培養(yǎng)學(xué)生探究能力是化學(xué)教學(xué)的生命線
——以《金剛石、石墨和C60》一課為例

楊春陽(yáng)

（廣東省廣州市花都區(qū)城區(qū)教育指導(dǎo)中心，廣東廣州 510800）

探究能力，作為人們探索、研究自然規(guī)律和社會(huì)問(wèn)題的一種綜合能力，通常包括提出問(wèn)題的能力、收集資料和信息的能力、建立假說(shuō)的能力、進(jìn)行社會(huì)調(diào)查的能力、進(jìn)行科學(xué)觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力、進(jìn)行科學(xué)思維的能力等。新課程倡導(dǎo)以科學(xué)探究為突破口，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，探究則是教學(xué)的生命線。因此，在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和探究能力，尋求培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效途徑和策略是化學(xué)教師應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。鑒于上述現(xiàn)狀，對(duì)《金剛石、石墨和C60》教學(xué)進(jìn)行探究性研究，從而讓學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)意識(shí)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、分析思維、推理能力等探究能力。

1 布置課前作業(yè)挖掘?qū)W生對(duì)新知的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和國(guó)家認(rèn)同感

金剛石、木炭和活性炭等單質(zhì)碳既是生活中學(xué)生熟悉的物質(zhì)，石墨烯材料又是與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)，所以教學(xué)中提前布置作業(yè)，讓學(xué)生在課前去收集相關(guān)碳單質(zhì)的素材，提前利用網(wǎng)絡(luò)查找資料，一些學(xué)生甚至創(chuàng)作出小品和歌曲，不僅可以使課堂更精彩，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生搜索和分析網(wǎng)上資料的能力和探索未知世界的意識(shí)。通過(guò)閱讀書本資料卡片和拓展材料，幫助學(xué)生了解碳單質(zhì)的研究進(jìn)展，同時(shí)也提高學(xué)生的閱讀素養(yǎng)。課堂上，學(xué)生暢所欲言，積極發(fā)言，還能說(shuō)出我國(guó)在單質(zhì)碳超導(dǎo)方面的研究是走在國(guó)際前列的，“中國(guó)天才少年”曹原對(duì)世界石墨烯材料的發(fā)展做出的巨大貢獻(xiàn)。中國(guó)的科研成就使得一股民族自豪感植入到學(xué)生心中，增強(qiáng)了學(xué)生的國(guó)家認(rèn)同感，從而達(dá)到育人目的。

2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新精神

波義耳說(shuō)：“知識(shí)應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)中來(lái)，實(shí)驗(yàn)是最好的老師。”從素質(zhì)教育來(lái)分析，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能傳授知識(shí)和技能，訓(xùn)練科學(xué)方法和思維，還能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)精神。

關(guān)于“烘烤過(guò)的木炭或活性炭吸附色素”的實(shí)驗(yàn)，課前實(shí)驗(yàn)嘗試過(guò)中塊狀木炭或顆粒狀活性炭吸附色素，確實(shí)現(xiàn)象不明顯，容易讓學(xué)生對(duì)課本實(shí)驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生質(zhì)疑。通過(guò)不斷嘗試，將顆粒狀活性炭磨成粉末狀，增強(qiáng)了活性炭接觸面積，紅墨水顏色變化顯著。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，考慮粉末狀的活性炭會(huì)對(duì)顏色有干擾，可以在吸附后增加一步過(guò)濾的操作。

經(jīng)過(guò)研究，將演示實(shí)驗(yàn)“烘烤過(guò)的木炭或活性炭吸附色素”變成探究實(shí)驗(yàn)。首先提供塊狀烘烤過(guò)的木炭、顆粒狀活性炭和其他實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，讓學(xué)生先根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)要求分別去做吸附實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和老師給的結(jié)論有些差距，于是引導(dǎo)學(xué)生思考，塊狀的木炭和顆粒狀活性炭為什么吸附效果不夠明顯，如何增強(qiáng)活性炭的吸附性，有學(xué)生說(shuō)增強(qiáng)了活性炭接觸面積，進(jìn)一步又有學(xué)生提出將顆粒狀活性炭磨成粉末狀，接著讓學(xué)生根據(jù)猜測(cè)進(jìn)行論證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)證明粉末狀活性炭吸附能力較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。在吸附實(shí)驗(yàn)中師生交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明設(shè)想，培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。

