淺談“自然界中的水”的科學探究要素

蔣麗娟

科學探究包含的要素可以有：提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等，當然，一個探究過程包含的要素可多可少，順序也不固定.如對“自然界中的水”的探究過程如下.

一、提出問題

用多媒體演示儀播放我國出現的一些干旱和洪澇災害，城市缺水等電視新聞片段，學生討論并提出如下問題：（1）水對生命活動及人類的生產和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情況怎樣？為什么有的地方干旱缺水，有的地方卻洪澇成災？（3）自然界中的水是否一樣？（4）為什么城市要使用自來水？（5）水體的污染來自哪些方面？如何保護寶貴的水資源？

二、收集證據

途徑一：回憶自己以前看過的有關水的報道.

途徑二：網上搜索.

途徑三：查閱報紙雜志等.

途徑四：社會調查：調查自來水廠生產過程，化工生產中用水、污水的凈化及排放情況，農業生產中農藥和化肥的施用情況，城市河流的污染來源等.

途徑五：實驗探究

（一）猜想與假設

學生根據已有知識和平時積累的經驗，認為自然界中的水是①一樣 ②不一樣 ③水相同，但水中還含有的其他相同的物質 ④水相同，但水中含有的其他不同的物質

（二）進行實驗

1.分別采集江水、河水、井水、蒸餾水，觀察發現江水渾濁，河水、井水、蒸餾水都澄清.

2.取江水兩份，其中一份加入少量明礬，都靜置，發現加明礬的很快變清，另一份長時間后變清，再進行過濾，濾液無色澄清，濾紙上有泥沙.

3.取部分濾液、河水、井水、蒸餾水分別加熱煮沸，再靜置冷卻，發現井水有白色沉淀物.

4.取少量濾液、河水、井水、蒸餾水放在玻片上，分別加熱蒸干，都產生水蒸氣，水蒸氣遇冷的燒杯底又凝聚成水，除蒸餾水外，其他在玻片上都留下痕跡.

5.在蒸餾水中加氯化鈣、碳酸鈣粉未、膽礬，攪拌后靜置，觀察現象.

6.在氯化鈣溶液、井水和蒸餾水中分別加一些肥皂水，攪拌，發現井水和氯化鈣溶液中泡沫很少，并形成白色垢狀物.

7.將濾液、河水、井水、蒸餾水分別加入水的電解器中通電并觀察現象，發現都有氣體生成，電源正極放出的氣體少，負極放出的氣體多.

8.將負極氣體點燃并在火焰上方罩一干冷的燒杯，正極氣體用帶火星的木條檢驗.

（三）解釋和結論

由實驗1、2發現江水中有不溶性雜質（泥沙），靜置后會沉淀，且加入明礬時能加快沉淀的速度，用過濾的方法可除去不溶性泥砂；由實驗3、4發現濾液、河水、井水中有不同的雜質而蒸餾水中沒有，固蒸餾水應屬純凈物，自然界中的水一般不是純凈物；由實驗5、6可知，水中可溶解多種物質，而溶有其他物質后，其性質會有所改變；由實驗7、8可知，水在電解時都產生了氫氣和氧氣，因此水是由氫氧兩元素組成.綜上所述，自然界中的水一樣，但水中一般會含有不同其他物質.

三、獲得結論

學生將搜集到的資料按下列分類進行匯總，交流討論獲取共識.（1）水是寶貴的自然資源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性質.（6）水的組成.

反思與評價：（1）如何用實驗的方法測定物質的組成？（2）海水能否飲用？為什么？（3）如何保護寶貴的水資源？

評析：水的探究活動通過播放有關水的電視錄相，激發學生的認知沖突，引導學生發現為什么許多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等問題，從而為探究活動作準備，也培養了學生善于發現問題，尋找科研課題的能力.

水是我們熟悉的物質，但當我們研究它時，卻發現許多新的問題，這些問題一般都來自于社會和自然，解決這些問題獲得的知識最后又服務于社會和自然，從而激發了學生的求知欲，培養了學生的學習興趣.

學生雖然對水比較熟悉，但其知識點比較多，且比較零散，因此，難形成全面的認識，實驗的設計應將學生想到的和書本上的進行整合而得到，其他資料的搜集和整理也不可能由一個人來完成，因此該探究過程要分組進行，全體學生共同協作完成，培養學生的集體協作精神和分析整理能力.

環境保護是社會熱點問題，學生通過調查研究，逐步樹立珍惜資源、愛護環境、合理使用化學物質的觀念，關注與化學有關的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識.

實驗探究的設計思路是：通過自然界中的水因含有其他物質而具有一些不同的性質，我們用實驗的方法分離出其中不溶和可溶的物質，再在蒸餾水中加入其他物質，使其具有不同的性質，最后通過化學方法證明他們具有相同的組成，由此得出水的組成相同，水中能溶解多種物質，自然界中的水一般都溶有許多物質而不純等結論，從而培養學生的實驗探究能力.

通過實驗初步掌握過濾操作技能，了解運用化學反應前后，元素種類不變的原理，分析物質的組成的方法，促進對物質世界的認識，逐步樹立崇尚科學，反對迷信的觀念.通過社會調查，查閱資料，探究實驗等途徑獲取證據，盡可能全面地、準確地搜集證據，為解決問題做準備，同時培養學生的觀察能力、社會活動能力、實驗能力.探究活動中教師可作為其中的一員，對探究進行適當的補充和引導，但不能以教師為中心，而應以學生為主體.科學探究既作為學習的方式，又作為學習的內容和目標，教師將其落實到其他各主題的學習中，并以其作為突破口，改變原教學理念，全面提高學生的科學素質.

[江蘇省泰興市洋思中學 （225400）]