探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有效問題設(shè)計(jì)策略

王建華

（同安第一中學(xué)，福建同安361100）

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有效問題設(shè)計(jì)策略

王建華

（同安第一中學(xué)，福建同安361100）

就九年級(jí)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何設(shè)計(jì)有效的問題來引導(dǎo)學(xué)生順利完成探究實(shí)驗(yàn)，捕捉有效的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出科學(xué)合理的結(jié)論，從中獲取化學(xué)知識(shí)，掌握基本技能，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行探討，結(jié)合具體的教學(xué)案例闡述有效問題設(shè)計(jì)的策略。

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)；有效問題；設(shè)計(jì)策略

對(duì)于剛踏入九年級(jí)的學(xué)生來說，化學(xué)是全新的學(xué)科，有效的課堂能帶領(lǐng)學(xué)生快速入門，并產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，掌握基本知識(shí)、技能、過程與方法，而科學(xué)探究是初中化學(xué)課堂的重要組成部分，探究性實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的主要形式，是新課改中最重要的教學(xué)手段之一，在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)有效的問題是促使學(xué)生順利完成探究，從中獲取化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，理解化學(xué)原理，掌握技能，從而形成良好的科學(xué)素養(yǎng)的重要保證。筆者認(rèn)為，在探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師應(yīng)該設(shè)計(jì)有效的問題來引導(dǎo)學(xué)生弄清探究目的，采取科學(xué)方法，捕捉有效的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出科學(xué)的結(jié)論，從而提高課堂教學(xué)的有效性。

一、設(shè)計(jì)的問題要有針對(duì)性

提問是為了引導(dǎo)學(xué)生積極思維，提的問題只有明確具體，才能為學(xué)生指明思維的方向。陶行知先生說過：“發(fā)明千千萬，起點(diǎn)是一問。禽獸不如人，過在不會(huì)問。智者問得巧，愚者問得笨。”有效提問能使課堂教學(xué)事半功倍，學(xué)生興趣十足。

在一堂“氧氣的性質(zhì)”的觀摩課中，有個(gè)片段：教師通過演示幾種物質(zhì)在空氣和氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，提出一個(gè)問題：“通過這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家能體會(huì)到什么呢？”這時(shí)教室里一片寂靜，學(xué)生一臉茫然。筆者想這位教師是想讓學(xué)生通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，感受到很多物質(zhì)都可以在氧氣中燃燒，得出“氧氣比較活潑，能和許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)”的結(jié)論，可是這位教師的提問太籠統(tǒng)，缺乏具體指向，所以學(xué)生不知從何說起，筆者認(rèn)為，倒不如把問題改成“通過這些實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)很多物質(zhì)能在空氣中燃燒，能不能在氧氣中燃燒呢？”“鐵絲不能在空氣中燃燒，能在氧氣中燃燒嗎？”“你認(rèn)為氧氣活潑嗎？”這樣的提問，指向性明確，學(xué)生會(huì)很快領(lǐng)會(huì)教師的意圖，回答出重要的結(jié)論，就能避免冷堂的尷尬局面。

有些教師在教學(xué)中，完成探究實(shí)驗(yàn)后，只是簡單給出答案或結(jié)論，根本沒有過程分析，這樣教學(xué)的效果很差，如人教版九年級(jí)化學(xué)上冊第三單元課題1“分子和原子”的教學(xué)中，探究“分子運(yùn)動(dòng)”時(shí)，許多教師演示課本提供的3-4的演示實(shí)驗(yàn)，觀察到A燒杯中的酚酞變紅，就直接問：“該實(shí)驗(yàn)說明什么？”，學(xué)生一般回答：“分子在運(yùn)動(dòng)”，可是至于酚酞為什么變紅，分子怎么運(yùn)動(dòng)，相信許多學(xué)生還是不理解的。

針對(duì)這一情況，筆者認(rèn)為可以設(shè)計(jì)如下幾個(gè)問題：（1）到底是什么物質(zhì)使酚酞變紅的？（2）氨水能使酚酞變紅，可是實(shí)驗(yàn)時(shí)是否將氨水直接加入酚酞中呢？（3）B杯中的氨水是如何讓A杯中的酚酞變紅的？

