例析初中化學實驗探究教學的實踐與思考

任俊平 周文榮

摘要：基于實驗探究教學的實踐，以探究鐵生銹條件、身邊的化學物質(zhì)、二氧化碳的制取、二氧化碳與氫氧化鈉反應以及人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)等課例或教學片斷為載體，從引發(fā)有價值的探究問題、設計有意義的探究過程、選擇有實效的探究方式等視角進行了分析和思考，以期促進一線教師深入踐行初中化學實驗探究教學。

關(guān)鍵詞：實驗探究;課例;探究問題;探究過程;探究方式

文章編號：1008-0546（2020）09-0079-02

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

實驗探究是初中化學重要的學習方式，是適應時代發(fā)展培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要途徑。基于對目前課堂中實驗探究教與學的現(xiàn)狀調(diào)查、分析與思考，筆者積極踐行以實驗探究為主的多樣化教學，改進學生學習方式，提高課堂學習效率，提升學生綜合素質(zhì)，促進學生可持續(xù)發(fā)展。

一、創(chuàng)設真實情境，引發(fā)有價值的探究問題

基于真實情境的實驗探究學習往往有許多問題需要去探究，但什么樣的問題最具有探究的價值和意義，值得思考和選擇。從有效學習的視角看，那些缺乏自主性、思維性和創(chuàng)造性的表面化淺層次的問題不應該作為實驗探究學習的核心問題。化學實驗探究學習選擇的問題應該是能激發(fā)學習興趣，豐厚學科知識，提高思維品質(zhì)，提升學科素養(yǎng)的核心問題。因此探究問題的確定要思考如下三個方面：定什么、怎么定、為什么？筆者認為有價值的探究問題源于學生積極的思考、認知的沖突、情感的激發(fā)和現(xiàn)象的感悟等方面。

例如，在《探究鐵生銹條件》教學時，筆者嘗試進行了如下的設計：

情境1：展示生銹鐵制品的圖片和實物。

問題1：請同學們思考一下鐵的生銹對我們的生活有哪些影響？

情境2：鐵的生銹不但會給我們的生活帶來不便，而且會造成巨大的資源損失，我們每一位公民都有責任減少這種損失（播放鐵生銹帶來的資源損失的視頻）！。

問題2：請同學們思考要減少鋼鐵因生銹而損失，我們應該首先知道什么？

情境3：生鐵和鐵銹的相關(guān)資料和組成（展示文本和圖片）。

問題3：請同學們根據(jù)生鐵和鐵銹的組成，思考鐵在空氣中生銹可能與外界哪些條件有關(guān)？

問題4：如何證明你的猜想？先請同學們認真閱讀“實驗小貼士”，然后分4人小組討論實驗設計方案，在討論充分的基礎(chǔ)上完成實驗。

問題5：在設計實驗方案時，你用了什么樣的化學思想和方法？

（學生分組討論后分享交流，最后師生共同總結(jié)）

問題6：請同學們再次分析生鐵和鐵銹的組成，思考哪個猜想是無需進行實驗探究就能說明是錯誤的，你的理論依據(jù)是什么？

情境4：鐵的生銹實驗看到明顯現(xiàn)象需要的時間很長，請大家觀看視頻（事先錄制的記錄每天鐵生銹變化情況的視頻），分析現(xiàn)象得出結(jié)論。

該實驗探究學習基于真實的教學情境，從知識的疑難處和學生的認知沖突處切入探究問題，引導學生圍繞情境展開活動，激發(fā)學生的探究欲望，激活學生的思維過程。該實驗探究學習利用有價值的探究問題驅(qū)動教學，突破知識重點、分解知識難點，引導學生從疑惑、困難的境地中走出迷茫。

二、基于素養(yǎng)發(fā)展，設計有意義的探究過程

實驗探究要真實地讓學生體驗從提出問題到得出結(jié)論的整個過程，只有親身經(jīng)歷了才能真正理解探究的意義和價值。因此，有意義的實驗探究要基于學生已有的經(jīng)驗和認知出發(fā)，能讓學生參與到探究過程中去，不能脫離學生的能力水平。實驗探究學習過程要突出知識有意義的探究，突出探究方法有意義的體驗，突出思維能力有意義的發(fā)展。

例如，《身邊的化學物質(zhì)》復習課，筆者進行了如下的設計：

學生活動1：四人一組將維生素C泡騰片放入水中。

問題1：請問看到了什么現(xiàn)象？

呈現(xiàn)資料：維生素C泡騰片的成分

問題2：根據(jù)信息，小組討論產(chǎn)生的氣體可能是什么？你應用了什么化學思想？一起來探究：

學生活動2：學生進行分組討論，然后學生代表分享交流討論結(jié)果。

問題3：請設計實驗驗證你的猜想？為什么泡騰片平時保存時不產(chǎn)生氣體？H2O有何作用？

學生活動3：學生交流分享，同伴評價，教師補充。

問題4：維生素C泡騰片應該如何保存？這樣保存還可以起到什么作用？

問題5：CO2、O2和H2O涉及人類生命活動的化學反應有哪些？從中你認識到了什么？

學生活動4：建構(gòu)知識網(wǎng)絡，認識化學變化中“變與不變”內(nèi)在化學本質(zhì)。

該實驗探究學習關(guān)注學生已有基礎(chǔ)知識，以泡騰片為實驗探究載體，從學生熟悉的CO2、O2和H2O三種身邊的物質(zhì)出發(fā)，在對問題探究的活動過程中不斷地完善對知識的重構(gòu)，引導學生理解化學變化的本質(zhì)，從守恒的思想認識化學變化中的“變與不變”，使知識的習得過程成為一個思維的發(fā)展過程，體現(xiàn)了有意義的體驗、有意義的探究和有意義的建構(gòu)。

