)。另外，教師也要參與其中，關(guān)注課外實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備情況，并提供部分實(shí)驗(yàn)所需的試劑及儀器，保證學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)有序、緊張、愉快地進(jìn)行。特別重要的是，要引導(dǎo)學(xué)生在專題探究中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，在學(xué)法上得以提升。

總之，在化學(xué)教學(xué)過程中，要采取符合學(xué)生認(rèn)知的階段性教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生在探究中自我建構(gòu)知識(shí)體系，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。切實(shí)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海市教育委員會(huì)編.上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].上海：上海教育出版社，2005.

[2]王剛盛.挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)涵，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（1）：21~23.