3 利用模型認(rèn)知物質(zhì)的性質(zhì)，建立探究化學(xué)問(wèn)題的思維方法

證據(jù)推理與模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)維度之一。金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)生而言是難點(diǎn)，僅僅從書本圖片看金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)示意圖，學(xué)生對(duì)三種碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)還是比較表面，更加無(wú)從得出三種碳單質(zhì)的性質(zhì)和用途。書本中金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)示意圖是平面的，要學(xué)生建立立體思維，就必須利用金剛石、石墨和C60的模型。在教學(xué)中，利用幾組金剛石、石墨和C60的模型，讓學(xué)生分小組感受三種碳單質(zhì)不同的立體結(jié)構(gòu)，金剛石正八面體結(jié)構(gòu)、石墨六邊形層狀，層與層之間可以滑動(dòng)，C60球形結(jié)構(gòu)，接著讓學(xué)生預(yù)測(cè)三種碳單質(zhì)性質(zhì)和用途的可能結(jié)果，讓學(xué)生初步形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)（或性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）、性質(zhì)決定用途（或用途反映性質(zhì)）”的思維方法，建立解決化學(xué)問(wèn)題的思維方法。再繼續(xù)建立“性質(zhì)決定用途（或用途反映性質(zhì)）”的思維方法，探究金剛石和石墨的性質(zhì)和用途時(shí)，不能為了省時(shí)間，讓學(xué)生直接劃書或直接觀看視頻獲取知識(shí)。不放過(guò)任何一次能讓學(xué)生探究的機(jī)會(huì)，利用玻璃刀、鉛筆、電極等，讓學(xué)生親自檢驗(yàn)金剛石的硬度和石墨的硬度、導(dǎo)電性，讓學(xué)生自己去探究它們的性質(zhì)和用途。

為了強(qiáng)化學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)（或性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）、性質(zhì)決定用途（或用途反映性質(zhì)）”的思維方法，還設(shè)計(jì)了“角色扮演”游戲環(huán)節(jié)，采取3人小組合作學(xué)習(xí)，上講臺(tái)扮演一種碳的單質(zhì)，一個(gè)人講自己的結(jié)構(gòu)，一個(gè)人講自己的性質(zhì)，一個(gè)人講自己的用途。“角色扮演”考驗(yàn)了學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)”、“性質(zhì)”和“用途”概念的理解，考查學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)”、“性質(zhì)”和“用途”之間的聯(lián)系，樹立了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)（或性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）、性質(zhì)決定用途（或用途反映性質(zhì)）”的觀念。這種教學(xué)形式新穎，讓學(xué)生在游戲中鍛煉了語(yǔ)言表達(dá)能力，也在歡笑中收獲知識(shí)。

4 師生共同設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，提升學(xué)生探究和思維能力

思維導(dǎo)圖是一種思維的工具。化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程是思維的過(guò)程，如何利用思維導(dǎo)圖優(yōu)化化學(xué)學(xué)習(xí)是值得關(guān)注和研究的課題。我在教學(xué)中并不是直接將思維導(dǎo)圖畫個(gè)學(xué)生，而是和學(xué)生一起設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，可以讓學(xué)生產(chǎn)生更多有價(jià)值的想法，激發(fā)創(chuàng)造力，形成想象力。師生共同設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，不會(huì)固化學(xué)生的思維，從而于無(wú)形中提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力。當(dāng)學(xué)生的思維得到激發(fā)，往往會(huì)得到意外的收獲，圖1就是師生共同完成的思維導(dǎo)圖。

5 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)教學(xué)的最終目標(biāo)是將學(xué)生培養(yǎng)成有科學(xué)素養(yǎng)、探究能力的復(fù)合型人才，更好地推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，為國(guó)家的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。本文以《金剛石、石墨和C60》一課為例，就初中化學(xué)課堂教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)進(jìn)行精確分析，希望能夠?yàn)楫?dāng)前學(xué)生探究能力的培養(yǎng)提供幫助。