化學(xué)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

曹培

摘要： 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，義務(wù)教育階段人教版九年級(jí)化學(xué)教材中光演示實(shí)驗(yàn)就有53個(gè)，探究和課外實(shí)驗(yàn)共23個(gè)，單元實(shí)驗(yàn)活動(dòng)共8個(gè)，在教學(xué)中若只是一味地重復(fù)前人的操作，讓學(xué)生照搬課本實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證知識(shí)的正確與否，必然會(huì)嚴(yán)重地束縛學(xué)生的思維，也會(huì)把化學(xué)課堂變成煩悶、枯燥的實(shí)驗(yàn)操作技能課;反之，若能正確引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生主動(dòng)去探索，體驗(yàn)知識(shí)的生成過程，則能在獲得新知的同時(shí)又可學(xué)會(huì)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，提高科學(xué)探究和舉一反三的能力。

關(guān)鍵詞： 實(shí)驗(yàn)? 科學(xué)探究能力? 化學(xué)課堂

在日常教學(xué)中，教師要深入研究教材實(shí)驗(yàn)，抽絲剝繭，挖掘教材背后的深意，發(fā)揮好實(shí)驗(yàn)的探究 功能 。

一、精心設(shè)計(jì)、模擬問題情境，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在探究精神

課堂中，有效的提問能觸動(dòng)學(xué)生更好、更深入地思考。要培養(yǎng)學(xué)生的探究精神就要先激活他們的主觀能動(dòng)性，驅(qū)動(dòng)學(xué)生尋著知識(shí)的脈絡(luò)進(jìn)行深入的探究。這就要求教師在課堂上要不斷地創(chuàng)設(shè)有意義的問題情境，讓學(xué)生在情境中質(zhì)疑和思考。

例如：探究“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用”，教材中的實(shí)驗(yàn)步驟主要如下：

①在試管中加過氧化氫溶液，用帶火星小木條檢驗(yàn)

②加入少量的MnO 2 ，再次檢驗(yàn)

③反應(yīng)結(jié)束時(shí)，重新加入過氧化氫溶液

④重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)

教材通過實(shí)驗(yàn)步驟①和實(shí)驗(yàn)步驟②的對(duì)比，意在說明二氧化錳能加快過氧化氫的分解速率。但若直接得出這樣的結(jié)論，便限制了學(xué)生思維的發(fā)展。

因此，在做完實(shí)驗(yàn)步驟①和步驟②時(shí)我便提出疑問：加入二氧化錳后，產(chǎn)生大量的氣泡。該氣體是什么？

學(xué)生：氧氣。

問：你們?cè)趺粗浪茄鯕饽兀?/p>

學(xué)生：帶火星的小木條復(fù)燃了，證明它是氧氣。

繼續(xù)追問：為什么加入二氧化錳后會(huì)產(chǎn)生大量的氧氣呢？可能的原因是什么？

問題一提出，學(xué)生們立馬安靜下來，陷入思考，不一會(huì)兒提出各種可能性。

學(xué)生1：可能是二氧化錳改變了過氧化氫的分解速率。

學(xué)生2：可能是二氧化錳自己分解產(chǎn)生了大量的氧氣。

學(xué)生3：可能是二氧化錳和過氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了大量的氧氣。

……

問：那么該怎樣設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證呢？

針對(duì)學(xué)生2的猜想，學(xué)生很自然想到單獨(dú)取少量二氧化錳于試管中，伸入帶火星的小木條，看是否復(fù)燃。

針對(duì)學(xué)生3的猜想，學(xué)生一時(shí)無解，個(gè)個(gè)緊縮眉頭。

時(shí)間一分一秒過去，他們已急不可耐地想知道答案。眼看時(shí)機(jī)已成熟，我適時(shí)引導(dǎo)：若二者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，則反應(yīng)物的量會(huì)有何變化？

學(xué)生異口同聲：減少。

話剛落，頓時(shí)有學(xué)生提出可比較反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量變化。

問：如何比較呢？

通過不斷引導(dǎo)，學(xué)生也可想到反應(yīng)前后各稱量一次，反應(yīng)后再進(jìn)行過濾、洗滌、烘干、稱量等。

這些問題的提出能有效驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行深入思考和探究，不僅加深了他們對(duì)催化劑概念的理解，也提升了他們的科學(xué)探究能力。

二、鼓勵(lì)學(xué)生啟蒙式的不成熟卻合理的想法

由于初中學(xué)生的年齡和心理特征，他們對(duì)事物往往充滿著好奇，思維往往比老師要活躍得多，對(duì)待同一個(gè)問題可以從多個(gè)角度提出各種看似“天馬行空”卻十分合理的想法，而這些想法很多只要稍加完善就可以變得十分有價(jià)值。因此，在教學(xué)中，教師應(yīng)多鼓勵(lì)學(xué)生啟蒙式的、不成熟卻合理的想法，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維。

例如：氣體的制備是初中化學(xué)教材中的一個(gè)重要內(nèi)容，也是中考的常考點(diǎn)。在學(xué)習(xí)常見的固液常溫型裝置時(shí)，如照本宣科，直接告訴學(xué)生發(fā)生裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)，學(xué)生參與感不強(qiáng)，課堂氛圍必然不溫不火，也造成學(xué)生對(duì)知識(shí)不能深刻地認(rèn)知、理解;當(dāng)遇到其他課堂中沒有見過的裝置，也很難做到舉一反三。于是在學(xué)習(xí)“能控制反應(yīng)發(fā)生和停止的裝置”時(shí)我便大膽放手，讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)，結(jié)果讓我驚嘆。剛開始學(xué)生對(duì)“發(fā)生和停止”還不能理解，我便以大理石和稀鹽酸的反應(yīng)為例，邊演示邊帶領(lǐng)學(xué)生分析。