三、關(guān)注有效課堂，選擇有實效的探究方式

實驗探究學習除了關(guān)注知識和技能的學習，更應該注重個性品質(zhì)、情感態(tài)度價值觀的引導，教師在實驗探究學習中既要扮演好學生學習的合作者、促進者的角色，更要扮演好學生終身發(fā)展的激勵者、引領(lǐng)者的角色。實驗探究方式要既要考慮學生學習的現(xiàn)狀、學習內(nèi)容的背景，還要考慮實驗探究的方式與學科的整合。教師在組織學生學習的過程中，要有“人無我有，人有我優(yōu)，人優(yōu)我新，人新我創(chuàng)”的靈活運用的思想，選擇多樣化的學習方式，提高學習效果的有效性。

1.引導學生自主探究，感悟?qū)嶒炋骄繉W習的創(chuàng)造性

實驗探究能有效地幫助學生理解知識，發(fā)展學生的思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。在化學學習中，教師要多利用各種各樣的實驗，引導學生去自主探究、自主建構(gòu)。例如，在探究“二氧化碳的發(fā)生裝置”時，先讓學生回顧氧氣的制取裝置，然后問學生“能否用這套裝置制取二氧化碳”，引導學生建構(gòu)選擇氣體發(fā)生裝置的兩個基本視角：反應物狀態(tài)和反應條件。在此基礎(chǔ)上，分小組由學生自主選擇儀器組裝一套合理的裝置，由小組代表向全班展示，同伴進行評價和改進，最后在大家意見一致的情況下呈現(xiàn)實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置。這種基于學生已有經(jīng)驗，通過學生自主參與的探究方式，充分激活了學生的參與熱情和創(chuàng)新思維。

2.開展分組合作探究，體驗實驗探究學習的協(xié)作性

合作能力是學生融入社會、與人交往的一種重要的可持續(xù)發(fā)展能力。教師在教學過程中要注重學生合作活動的設計，例如小組討論、分組辯論、合作探究等。在實驗探究學習過程中，要讓學生體驗操作員、觀察員、記錄員、匯報員等多種角色，在不同的探究過程中發(fā)揮每個學生不同的作用。實驗探究過程中要讓學生經(jīng)歷發(fā)表個人意見、小組集體討論、合作完成實驗、交流分享結(jié)果、達成共識的過程。實驗探究學習在注重學生間的合作的同時，也要注重教師與學生間的合作，要充分發(fā)揮好教師的提醒、指導、解惑的作用，促進實驗探究學習向高層次發(fā)展。

3.選擇合理環(huán)節(jié)探究，提高實驗探究學習的實效性

實驗探究學習可以整體探究，也可以部分探究。教師應盡可能提供機會讓學生體驗從提出問題到反思評價整個實驗探究學習的過程，但也可讓學生對某一知識點或某一環(huán)節(jié)進行部分探究。例如，在學習堿的性質(zhì)時，針對“如何證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應”這一個環(huán)節(jié)展開探究學習，教師先引導學生分組討論，然后交流各自的實驗方案后并完成實驗，在此基礎(chǔ)上教師再補充演示用二氧化碳傳感器、溫度傳感器測定二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應時濃度及溫度變化的實驗以及用pH傳感器測定二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應時pH變化的實驗，最后師生共同總結(jié)可以從生成物的產(chǎn)生、反應物的減少和能量變化的視角來驗證無明顯現(xiàn)象反應的發(fā)生。本案例的實驗探究側(cè)重于實驗方案的設計與改進這一環(huán)節(jié)，即進行了部分實驗環(huán)節(jié)探究。針對某一個環(huán)節(jié)的探究學習，可以抓住重點，有效地突破難點，讓學習更有實效。

4.聯(lián)系生活實際探究，認識實驗探究學習的價值性

探究源于問題。教師要善于聯(lián)系生活，引導將生活中的原始問題轉(zhuǎn)化成化學問題。例如，在學習《人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)》時，教師利用生活中做蛋糕的情境引出探究問題“如何鑒別面粉、奶粉和蔗糖”，通過學生分組討論后完成實驗。學生在實驗的基礎(chǔ)上分享實驗現(xiàn)象和結(jié)論“取三種固體于試管中加水溶解，能溶解的是蔗糖。往不溶解的兩支試管中滴加碘水，變藍的是面粉”。這時候教師及時投影出生活中奶粉的配料表，讓學生發(fā)現(xiàn)奶粉中也有淀粉，引發(fā)認知沖突，產(chǎn)生新的探究，最后得出結(jié)論是因為奶粉中淀粉含量較少的原因才不能使碘水變色。讓實驗探究學習為生活服務才能真正體現(xiàn)實驗探究的價值，因此，實驗探究可以課內(nèi)探究，也可以課外探究，從課堂拓展到生活，讓學生體驗對人類社會有價值、有作用的化學。