例談科學探究活動多維空間的創(chuàng)設

黃佳鳳（福建省明溪縣城關中學　福建明溪　365200）

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例談科學探究活動多維空間的創(chuàng)設

黃佳鳳
（福建省明溪縣城關中學福建明溪365200）

摘要：文章從教學實例中分析說明如何創(chuàng)設探究活動的多維空間，切實起到探究的作用，使得課堂有效有趣并逐步提高學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞：動手；動口；動腦；科學素養(yǎng)

一、積極創(chuàng)設探究活動的動手空間

科學探究不同于分組實驗活動，它可演示、可視頻，也可學生動手操作或課外自行延伸學習。相比之下，讓學生自行動手實驗，最能為探究過程提供直接的依據(jù)，也最能激發(fā)學生學習化學的興趣。這就需要教師對探究活動方案進行思考研究，設計出與教材內(nèi)容相一致且適合學生動手的最佳方案。

1.選擇現(xiàn)象明顯、操作簡單的探究活動為學生分組實驗

教材列舉的21個科學探究活動，有些是現(xiàn)象明顯、操作簡單耗時短的。這部分探究作為學生分組實驗成功率高，神奇的現(xiàn)象能激發(fā)學生的探究興趣，更能愉悅地學習。如“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的作用”的探究，同學們往小試管里加入過氧化氫溶液，用一帶火星的細香伸入試管一試，不復燃。加入少量二氧化錳粉末后，再用帶火星的細香試一下，“啪”細香復燃，熄滅，再試，又復燃，真是好玩。于是他們就會積極思考二氧化錳為何物，能有如此神效。親身的實驗感受強烈激發(fā)了同學學習的好奇心，燃起探究的希望之火。

2.選擇實際用量少、儀器小巧的微型化實驗作為學生分組實驗

微型化實驗最大的優(yōu)點是儀器小，藥品用量少，很適合在班級上開展隨堂探究。如“分子運動現(xiàn)象”的探究，教材要求：A、B兩個小燒杯中分別放入10mL左右的氨水和酚酞試液，用大燒杯罩住兩個小燒杯。改成：在玻璃片上放兩小團棉花（不接觸），再分別滴入1～2滴的氨水和酚酞試液，用小燒杯罩住，觀察現(xiàn)象。同學看到滴有酚酞試液的棉花慢慢變紅了，真切感知氨分子從一團棉花運動到另一團棉花上，比起老師口述分子能做無規(guī)則的運動有說服力多了。而且方便易行，避免大劑量的氨水引起滿教室的刺激味，有利師生健康，又能使接下來的教學順利完成。

3.整理課桌造型，藥品共用

探究活動在班級上開展，組別多，若按每小組一份藥品配制則所需的量較大，但真正使用的并不多。教師在課前請同學將桌子拼成長方形，六人一大組，三方坐人，兩人一小組，儀器分三組，藥品放在中間共用就能很好解決藥品量大的問題。如前面提到的“分子運動現(xiàn)象”的探究實驗，氨水、酚酞試液每一大組各一瓶，玻璃片和棉花分成三份。三小組同學可自行動手操作，引起實驗現(xiàn)象的異同能比較分析。教師課前組織不累，同學在實驗中又都有獨自的動手探究空間。

二、積極創(chuàng)設探究活動的動口空間

同學親自動手操作的探究活動是一個動態(tài)過程，在此過程中，每個實驗都不是單一、蒼白的，它會是多項知識的綜合體現(xiàn)。教材對科學探究的編寫，往往是一個知識點的體現(xiàn)。實驗過程呈現(xiàn)出的是全方位的知識，出現(xiàn)異常現(xiàn)象是不可避免的。對于同學提出的與探究結(jié)論不一致的現(xiàn)象，教師應鼓勵他們表述出來，并組織大家一起交流解決問題的方案。如探究“酸的化學性質(zhì)”，酸能否與金屬反應，其中鎂與鹽酸的反應這樣操作：往塑料井穴板中加一片鎂帶，滴入鹽酸，觀察現(xiàn)象。同學做完實驗后，七嘴八舌歸納起來的現(xiàn)象有：看到白霧、白霧很嗆人；又看到鎂片由原來黑色變白變亮了，浮在液面上，產(chǎn)生大量氣泡到最后消失；細心的同學摸到井穴板底部很熱。本探究活動歸納到“鎂帶消失，產(chǎn)生大量的氣泡”即能得到探究結(jié)論“鹽酸能與氫前金屬反應產(chǎn)生氫氣”。同學歸納得到的以上現(xiàn)象在實驗中確也真實存在，用探究所得結(jié)論無法對歸納的全部現(xiàn)象解釋清楚。初中生對自己提出的問題好奇心很強，迫切想知道是什么原因造成的。孩子強烈的好奇心正是探究過程中最重要的因素，此時教師應抓住機會，把問題拋給同學，讓他們慢慢分析說出自己的看法，從而得到他們想得到的答案。如問：白霧中嗆人的氣味不是氫氣產(chǎn)生的，是什么？是有刺激性氣味的氯化氫氣體。又問：氯化氫氣體哪里來的？應該是鹽酸產(chǎn)生的。再問：稀鹽酸沒有揮發(fā)性，怎么會有氯化氫氣體產(chǎn)生呢？經(jīng)過教師提示，學生思考討論形成一致的看法：鹽酸的溶質(zhì)是氣體，鎂和鹽酸反應放熱，氣體溶解度隨溫度的升高而降低，因此反應過程會有氯化氫氣體產(chǎn)生出來。至于鎂片由黑變白變亮恰好為接下來探究酸能與金屬氧化物反應打下伏筆。

