開展探究性實驗，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識

何少文

實驗是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，探究性實驗既重視規(guī)律的驗證、實驗技能的培訓(xùn)，更強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過實驗在科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究方法上獲得感性體會和理性認(rèn)識。下面以探究“二氧化碳的性質(zhì)”這一課題為例，具體探討探究性實驗實施的運(yùn)作程式。

1. 創(chuàng)設(shè)問題情景 提出研究課題

教師提出研究課題：請同學(xué)們研究制取二氧化碳有幾種方法？看哪位同學(xué)設(shè)計的方案最多、最好？（在提出課題前讓學(xué)生查找能產(chǎn)生二氧化碳的物質(zhì)的有關(guān)資料。）該課題使學(xué)生的思維空間更廣闊，既有發(fā)展余地，又不脫離學(xué)生的知識基礎(chǔ)和認(rèn)知水平。該課題包含的知識內(nèi)容豐富，包括藥品選擇的探究，制取裝置的探究，二氧化碳性質(zhì)的探究，實驗方案的設(shè)計與評價等。其中，“最多”“最好”的誘導(dǎo)，激發(fā)了學(xué)生求奇求優(yōu)的創(chuàng)新意識和探究的積極性。若課題改為二氧化碳有哪些性質(zhì)，就顯得膚淺蒼白，失去了知識的魅力。

2. 分組討論，設(shè)計方案

提出課題后，學(xué)生分組討論設(shè)計方案，這時先不發(fā)給學(xué)生藥品，不給學(xué)生任何暗示，讓學(xué)生討論幾分鐘后，再發(fā)給學(xué)生藥品，學(xué)生針對藥品對自己設(shè)計的方案進(jìn)行反思。發(fā)的藥品有：石灰石、大理石、雞蛋殼、稀鹽酸、稀硫酸、碳酸鈉粉末、澄清石灰水、紫色石蕊試液。如果藥品不夠，可以再向老師要，即實驗采取“自助餐”式，給不同層次的學(xué)生均提供了較大的發(fā)展空間。然后4人一組進(jìn)行討論，學(xué)生根據(jù)已有的知識，討論制取二氧化碳的方法。這一過程學(xué)生大膽設(shè)想，仔細(xì)推敲，為自己提出的方案進(jìn)行論證。而教師不加任何引導(dǎo)、啟發(fā)，只要求學(xué)生一邊討論，一邊記錄，教師只是參與討論，對學(xué)生提出的方案不作評價，留給學(xué)生更多的思維空間。

3. 實驗探究 燃點激情

由于方案是學(xué)生自己提出的，是自己固有能力的展現(xiàn)，所以他們帶著自我評價、自我展示的心情參加實踐活動，對實驗的熱情和認(rèn)真的態(tài)度是可以預(yù)期的。隨著實驗的不斷進(jìn)行，各種奇異現(xiàn)象紛紛呈現(xiàn)。當(dāng)稀硫酸滴入大理石時，有的學(xué)生觀察到開始時產(chǎn)生氣泡，后來卻慢慢停止了；有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了大理石表面覆蓋了一層白色固體，有的學(xué)生將這白色固體洗掉，再滴加稀鹽酸，竟然產(chǎn)生持續(xù)的氣泡；有的學(xué)生向碳酸鈉粉末滴加稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，反應(yīng)速度非?？?，一下子就反應(yīng)完了；有的學(xué)生向雞蛋殼滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)也能持續(xù)地產(chǎn)生氣泡；有的學(xué)生用排水法收集二氧化碳，發(fā)現(xiàn)很難收集滿一瓶二氧化碳；有的學(xué)生對紫色石蕊試液產(chǎn)生好奇，于是嘗試將二氧化碳通入紫色石蕊試液，他驚奇地發(fā)現(xiàn)紫色石蕊試液竟然變成紅色。這些現(xiàn)象是什么原因產(chǎn)生的？眾多的困惑與熱切期待的目光紛紛投向教師，質(zhì)疑構(gòu)成了學(xué)生從一般性思維發(fā)展到創(chuàng)造性思維鏈上的關(guān)節(jié)點。

4. 師生互動交流 共同發(fā)展

這時教師并沒有直接向?qū)W生分析為什么，而是和學(xué)生一起通過平等對話，圍繞制取二氧化碳的方法進(jìn)行討論，然后各組交流設(shè)計思想和實驗結(jié)果。學(xué)生根據(jù)已有的基礎(chǔ)知識和實驗現(xiàn)象，在制取二氧化碳時，都選擇稀鹽酸和大理石、石灰石、雞蛋殼，制取裝置一般都選擇固體和液體不須加熱制取氣體的裝置。在討論過程中，學(xué)生始終處于主體位置，擔(dān)當(dāng)主角，老師只是在關(guān)鍵處稍加點撥。

在實驗中，在解答學(xué)生的一個問題“為什么不能用排水法收集二氧化碳”時，有一個學(xué)生立即回答“因為二氧化碳能溶于水?！绷硪晃粚W(xué)生又補(bǔ)充“而且二氧化碳能與水起化學(xué)反應(yīng)”。教師抓住該學(xué)生的思維亮點緊追一句，你怎樣知道的？該學(xué)生說：“向紫色石蕊試液通入二氧化碳?xì)怏w后試液變成紅色。”教師讓其他沒有做這個實驗的學(xué)生來試一下，果然紫色石蕊試液變紅了。這時教師啟發(fā)：“也可能是二氧化碳本身使紫色石蕊變紅。”于是學(xué)生們又互相討論、交流，很快就有了答案——向干燥的紫色石蕊通入二氧化碳?xì)怏w，看它是否變紅。教師立即給出預(yù)先準(zhǔn)備的“干燥紫色小花”讓學(xué)生試一下，果然紫色石蕊不變色。師生在輕松的對話中，在實踐中突破了教學(xué)難點，解決了制取二氧化碳的方法，同時二氧化碳的性質(zhì)也突現(xiàn)出來了。

5. 歸納總結(jié) 知識升華

歸納總結(jié)是發(fā)散思維到收斂思維的過程，也是學(xué)生的認(rèn)識提煉升華的過程。二氧化碳制取的方法總結(jié)如下：

（1）制取二氧化碳的方法：

藥品：稀鹽酸與大理石或石灰石或雞蛋殼。

反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

發(fā)生裝置：固+液→氣

收集方法：向上排空法

檢驗方法：向澄清石灰水通入氣體，若石灰水變渾濁，則該氣體是二氧化碳。

（2）總結(jié)出二氧化碳的性質(zhì)：

密度比空氣大，易溶于水，能與水和石灰水起化學(xué)反應(yīng)。

責(zé)任編輯 潘孟良