學生科學探究素養培養初探

陳紅

摘 要：以氫氧化鈉變質為探究對象，以問題鏈的提出、分析討論、解決、評價為載體，以實驗探究形式進行培養學生科學探究素養的實踐。

關鍵詞：問題；實驗探究；科學素養

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）08-114-02

復習階段很多一線教師都發出過“多次練習，多次講解，學生怎么還出錯？”的怨言和無奈。“堿的化學性質”一直是初中化學的難點又是中考的熱點，常規的復習方法是總結堿的通性，再練習加深鞏固的應試復習方式。筆者嘗試以“培養學生科學探究素養”為主旨的化學復習，以氫氧化鈉的變質為探究對象，以實驗探究的形式開展教學，以問題帶性質、以分析問題帶方法指導、以解決問題為平臺提高學生的思維能力。

一、教學基本思路

本節課運用一個有趣的魔術實驗作為引入，以問題鏈“氫氧化鈉露置在空氣中如何變質？”、“如何檢驗氫氧化鈉變質？”“如何檢驗氫氧化鈉是否全部變質？”“如何測定氫氧化鈉變質程度？”為線索設計本課學生活動探究，各位同學在教師指導下，通過小組討論，設計簡單的化學實驗活動方案；與他人合作，積極參與實驗；并對獲得的事實進行加工整理；最后還需對探究結果的可靠性進行反思評價、尋找問題并提出改進的具體建議；認識定量研究對于化學科學發展的重大作用。

二、教學過程

1、創設情境，提出問題

魔術表演：推入左注射器液體，氣球變大；推入中間注射器中液體， 溶液中冒出氣體，氣球變小；拉右注射器，注射器中液體變渾濁。

師：為什么有這么奇妙現象呢？這與我們今天復習的內容“堿的化學性質”有關。

2、探究氫氧化鈉變質。

（1）探究活動一：檢驗氫氧化鈉變質。

同學在做堿性質實驗時老師發現很多同學沒有把氫氧化鈉的瓶塞及時蓋上，這個小小的失誤是否可能對氫氧化鈉產生影響？用方程式表示出你的觀點。

生：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

師：這個反應沒有明顯現象，那如何檢驗氫氧化鈉已經變質了呢？

生：討論、實驗、匯報、并分別板演化學方程式。

生1：取樣，滴加足量稀H2SO4或稀鹽酸，看到產生氣泡。

生2：取樣，滴加Ca Cl2、Ca（OH）2、BaCl2或者Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀。

學生實驗驗證氫氧化鈉樣品已經變質。

（2）探究活動二：檢驗氫氧化鈉是否全部變質。

同學們經過實驗驗證氫氧化鈉已經變質。那氫氧化鈉是否全部變質？問題關鍵是碳酸鈉存在情況下檢驗NaOH的存在。

學生實驗1：樣品溶液中滴加酚酞試液。

學生實驗2：樣品溶液中滴加Ca Cl2溶液，在上層清夜中滴加酚酞試液。

學生評價：要想檢驗出NaOH的存在與否，必須先排除Na2CO3的干擾。Na2CO3溶液呈堿性，也能使酚酞溶液變紅。所以實驗1酚酞溶液變紅不能證明氫氧化鈉存在。

學生評價：實驗2的Ca Cl2溶液必須足量，否則無法排除Na2CO3的干擾。

師：（1）BaCl2是否可以用Ba（OH）2代替？

（2）BaCl2是否可以用稀H2SO4代替？

總結：實驗方案設計不僅需要定性考慮試劑種類，還要定量考慮試劑的量。

（3）探究活動三：檢驗氫氧化鈉變質程度。

經過檢驗氫氧化鈉固體部分變質，那又如何知道變質了多少？即能否確定各自的質量分數？（為復雜問題簡單化，假設氫氧化鈉固體變質的產物是Na2CO3），

生：討論，設計方案并交流。

方案一：一定量的樣品，加入稀H2SO4，測出生成的CO2氣體的質量。

方案二：取一定量的樣品，配成溶液，加入足量BaCl2溶液，經過過濾、洗滌、干燥后測定生成的BaCO3的質量。

生：各小組利用實驗方案一進行實驗，公布結果。

生：實驗方案中，可能會有哪些因素造成結果有誤差，并尋找解決的辦法。

師生共同討論誤差原因，并運用電子白板技術完善實驗裝置，引發實驗一誤差的因素及改進措施。

教師總結：科學研究來不得半點馬虎。

前后呼應，課堂小結：誰能破解老師課堂開始的魔術奧秘嗎？同學們還有哪些疑惑？

三、教學反思

《課程標準》明確指出：以提高學生科學素養為主旨。由于復習課的課堂容量大、節奏快、時間緊，這就要求我們教師首先考慮在有限的復習時間里，如何針對復習主題，從繁多的知識中篩選出最優的復習內容。

1、設計教學目標、重難點時注重發展科學素養。筆者在設計該課的教學目標時，力爭讓學生達到如下標準：初步體驗到科學探究是人們獲取科學知識、認識客觀世界的重要途徑；能意識到提出問題和做出猜想對科學探究的重要性；科學探究可以通過實驗、觀察等多種手段獲取事實和證據；會對自己或同學的方案進行評價；認識到定性和定量研究都是科學探究的手段。

學生新課時已經對氫氧化鈉和碳酸鈉的性質有所了解，但是，靈活應用這些性質去解決綜合問題，發展科學素養則是復習課主要解決的問題。本節課的教學重點是幫助學生發現問題，并歸納出方案設計的一般思路和方法，這也是科學探究的關鍵所在，教學難點就是“學生思維能力的發展和思維品質的提升”。

2、教學時力爭達到求新、求實。在設計復習課引入一個魔術實驗的教學情境。通過氣球“不吹自大”、“不吹又變小”、“溶液變渾濁”等情境激發學生學習興趣、能夠讓學生積極主動參與教師組織的課堂活動，達到了“求新”的目的。

以發生在學生身邊的真實問題“實驗時粗心的同學忘記將氫氧化鈉溶液蓋上橡皮塞”切入主題，派生出“敞口氫氧化鈉是否變質？變質生成了什么物質？如何檢驗是否變質？部分變質還是全部變質？如果變質，變質到什么程度？”等一系列問題，這些真實、可信、能引發新問題的問題鏈貫穿教學始末，在這些探究問題的引領下，學生的好奇心與求知欲被再次激發，活動形式有討論、實驗、評價，學生實驗觀察時聚精會神，討論時據理力爭，計算時緊張有序，以較好的狀態進入課堂學習角色，達到了“求實”的效果。

由此可見，教師在復習階段要善于挖掘文本內容，重組教材，設計教學方案和教學時要注意力爭達到求新、求實，注重培養學生科學探究素養。