淺談“自然界中的水”的科學(xué)探究要素

蔣麗娟

科學(xué)探究包含的要素可以有：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等，當(dāng)然，一個(gè)探究過程包含的要素可多可少，順序也不固定.如對(duì)“自然界中的水”的探究過程如下.

一、提出問題

用多媒體演示儀播放我國(guó)出現(xiàn)的一些干旱和洪澇災(zāi)害，城市缺水等電視新聞片段，學(xué)生討論并提出如下問題：（1）水對(duì)生命活動(dòng)及人類的生產(chǎn)和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情況怎樣？為什么有的地方干旱缺水，有的地方卻洪澇成災(zāi)？（3）自然界中的水是否一樣？（4）為什么城市要使用自來水？（5）水體的污染來自哪些方面？如何保護(hù)寶貴的水資源？

二、收集證據(jù)

途徑一：回憶自己以前看過的有關(guān)水的報(bào)道.

途徑二：網(wǎng)上搜索.

途徑三：查閱報(bào)紙雜志等.

途徑四：社會(huì)調(diào)查：調(diào)查自來水廠生產(chǎn)過程，化工生產(chǎn)中用水、污水的凈化及排放情況，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥和化肥的施用情況，城市河流的污染來源等.

途徑五：實(shí)驗(yàn)探究

（一）猜想與假設(shè)

學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和平時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為自然界中的水是①一樣 ②不一樣 ③水相同，但水中還含有的其他相同的物質(zhì) ④水相同，但水中含有的其他不同的物質(zhì)

（二）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1.分別采集江水、河水、井水、蒸餾水，觀察發(fā)現(xiàn)江水渾濁，河水、井水、蒸餾水都澄清.

2.取江水兩份，其中一份加入少量明礬，都靜置，發(fā)現(xiàn)加明礬的很快變清，另一份長(zhǎng)時(shí)間后變清，再進(jìn)行過濾，濾液無色澄清，濾紙上有泥沙.

3.取部分濾液、河水、井水、蒸餾水分別加熱煮沸，再靜置冷卻，發(fā)現(xiàn)井水有白色沉淀物.

4.取少量濾液、河水、井水、蒸餾水放在玻片上，分別加熱蒸干，都產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣遇冷的燒杯底又凝聚成水，除蒸餾水外，其他在玻片上都留下痕跡.

5.在蒸餾水中加氯化鈣、碳酸鈣粉未、膽礬，攪拌后靜置，觀察現(xiàn)象.

6.在氯化鈣溶液、井水和蒸餾水中分別加一些肥皂水，攪拌，發(fā)現(xiàn)井水和氯化鈣溶液中泡沫很少，并形成白色垢狀物.

7.將濾液、河水、井水、蒸餾水分別加入水的電解器中通電并觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)都有氣體生成，電源正極放出的氣體少，負(fù)極放出的氣體多.

8.將負(fù)極氣體點(diǎn)燃并在火焰上方罩一干冷的燒杯，正極氣體用帶火星的木條檢驗(yàn).

（三）解釋和結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)1、2發(fā)現(xiàn)江水中有不溶性雜質(zhì)（泥沙），靜置后會(huì)沉淀，且加入明礬時(shí)能加快沉淀的速度，用過濾的方法可除去不溶性泥砂；由實(shí)驗(yàn)3、4發(fā)現(xiàn)濾液、河水、井水中有不同的雜質(zhì)而蒸餾水中沒有，固蒸餾水應(yīng)屬純凈物，自然界中的水一般不是純凈物；由實(shí)驗(yàn)5、6可知，水中可溶解多種物質(zhì)，而溶有其他物質(zhì)后，其性質(zhì)會(huì)有所改變；由實(shí)驗(yàn)7、8可知，水在電解時(shí)都產(chǎn)生了氫氣和氧氣，因此水是由氫氧兩元素組成.綜上所述，自然界中的水一樣，但水中一般會(huì)含有不同其他物質(zhì).

三、獲得結(jié)論

學(xué)生將搜集到的資料按下列分類進(jìn)行匯總，交流討論獲取共識(shí).（1）水是寶貴的自然資源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性質(zhì).（6）水的組成.

反思與評(píng)價(jià)：（1）如何用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定物質(zhì)的組成？（2）海水能否飲用？為什么？（3）如何保護(hù)寶貴的水資源？

評(píng)析：水的探究活動(dòng)通過播放有關(guān)水的電視錄相，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)為什么許多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等問題，從而為探究活動(dòng)作準(zhǔn)備，也培養(yǎng)了學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題，尋找科研課題的能力.

水是我們熟悉的物質(zhì)，但當(dāng)我們研究它時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)許多新的問題，這些問題一般都來自于社會(huì)和自然，解決這些問題獲得的知識(shí)最后又服務(wù)于社會(huì)和自然，從而激發(fā)了學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

學(xué)生雖然對(duì)水比較熟悉，但其知識(shí)點(diǎn)比較多，且比較零散，因此，難形成全面的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)將學(xué)生想到的和書本上的進(jìn)行整合而得到，其他資料的搜集和整理也不可能由一個(gè)人來完成，因此該探究過程要分組進(jìn)行，全體學(xué)生共同協(xié)作完成，培養(yǎng)學(xué)生的集體協(xié)作精神和分析整理能力.

環(huán)境保護(hù)是社會(huì)熱點(diǎn)問題，學(xué)生通過調(diào)查研究，逐步樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，初步形成主動(dòng)參與社會(huì)決策的意識(shí).

實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)思路是：通過自然界中的水因含有其他物質(zhì)而具有一些不同的性質(zhì)，我們用實(shí)驗(yàn)的方法分離出其中不溶和可溶的物質(zhì)，再在蒸餾水中加入其他物質(zhì)，使其具有不同的性質(zhì)，最后通過化學(xué)方法證明他們具有相同的組成，由此得出水的組成相同，水中能溶解多種物質(zhì)，自然界中的水一般都溶有許多物質(zhì)而不純等結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力.

通過實(shí)驗(yàn)初步掌握過濾操作技能，了解運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變的原理，分析物質(zhì)的組成的方法，促進(jìn)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，逐步樹立崇尚科學(xué)，反對(duì)迷信的觀念.通過社會(huì)調(diào)查，查閱資料，探究實(shí)驗(yàn)等途徑獲取證據(jù)，盡可能全面地、準(zhǔn)確地搜集證據(jù)，為解決問題做準(zhǔn)備，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、社會(huì)活動(dòng)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?探究活動(dòng)中教師可作為其中的一員，對(duì)探究進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和引導(dǎo)，但不能以教師為中心，而應(yīng)以學(xué)生為主體.科學(xué)探究既作為學(xué)習(xí)的方式，又作為學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)，教師將其落實(shí)到其他各主題的學(xué)習(xí)中，并以其作為突破口，改變?cè)虒W(xué)理念，全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì).

[江蘇省泰興市洋思中學(xué) （225400）]