分析：現(xiàn)在試管中有大理石，怎樣使大理石和稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)呢？

學(xué)生：往試管中傾倒稀鹽酸。

（按學(xué)生的想法來操作，并總結(jié)出大理石和稀鹽酸只要接觸即可發(fā)生反應(yīng)）

問：現(xiàn)在試管中已經(jīng)有大量的氣泡產(chǎn)生，怎樣停止反應(yīng)呢？

學(xué)生1：讓大理石和稀鹽酸不接觸。

學(xué)生2：對(duì)，讓大理石和稀鹽酸分離。

問：怎樣使它們分離呢？

學(xué)生立即提出用過濾的方法，這時(shí)如立即否定學(xué)生的想法，必然會(huì)傷及學(xué)生對(duì)未知探索的積極性。

我鼓勵(lì)道：對(duì)，過濾可以，但好像有點(diǎn)麻煩。能不能短時(shí)間內(nèi)立即停止反應(yīng)呢？

我們知道過濾是把固體攔在了濾紙上，液體留在了燒杯中，固液不接觸，反應(yīng)就停止了，但分離的速度有點(diǎn)慢，能否直接把固體全都分離出來呢？

學(xué)生3：用漏勺撈。

其他學(xué)生：還是有點(diǎn)慢，還需要一個(gè)個(gè)撈出來。

學(xué)生4：那就直接把固體放在漏勺中，反應(yīng)時(shí)把漏勺放下去接觸液體，要停止時(shí)就把漏勺抽出來。

其他學(xué)生：喔……，是的。

等其他同學(xué)反應(yīng)過來后，一聲聲贊嘆不斷響起。

學(xué)生5：還可以用紗布把固體包起來，再系上一根繩子。

學(xué)生6：還可以系上不和酸反應(yīng)的金屬絲。

（學(xué)生們你一言我一語，他們?cè)谟懻摵捅舜朔瘩g中設(shè)計(jì)出諸多類似的裝置）

繼續(xù)追問：前面的思路都是直接把固體撈出來，能否把液體分離出去呢？

學(xué)生1：插入注射器把液體吸走。

學(xué)生2：那得需要特別長的針頭才行。

學(xué)生3：那就從底部把液體吸走。

學(xué)生4：老師我覺得你喝水的茶杯就可以，上面有個(gè)漏網(wǎng)，把大理石放在漏網(wǎng)上，鹽酸放在下面，不用時(shí)用注射器把液體吸走。

學(xué)生5：那我這個(gè)飲料瓶也可以，固體用紗布包裹吊起來，想反應(yīng)時(shí)，就擠壓飲料瓶，讓大理石和鹽酸接觸;不想反應(yīng)時(shí)，就松開……

討論到激烈處，甚至有學(xué)生直接跑上講臺(tái)，拿出粉筆在黑板上畫出他的設(shè)計(jì)圖。這節(jié)課結(jié)束后我的內(nèi)心久久不能平靜，學(xué)生的討論聲似乎仍在我耳邊回蕩，我十分慶幸在這堂課中我大膽放手，激發(fā)出了他們腦中諸多精彩的想法。

三、關(guān)注課堂生成和實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象

在比較常見金屬的活潑性時(shí)，有5組學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論相同，但卻有一組學(xué)生往鋁片和鐵片中加入稀鹽酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡的速率遠(yuǎn)大于鋁和稀鹽酸的反應(yīng)……當(dāng)時(shí)在第一個(gè)班級(jí)我沒有特別在意，便忽略了該組的異常現(xiàn)象。課后覺得這樣的忽略會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，如不及時(shí)作合理解釋，勢(shì)必會(huì)給那一組的學(xué)生留下知識(shí)盲點(diǎn)，影響后續(xù)的教學(xué)質(zhì)量，也會(huì)讓學(xué)生對(duì)老師產(chǎn)生懷疑。

當(dāng)在另一個(gè)班級(jí)再次出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生分析原因：鋁片可能沒有打磨干凈、表面有一層致密的氧化鋁薄膜，阻止里面的鋁和鹽酸接觸……

再讓學(xué)生耐心地等待了幾分鐘，學(xué)生發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡速率明顯變快，還驚訝地發(fā)現(xiàn)試管發(fā)燙。這時(shí)我趁機(jī)讓學(xué)生繼續(xù)分析：為什么現(xiàn)在速率變快了呢？

學(xué)生1：氧化膜被消耗完了。

學(xué)生2：溫度升高，反應(yīng)速率加快了……

通過對(duì)異常現(xiàn)象的分析，學(xué)生明顯對(duì)氧化膜的理解更加清晰了。

我們的教學(xué)過程應(yīng)該是開放的、發(fā)散的，不是封閉的、死守的;是生成的，不是預(yù)設(shè)的。要精選實(shí)驗(yàn)，善用課堂生成性的問題循循誘導(dǎo)，才能讓課堂學(xué)習(xí)氛圍更加濃烈，授課內(nèi)容更加精彩，學(xué)生的探究能力得到更好的開發(fā)和拓展，課堂的內(nèi)容也才能被學(xué)生更好地接受、吸收。

責(zé)任編輯：黃大燦

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