課堂教學(xué)中的活動與探究——用科學(xué)探究方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)

孫燕南

（南大附中 江蘇南京 210000）

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，如何引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)探究的方法去進(jìn)行課堂教學(xué)中的活動與探究，這對培養(yǎng)學(xué)生自主探究，提高能力，學(xué)好化學(xué)至關(guān)重要。

科學(xué)探究首先要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，變教師主講為引導(dǎo)學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí)。為此教師一定要研究教材，進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計，創(chuàng)設(shè)出能夠激發(fā)學(xué)生興趣、啟發(fā)學(xué)生思維、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的問題情境，在情境中引導(dǎo)學(xué)生自行解決問題。下面就是我在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行活動與探究的做法之一。

《對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究》是初中化學(xué)學(xué)習(xí)以來進(jìn)行的第一個比較系統(tǒng)的活動與探究，如何通過這個活動與探究實驗，來進(jìn)行科學(xué)探究對學(xué)生來說意義重大，這將影響學(xué)生以后能否用科學(xué)探究的方法去學(xué)習(xí)化學(xué)，起到示范的作用。我在這節(jié)課中是這樣設(shè)計和開展的。

【復(fù)習(xí)提問】首先進(jìn)行了與本節(jié)課有關(guān)知識內(nèi)容的復(fù)習(xí)：1．人體吸入的空氣___________（填是或不是）單一的物質(zhì)；2．能使澄清石灰水變渾濁的氣體是___________，能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體是___________，把燃著的小木條伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中，現(xiàn)象是___________，將燃著的小木條伸入空氣瓶中，現(xiàn)象是___________。然后過渡引入新課。

我們每分每秒都要進(jìn)行呼吸，那么我們吸入的是什么氣體，呼出的又是什么氣體呢？（學(xué)生很快說出：空氣、二氧化碳；教師反問：呼出的氣體中只有二氧化碳?xì)怏w嗎？請同學(xué)們思考）上節(jié)課我們對蠟燭及其燃燒進(jìn)行了活動與探究，同學(xué)們學(xué)會了觀察實驗的方法，本節(jié)課繼續(xù)進(jìn)行實驗探究，并了解科學(xué)探究的一般步驟。

【講授新課】“二、對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”

【提出問題】我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同？鼓勵同學(xué)們大膽的猜想與假設(shè)。學(xué)生答：呼出的氣體只含二氧化碳；除二氧化碳外還含有水蒸氣；除二氧化碳和水蒸氣外還含有氮氣等氣體；許多學(xué)生大膽猜想，敢于發(fā)表自己的看法，經(jīng)過討論、分析，得出了比較合理的猜想與假設(shè)。

【猜想與假設(shè)】吸入空氣與呼出氣體成分是相同的，但氣體成分的含量可能不同。

教師繼續(xù)引導(dǎo)，如何證明你們的猜想與假設(shè)？學(xué)生答：用實驗來證明。接下來一個步驟就是設(shè)計實驗，通過實驗驗證猜想。根據(jù)什么原理來設(shè)計？（學(xué)生答：猜想與假設(shè)）首先我們要做什么？（學(xué)生答：收集氣體）

【設(shè)計實驗】

思考：怎樣收集我們呼出的氣體呢？問題拋出后，教師用排水集氣法收集兩瓶呼出的氣體，在演示實驗中教師邊做實驗邊引導(dǎo)，學(xué)生們一個個看得很出神，不自覺地進(jìn)入了學(xué)習(xí)情境之中，為了讓學(xué)生更好的掌握用排水法收集氣體的方法，我又讓學(xué)生回憶了剛才的操作步驟：①將集氣瓶充滿水；②收集呼出的氣體；③用玻璃片蓋好瓶口，將集氣瓶正放在桌上。且每一個步驟我都要學(xué)生講清原理？學(xué)生也能逐一答出：①集氣瓶中無氣泡說明瓶中充滿水；②呼出的氣體不易溶于水，可用排水法收集；③呼出的氣體密度比空氣大，所以瓶口向上正放等。

那么空氣如何收集？學(xué)生答：取出兩個空集氣瓶并蓋上玻璃片即為兩瓶空氣。

（教師）兩種氣體已收集好（待下面?zhèn)溆茫旅娴牟襟E就是實驗驗證。用什么樣的操作方法進(jìn)行實驗驗證呢？（提示）可根據(jù)已學(xué)過的知識來檢驗氣體，經(jīng)討論、分析得出用以下三種實驗方法來驗證。

