談探究式教學設計——以香煙煙氣成分的探究為例

鄒文生

（廣州市廣外附設外語學校 廣東 廣州 510450）

建構主義學習理論認為，學習是學習者通過已有的認知結構（包括原有的知識經驗和認知策略）對新信息進行主動加工而建構的，并不是把知識直接從外界搬到記憶中去的；在學習過程中，學習者不是知識的被動接受者，而是知識的主動建構者，外界施加的信息只有通過學習者的主動建構才能變成自身的知識；在一定的問題情景中，學習者通過交流、合作和探究，對客觀世界做出反應，一方面對新信息的意義進行建構，另一方面完成對原有經驗的改造和重組。顯然，在中學化學課堂教學中提倡“自主探究”的教學方式，有利于促進學生對知識的主動建構，有利于培養學生的創新精神，以及提高學生的實踐能力。

一、探究式教學的模式

基于對建構主義學習理論的認識，在化學課堂實施自主探究教學的組織過程如下：

我們認為，課前準備為學生創設了主動學習的環境和條件，回憶聯想則喚醒了學習新知識所需的知識經驗，而問題探究是該模式的核心，又包括四個基本過程——發現問題、提出假設、實驗論證、獲得結論，這是自主探究學習的實質性過程。評價反思是通過反思新知識的獲得過程，通過新舊知識的比較，幫助學生完成知識的建構。提出新的問題是為了維持學生探究學習的欲望，培養探究的習慣。

二、香煙煙氣成分的探究教學設計

1．教學目標

了解香煙煙氣的成分及其危害，初步學會設計實驗進行探究的技能；學會運用科學探究的方法進行學習，并在與他人的合作中體驗探究的樂趣，提高科學素養，培養人文精神。

2．教學重難點

香煙煙氣成分的檢測方法及實驗設計

3．教學組織過程

（1）課前準備

學生調查香煙的種類及其煙氣的危害

（2）香煙煙氣成分的探究過程

［問題引入］“吸煙有害健康”，這已經成為全人類的共識，你學完了有機化學內容后，對這個問題是怎樣思考的？

［學生提出問題］

①香煙燃燒時釋放的煙氣有哪些化學成分呢？

②為什么吸煙有害健康？

［問題引入］根據日常生活經驗，你認為香煙煙氣中有哪些化學成分呢？哪些對人體有害？

［學生提出假設］

假設一：煙絲源自植物的葉子，煙絲的主要成分是有機物，那么煙氣中含二氧化碳和一氧化碳。

假設二：香煙煙盒上均有焦油和煙堿含量標識，那么香煙煙氣中的焦油和煙堿對人體有危害。

假設三：香煙煙氣中可能還含有其它物質，一部分對人體有害。

假設四：考慮過濾嘴的作用，那么無過濾嘴香煙對吸煙者有害，而普通過濾嘴香煙對吸煙者無害。

［導引1］要了解香煙煙氣中的主要物質和有害物質，你還需要做些調查工作，請展示你課前收集的有關香煙煙氣的信息。

學生課前通過查閱資料、瀏覽網頁，收集了相關信息。

［學生匯報］見表1、表2。

表1 煙氣中的主要物質

表2 煙氣中的主要有害物質

［導引2］怎樣用實驗驗證你的假設？對于你調查出來的其他物質，你還能設計哪些實驗來進行檢驗？

［教師提供信息］尼古丁能溶于酒精，并且與氯化汞溶液會產生白色沉淀。

［學生制定實驗計劃］①檢測煙氣中是否含有CO2；②煙氣中醛類等還原性物質的檢測；③煙氣中尼古丁的檢測；④進行有、無過濾嘴香煙燃燒后的煙氣毒性對比實驗，檢驗香煙過濾嘴的作用。

［導引3］根據你的實驗計劃，如何設計切實可行的實驗方案？

［學生討論］……

［學生提出實驗方案］

（一）使用澄清石灰水檢測煙氣中是否含有CO2。

（二）煙氣中醛類等還原性物質的檢測：①用高錳酸鉀溶液；②銀鏡反應。

（三）用氯化汞溶液來檢測煙氣中的尼古丁。

（四）通過有、無過濾嘴香煙燃燒后煙氣與動物鮮血反應來進行CO毒性對比實驗。

［學生提出設計難點］煙氣怎樣順利通過各裝置？動力何在？

［導引4］想想儲氣瓶的工作原理，你會獲得哪些啟示？

［學生討論］儲氣瓶釋放氣體需要進水加壓……

［導引5］如果要吸進氣體呢？

學生茅塞頓開，想到虹吸現象，設計裝置的難點迎刃而解。

［學生設計實驗裝置］

設計實驗裝置圖如下：

［學生準備實驗］在實驗室中，各探究小組領取儀器、藥品，做好實驗前的準備工作。

［學生實驗］安裝好儀器，首先檢驗裝置的氣密性。并按圖中所示逐一加入試劑。然后，點燃香煙，打開a夾和b夾，儲氣瓶中的水由于虹吸而流出，儲氣瓶中產生負壓而吸入煙氣?！?/p>

［證據收集、分析、處理］學生整理實驗檢測結果如表3、表4、表5：

表3 煙氣中CO2、尼古丁的檢測

表4 煙氣中還原性物質的檢測

表5 有、無過濾嘴香煙產生CO的定性檢驗

［導引］通過探究活動，你的收獲有哪些？還有哪些不足？

［學生反思］這次探究活動使我們對吸煙有害人體健康有了較為深刻的認識，糾正了香煙過濾嘴可減少吸煙危害的錯誤認識。但也存在一些缺憾：（1）無過濾嘴香煙和過濾嘴香煙的煙氣中CO的含量未能做定量測定，過濾嘴香煙燃燒產生的CO并不一定比普通香煙低，因為過濾嘴會造成缺氧性燃燒；（2）在醛類的檢驗時，銀鏡有時不能形成，出現黑色沉淀，可能還受到煙氣中其它還原成分的影響；（3）活動中對香煙煙霧危害的驗證實驗做的少。

［教師反思］（1）通過 “香煙煙氣成分的探究”活動，學生對吸煙有害人體健康有了切身的認識和體會。也使學生逐步認識到運用化學知識可以改善人們的生活狀況、影響人們的生活質量，并能夠創造性地解決個人與社會生活的有關問題，提高了學生從化學的角度關注社會生活的意識。（2）科學探究活動培養了學生靈活應用化學知識的創新思維能力。在探究活動中，學生學習的過程由掌握知識的狀態轉向探索知識的形成過程，學生把化學知識與觀察、判斷、推理及思維能力結合起來，從而能動地獲得對化學知識的理解。（3）如何把在探究活動中教者的引導作用發揮得更好，有待繼續努力。（4）要合理搭配學生探究小組成員，使組間差異縮小。

［1］ 任長松.探究式學習——學生知識的自主建構［M］.北京：教育科學出版社，2005

［2］ 陳蘇蘇.化學探究式教學中學生思維的引導［J］.化學教與學，2011，（1）