學(xué)生通過思考、交流不斷回答解決問題，既掌握了“分子在運(yùn)動(dòng)”的相關(guān)知識(shí)，也初步建立了微粒觀。因此，設(shè)置的問題應(yīng)該具有針對(duì)性，促使學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)所呈現(xiàn)的情境，積極主動(dòng)提取有效信息，并進(jìn)行加工整合，從而得出正確結(jié)論，在此過程中，學(xué)生的思維能力才能得到應(yīng)有的訓(xùn)練和發(fā)展。

二、設(shè)計(jì)的問題要有指導(dǎo)性

科學(xué)探究過程中有效問題的設(shè)置，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究有效性的前提，能指引學(xué)生積極思考，明確探究的目的，搞清楚探究的思路和探究方案設(shè)計(jì)所要依據(jù)的原理，所以探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)的問題要有指導(dǎo)性，即針對(duì)探究目的或重要環(huán)節(jié)設(shè)置引導(dǎo)性問題，這對(duì)于幫助學(xué)生明確探究目標(biāo)要求、實(shí)驗(yàn)方案的選擇和實(shí)驗(yàn)原理有很大的作用。

例如，在人教版九年級(jí)化學(xué)上冊第六單元課題3“二氧化碳和一氧化碳”的教學(xué)中，有的教師直接讓學(xué)生往裝滿二氧化碳的礦泉水瓶里加入三分之一體積的水，蓋緊瓶蓋，振蕩，觀察現(xiàn)象?！盀槭裁匆玫V泉水瓶來試驗(yàn)，怎么不直接用集氣瓶？”或“為什么不直接把二氧化碳通入水中？”這些問題對(duì)學(xué)生來說是不能理解的，所以筆者認(rèn)為在讓學(xué)生探究“二氧化碳可溶于水”的問題時(shí)應(yīng)該提出如下幾個(gè)問題：（1）二氧化碳是無色、無味的氣體，能否直接觀察到它溶于水的過程或結(jié)果呢？（2）一定體積的氣體溶于水后，其體積會(huì)發(fā)生什么變化？利用這一變化可以借助何種裝置，讓這種“無形”變“有形”？

由于二氧化碳是無色無味的氣體，它溶于水時(shí)沒有任何明顯現(xiàn)象，因此需要將無法觀察到現(xiàn)象的變化——“無形”，通過一定的裝置使之變化——“有形”體現(xiàn)出來；所以將氣體裝入軟塑料瓶中，加入一定量的水，蓋緊瓶塞，充分振蕩，氣體溶解，氣體體積減小，氣壓降低，大氣壓會(huì)把瓶子壓扁。只要學(xué)生能理解其中的原理，受到啟發(fā)，就能設(shè)計(jì)出更多的裝置以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，在此過程中，學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到提高，創(chuàng)造性思維也得到應(yīng)有的訓(xùn)練。

探究“二氧化碳溶于水的過程中有沒有發(fā)生化學(xué)變化？”時(shí)，不少教師還是直接將課本提供的實(shí)驗(yàn)方案通過演示實(shí)驗(yàn)的方式展示給學(xué)生，然后讓學(xué)生通過現(xiàn)象的分析得出相應(yīng)的結(jié)論，這雖然也能完成相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，但是學(xué)生對(duì)于為什么要如此設(shè)計(jì)，對(duì)其原理、設(shè)計(jì)的思路一無所知，因此也就談不上應(yīng)有的科學(xué)探究思維的訓(xùn)練。筆者認(rèn)為，該探究是本教材第一次學(xué)習(xí)控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，應(yīng)該先引導(dǎo)學(xué)生明確探究目的、討論并設(shè)計(jì)探究方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生充分理解和體驗(yàn)在控制條件下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法。因此，在進(jìn)行該探究之前可設(shè)置如下情境：往溶解有二氧化碳的水中滴入紫色石蕊試液，試液變紅，緊接著提出問題：紫色石蕊是一種酸堿指示劑，遇酸會(huì)變紅，那么剛才的實(shí)驗(yàn)中，到底是什么物質(zhì)使石蕊變紅呢？接著再提出指導(dǎo)性問題：這里面含有什么物質(zhì)呢？（指著裝有溶解二氧化碳的水的礦泉水瓶問）學(xué)生思考后回答：有水、二氧化碳，還可能有水和二氧化碳接觸后生成的新物質(zhì)。那么，用什么實(shí)驗(yàn)來探究水能否使石蕊變紅？用什么實(shí)驗(yàn)來探究只有二氧化碳是否能使石蕊變紅？最后問：如果是二氧化碳和水共同作用使石蕊變紅的，那該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來探究呢？每個(gè)問題都在不斷地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極投入思考和討論，交流后確定以課本提供的方案進(jìn)行探究。這一系列的問題的設(shè)置，都在引導(dǎo)學(xué)生思考面對(duì)探究問題，該如何進(jìn)行分析，找到解決的辦法，設(shè)計(jì)解決問題的實(shí)驗(yàn)方案，并通過實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)，進(jìn)行分析、歸納、推理得出合理的結(jié)論，在此過程中，學(xué)生不僅很好地掌握了“二氧化碳能與水反應(yīng)”的基礎(chǔ)知識(shí)，還充分體驗(yàn)了科學(xué)的探究過程，有效提升認(rèn)知能力，為今后獨(dú)立設(shè)計(jì)科學(xué)探究方案打下基礎(chǔ)。

