基于化學(xué)核心素養(yǎng)的五環(huán)式探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)

王有明 高有河

眾所周知，初中化學(xué)教師雖然能認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)的重要性，但是在具體操作中，實(shí)驗(yàn)一直處于被忽視的狀態(tài)。對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，有些教師包辦代替過多，照方抓藥的實(shí)驗(yàn)過多，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多，嚴(yán)重挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)新精神。針對上述現(xiàn)象，筆者在多年的初中學(xué)

教學(xué)實(shí)踐中摸索出一套“五環(huán)式探究實(shí)驗(yàn)”模式，在此與大家共同探討。

所謂“五環(huán)”指在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，按“提出問題”“作出猜想”“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”“動(dòng)手操作”“得出結(jié)論并總結(jié)”這五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)。下面以學(xué)生探索性實(shí)驗(yàn)《二氧化碳遇紫色石蕊試液變紅原因的探究》一課為例，談?wù)劇拔瀛h(huán)式探究實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式的操作與實(shí)施。

一、提出問題

教師在實(shí)驗(yàn)課一開始，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景：將CO2氣體通入到盛有紫色石蕊試液的試管里，結(jié)果變紅。使石蕊試液變紅的是什么物質(zhì)？

分析：第一環(huán)節(jié)是由老師來提問完成，因此問題的設(shè)置要生活化，同時(shí)的具有針對性和實(shí)效性。

二、作出猜想

經(jīng)過同學(xué)們討論做出以下猜想：

猜想一：CO2氣體能使石蕊試液變紅;

猜想二：溶液中的水能使石蕊試液變紅;

猜想三：H2O 和CO2發(fā)生反應(yīng)生成的H2CO3能使石蕊試液變紅。

分析：第二個(gè)環(huán)節(jié)是問題解決十分關(guān)鍵的一步，教師不要對學(xué)生進(jìn)行過多的干涉，即便學(xué)生的假設(shè)看起來相當(dāng)幼稚。只有這樣，我們才能使學(xué)生真正獲得問題解決的能力。也只有這樣，對科學(xué)的本質(zhì)、科學(xué)家工作的真諦學(xué)生才能真正領(lǐng)略到。同時(shí)，同學(xué)們的注意偏離了問題本身，教師不妨給予簡單的提醒和引導(dǎo)，但不能干涉學(xué)生對問題的思考。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

針對上述猜想，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生借助以往實(shí)驗(yàn)及豐富的聯(lián)想，大膽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)他們設(shè)計(jì)出不同的方案。

方案一：“氣吞小花”—— 將石蕊溶液染成紫色干燥的紙花直接放入盛滿CO2的集氣瓶中。

方案二：“清水澆花” —— 向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上直接噴澆清水。

方案三：“水氣潤花” —— 向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上噴清水后放入盛滿CO2的集氣瓶中。

方案四：“醋酸噴花” —— 向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上直接噴白醋。

分析：在學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，教師應(yīng)參與討論，對提出可行性方案的學(xué)生要及時(shí)表揚(yáng)，對設(shè)計(jì)不妥的方案，要耐心給予指導(dǎo)。通過這一環(huán)節(jié)的教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識及生活經(jīng)驗(yàn)，親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并可及時(shí)驗(yàn)證，從而培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的方法解決問題的學(xué)習(xí)習(xí)慣，發(fā)展了學(xué)生的想像力和創(chuàng)新精神，讓他們自己體驗(yàn)一回“小小科學(xué)家”。

四、動(dòng)手操作

這一環(huán)節(jié)讓學(xué)生圍繞剛才的問題，針對自己設(shè)計(jì)的四組實(shí)驗(yàn)方案，分組后逐一操作實(shí)驗(yàn)。操作過程中應(yīng)體現(xiàn)“做中學(xué)”及“做中求證”的教學(xué)思想，讓學(xué)生用自己思維的方案去操作、去發(fā)現(xiàn)、去觀察、去思考，既培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，又培養(yǎng)學(xué)生探究未知的創(chuàng)新精神，真正做到“手、眼、鼻、耳、腦”的結(jié)合并用。當(dāng)然，整個(gè)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生必須嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作。要仔細(xì)觀察現(xiàn)象，如實(shí)做好記錄，積極思考，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中碰到疑難問題，應(yīng)向指導(dǎo)老師請教;如發(fā)生意外，教師要及時(shí)處理，以確保實(shí)驗(yàn)安全。

五、得出結(jié)論并總結(jié)

通過第四環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)，教師引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)一弄清問題。

①在“實(shí)驗(yàn)一”中，將石蕊溶液染成紫色干燥的紙花直接放入盛滿CO2的集氣瓶中，紙花沒有變紅，因此說明“猜想一”是錯(cuò)誤的，即就是CO2氣體不能使石蕊試液變紅。

②在“實(shí)驗(yàn)二”中，向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上直接噴清水。紙花沒有變紅，因此說明“猜想二”是錯(cuò)誤的，即就是H2O不能使石蕊試液變紅。

③在“實(shí)驗(yàn)三”中，向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上噴清水后放入盛滿CO2的集氣瓶中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紙花變紅了，因此說明“猜想三”是正確的，即就是H2O 和CO2發(fā)生反應(yīng)生成的H2CO3能使石蕊試液變紅。

④在“實(shí)驗(yàn)四”中，向石蕊溶液染成紫色干燥的紙花上直接噴白醋。結(jié)果發(fā)現(xiàn)紙花也變紅了，因此說明白醋也能使石蕊試液變紅。

結(jié)論：H2O +CO2=H2CO3，H2CO3能使石蕊試液變紅。

總結(jié)：通過上述實(shí)驗(yàn)我們不難發(fā)現(xiàn)，H2CO3能使石蕊試液變紅;醋酸也能能使石蕊試液變紅。再測試一下：稀鹽酸、稀硫酸都能使石蕊試液變紅。于是我們總結(jié)出一條結(jié)論：一般情況下酸能紫色的石蕊試液變紅。

學(xué)生在“提出問題—作出猜想—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作—得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并總結(jié)”的學(xué)習(xí)過程中，敢于提出質(zhì)疑，并親手操作，發(fā)展了試驗(yàn)探究能力。我覺得，在初中化學(xué)教學(xué)過程中，我們教師的職責(zé)不在于傳授給學(xué)生多少化學(xué)知識，而是要教會(huì)學(xué)生掌握一種探究事物的方法。老師傳授的知識或許會(huì)隨時(shí)間的流失而忘記，但這種探究方法卻像無形的風(fēng)吹進(jìn)學(xué)生的心里，帶給他們一種永恒的影響，使之終生受益。