【實驗驗證】

（實驗1）用澄清石灰水檢驗空氣與呼出氣體中的二氧化碳的含量

（實驗2）用燃著的木條檢驗空氣與呼出氣體中的氧氣的含量

（實驗3）用對著干燥的玻璃片呼氣的方法檢驗空氣與呼出氣體中的水蒸氣的含量

教師分別進(jìn)行了三個實驗的演示，然后提問：在三個實驗中看到什么現(xiàn)象？每個現(xiàn)象說明什么問題？學(xué)生搶著回答問題，表現(xiàn)參與探究實驗的熱情很高漲。

實驗一中的現(xiàn)象是：空氣瓶中不渾濁，呼出氣體瓶中變渾濁，說明呼出氣體中的二氧化碳含量比空氣中的多。

教師追問：空氣瓶中不渾濁，是不是空氣中不含二氧化碳？學(xué)生答：不是，那是為什么？是因為空氣中的二氧化碳含量少。

實驗二中的現(xiàn)象是：空氣瓶中的木條繼續(xù)燃燒，火焰無明顯變化，呼出氣體瓶中的木條熄滅，說明呼出氣體中的氧氣含量比空氣中的少。

教師又追問：呼出氣體瓶中的木條熄滅，是不是呼出的氣體中不含氧氣？學(xué)生答：不是，那又是為什么？是因為呼出氣體中的氧氣含量少。

實驗三中的現(xiàn)象是：呼氣的玻璃片表面有小水珠（或變得模糊或一層水霧），而空氣中玻璃片無明顯變化，說明呼出氣體中的水蒸氣含量比空氣中的多。

教師給予充分肯定，同學(xué)們回答得非常正確，說明同學(xué)們對實驗現(xiàn)象觀察的比較仔細(xì)，描述的也很詳細(xì)。學(xué)生的興趣被激發(fā)了，思維也被啟發(fā)了，解決了探究問題。通過觀察實驗現(xiàn)象，得出了實驗結(jié)論。下一個步驟就是記錄與結(jié)論。

【記錄與結(jié)論】

吸入空氣與呼出氣體成分是相同的。但呼出氣體中的二氧化碳和水蒸氣比空氣中的多，氧氣的含量比空氣中的少。強調(diào)“兩多一少”。

在整個探究實驗過程中，我們還有哪些地方需要改進(jìn)的，這就需要我們進(jìn)行反思與評價。最后一個步驟就是反思與評價。有少數(shù)同學(xué)提出了自己的想法：收集呼出的氣體，如果讓我們來實驗就更好了，我就順勢利導(dǎo)，布置了當(dāng)天的化學(xué)作業(yè)：回家利用家中的玻璃杯、吸管、盆等常見物品，練習(xí)用排水法收集呼出的氣體。

【反思與評價】

實驗驗證的結(jié)果有兩種情況：猜想與假設(shè)可能正確或不正確。若猜想與假設(shè)不正確，就需要反思，從實驗中找原因，你一定會有新的發(fā)現(xiàn)，找到解決問題的途徑和辦法。反思教學(xué)就是為了改進(jìn)教學(xué)上的不足，更好的完善教學(xué)。

（討論）完成一個探究實驗，大致要經(jīng)過怎樣一個過程？

經(jīng)過上述實驗過程的活動與探究，同學(xué)們很自然說出六個過程。水到渠成，教師小結(jié)科學(xué)探究的一般步驟：

提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計實驗→實驗驗證→記錄與結(jié)論→反思與評價

為了檢驗同學(xué)們本節(jié)課學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法并獲得化學(xué)知識掌握的情況，接下來我又讓學(xué)生思考了以下幾個問題。

（1）什么樣的氣體可用排水法收集？

（2）用排水法收集氣體時，如何確定瓶中氣體已集滿？

（3）為什么要做對比實驗，通常在什么條件下必須要做對比實驗？

三個思考題大部分學(xué)生基本都能回答出來，課堂上學(xué)生參與探究的積極性一直保持比較好的狀態(tài)，在積極熱烈的氣氛中結(jié)束了這堂課。最后教師對這節(jié)課進(jìn)行了小結(jié)。

這節(jié)課學(xué)生很輕松的在活動與探究實驗中掌握了科學(xué)探究的一般步驟。教師教得輕松，學(xué)生學(xué)得也輕松。美國學(xué)者鮑里奇教授說得好，五種關(guān)鍵行為缺一不可：“清晰授課；多樣化教學(xué)；任務(wù)向?qū)В灰龑?dǎo)學(xué)生投入學(xué)習(xí)過程；確保學(xué)習(xí)成功率。”因此，教師要在研究中教學(xué)，在教學(xué)中研究，才可以讓我們的學(xué)生在課堂上受益更多。