三、設(shè)計(jì)的問題要有層次性

創(chuàng)設(shè)好的問題情境，能有效地激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引發(fā)學(xué)生思考，自主尋找問題的解決方案，從而達(dá)到發(fā)展學(xué)生思維能力和創(chuàng)造能力。因此，在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和已有的經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生熟悉的事物入手，提出能引發(fā)學(xué)生頭腦風(fēng)暴的淺層次的問題，激發(fā)學(xué)生探究興趣，帶領(lǐng)學(xué)生展開探究活動(dòng)。如：在“空氣中氧氣的含量”的探究教學(xué)前，筆者提出如下問題：（1）你能用生活中的哪些現(xiàn)象或通過什么實(shí)驗(yàn)來證明空氣是真實(shí)存在的？（2）你知道空氣中有什么成分嗎？什么現(xiàn)象可以說明它們的存在？（3）用什么方法可以除去密閉容器里的空氣中的氧氣？（4）如果裝在礦泉水瓶里的空氣中的氧氣被除去了，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？（5）如何將集氣瓶的容積平分成5等份，并在瓶外壁做上記號(hào)？

隨著這些問題的思考、討論和解決，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的探究活動(dòng)的目的和實(shí)驗(yàn)原理就能有很好的理解。當(dāng)然以上幾個(gè)問題是為本節(jié)課探究活動(dòng)打基礎(chǔ)、做鋪墊，屬于較低層次，緊接著，我們還應(yīng)該為獲取新知設(shè)計(jì)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察、討論交流獲取本節(jié)課的重點(diǎn)新知，可在實(shí)驗(yàn)時(shí)提出如下問題：（1）點(diǎn)燃紅磷有什么現(xiàn)象？燃燒的紅磷放入集氣瓶內(nèi)后還能繼續(xù)燃燒嗎？（2）待紅磷燃燒熄滅了、集氣瓶冷卻了，打開止水夾，有什么現(xiàn)象？（3）通過以上看到的現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論？（4）為什么集氣瓶不能充滿水，說明剩余的氣體具有什么性質(zhì)？

問題（1）的提出，能引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到集氣瓶中的空氣與外界的空氣是完全一樣的，從而確定該實(shí)驗(yàn)具有代表性。問題（2）（3）是本探究的重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，并通過現(xiàn)象的分析得出相應(yīng)的結(jié)論。本探究完全可以到此為止，但是問題（4）的提出，能激發(fā)學(xué)生更深入的思考、討論和研究，是充分利用課堂生成資源，創(chuàng)造性地獲取新知識(shí)的好機(jī)會(huì)，層次更深、要求更高，這一環(huán)節(jié)往往容易被忽略。

［1］楊潔，張善培.探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)施的問題與思考［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007（5）.

［2］楊會(huì)勤，周青.化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題與對(duì)策［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008（3）.

［3］李遠(yuǎn)社.化學(xué)教學(xué)中基于問題的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究［J］.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2008（2）.

（責(zé)任編輯：張賢金）