每位同學在自己動手實驗后，小組間一定會互相詢問有什么現(xiàn)象，別組是否和自己一樣。要是不一樣，他們常常會爭論不停直至面紅耳赤，無法解決時就叫老師來裁定和解釋。同學在爭論以及和老師的交流整合過程中學會了尊重事實的科學態(tài)度，養(yǎng)成細心分析實驗的良好習慣。

三、積極創(chuàng)設探究活動的動腦空間

1.促進學生設計多樣的實驗方案，發(fā)掘個體能力

每個科學探究活動教材僅列出一種方案，教學過程針對的是全體同學，探究設計的單一性限制了學生思維的多樣性。積極調(diào)動學生參與，讓每位同學展開想象的翅膀設計出多樣化的探究方案更能體現(xiàn)探究的真正意義。如對“溶解時的吸熱放熱現(xiàn)象”的探究，教材是在三個燒杯中加入等量的水，分別插入一根溫度計，先記下起始溫度，再分別加入氫氧化鈉、氯化鈉和硝酸銨三種固體，攪拌充分溶解后，觀察溫度計的溫度的變化。得到結(jié)論：物質(zhì)溶于水時有溫度變化。問同學若不使用溫度計，能用什么方法證明物質(zhì)溶于水有吸熱或放熱現(xiàn)象呢？請同學思考設計出一種合理且現(xiàn)象明顯的方案。給予同學充分的時間后，他們一一展示自己的設計，結(jié)果令教師稱奇：有提供感溫變化明顯物質(zhì)的：如加一只活蝦進去或外面滴石蠟、放白磷；有用熱脹冷縮原理的：如套氣球、加塞連著注射器；也有什么都不用的如：用手摸或看是燒杯內(nèi)有水還是外有水。

雖說在課堂上這些方法并不能逐一驗證，但都是一些很獨特的看法，在理論上也有依據(jù)可循。這種探究設計調(diào)動了課堂氣氛，消除了優(yōu)差生的差異，人人都可參與動腦，培養(yǎng)了同學個體獨立思考的能力。

2.解決實驗之疑問，發(fā)掘創(chuàng)新能力

鎂和鹽酸反應探究結(jié)論為生成物之一是氫氣，若從整個實驗物質(zhì)組成元素和學生所學知識去分析，說一定是氫氣是有點牽強的。課堂上就有個別學生大膽質(zhì)疑教師，為什么氣泡一定是氫氣？問之有理。既然為探究活動，就不妨和同學一起討論一下為什么，應該用什么樣的實驗證明產(chǎn)生的氣體一定是氫氣呢？實驗先要收集待檢驗的氣體，問題是本次探究活動用的井穴板是敞口容器，氣體容易逸散。有同學提議用加蓋的集氣瓶，馬上被不夠嚴密否定掉；又提議用帶塞的試管取代，立刻又被氣體量大塞子容易被噴出否定了：有一同學說用塑料袋，全班大笑，教師則靈光一閃，覺得可行。透明的塑料袋充當反應容器既便于觀察實驗，又為氫氣檢驗防止爆炸，在安全方面做了保證。聽說可以，同學趕緊找了一個塑料袋（保鮮袋更好）給老師試驗。教師取一小片鎂帶到塑料袋中，并充入少量空氣，用手抓緊袋口，塞入吸有鹽酸的滴管，滴入鹽酸，趕緊扎緊袋口。很快看到鎂片由黑變白，一摸，很燙，塑料袋徐徐變大。反應結(jié)束后，將袋口往前再次扎緊使塑料袋成膨脹狀，用鑷子夾緊一根點燃的火柴插向塑料袋，聽到一聲“砰”的爆鳴聲，這個新穎的實驗證實了酸與金屬反應的產(chǎn)物之一確是氫氣。

原本平淡無奇的探究，在同學的質(zhì)疑聲和大家的討論思考中創(chuàng)造出一個如此美妙的設計。同學的學習興趣別提有多高了，他們也體驗到科學探究應勇于發(fā)現(xiàn)問題，并對疑問提出猜想假設，用創(chuàng)新的眼光設計相關方案予以驗證解釋，從而獲得化學新知識，實現(xiàn)探究的質(zhì)的飛躍。

化學家戴安邦先生說：“培養(yǎng)化學科學素質(zhì)，不僅要傳授知識，最重要的是發(fā)展學生的智力”。化學課堂中探究活動的靈活開展，不僅講解了化學要點，更充分調(diào)動學生學習的積極性。更重要的，學生在手動、口動、腦動的過程中，開發(fā)了自己的智力并提高了自己的科學素養(yǎng)。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部制訂.義務教育化學課程標準（2011版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[2]人教社化學室.九年級化學義務教育教科書（上、下冊）[M].北京：人民教育出版社，2012

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.012

文章編號：1008-0546（2016）01-0034-02

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

新課標指出：“科學探究是學生積極主動獲取化學知識，認識和解決化學問題的重要實踐活動。”九年級化學上、下冊教材列舉的科學探究活動給教師很大的教學設計空間，教師若在課堂時間內(nèi)，積極創(chuàng)設科學探究的多維空間，使探究活動全面開展，對切實提高學生科學素養(yǎng)有著重要的作用。