化學(xué)實驗探究教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的有效策略

李柏榮 徐飛玲

摘 要 創(chuàng)設(shè)探究情境是提高學(xué)生的實驗探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的首要環(huán)節(jié)，結(jié)合具體案例，討論化學(xué)實驗探究教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的有效策略：挖掘新聞熱點素材、依托日常生活經(jīng)驗、引用化學(xué)實驗史實、激化思維認(rèn)知沖突、開發(fā)相關(guān)趣味實驗。

關(guān)鍵詞 化學(xué)實驗探究 情境創(chuàng)設(shè) 策略

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.05.061

An Effective Strategy for Situation Creation in

Chemistry Experiment Inquiry Teaching

LI Bairong， XU Feiling

（Taishan No.1 High School， Taishan， Guangdong 529200）

Abstract The creation of inquiry contexts is the first step in improving students' experimental inquiry ability and scientific literacy. In conjunction with specific cases， the effective strategies for setting up situations in chemistry inquiry teaching are discussed： excavating hot news material， relying on daily life experience， citation of historical chemical experiments， and intensifying thinking cognitive conflict， development of related fun experiments.

Keywords chemistry experiment inquiry； situation creation； strategy

1 問題的提出

從2007年新課程改革全面推行，至今已有十年，化學(xué)新課程從“科學(xué)探究”入手，提倡廣泛地開展實驗探究活動，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。化學(xué)以實驗為基礎(chǔ)，不論是元素的發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)的制備還是理論的建立都以實驗為支撐。新課程要求高中學(xué)生能通過實驗探究活動，掌握基本的化學(xué)實驗技能和方法，從而提高化學(xué)實驗?zāi)芰?。隨著新課程改革的不斷完善，實驗探究教學(xué)取得了豐碩成果。但目前的高中化學(xué)實驗教學(xué)仍存在一些問題，體現(xiàn)在：（1）教師演示實驗諸多，學(xué)生動手實驗的機會偏少；（2）驗證性實驗過多，探究性實驗過少，比例嚴(yán)重失衡，這就導(dǎo)致學(xué)生基本上是被動地接受知識，實驗僅僅幫助學(xué)生對知識進行鞏固和檢驗，沒有突出實驗的優(yōu)勢，不利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2014年8月29日，中共中央政治局在《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》中提出了新的考試招生制度改革設(shè)想，全國大多數(shù)省份2021年高考將不分文理科，這對我們化學(xué)教師來說無疑是機遇，也是挑戰(zhàn)。作為一線的化學(xué)教育工作者和新課程改革的實施者，要想發(fā)揮實驗探究的教學(xué)功能，落實提高學(xué)生的實驗探究能力，首先就是創(chuàng)設(shè)探究情境。

2 化學(xué)實驗探究教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的有效策略

2.1 挖掘新聞熱點素材，創(chuàng)設(shè)實驗探究情境

案例一，教授“金屬鈉”時，某教師利用一則新聞開場：2001年7月7日早上10點左右廣州市珠江河段水面上漂浮著6 個鐵皮水桶（裝滿金屬鈉），其中3個已劇烈爆炸，另3個未爆炸被成功打撈。據(jù)現(xiàn)場群眾介紹，河內(nèi)突然涌起一股白煙，從一個鐵桶內(nèi)竄出黃色火苗，緊接著一聲巨響，鐵桶爆炸。從被打撈上來的鐵桶中冒出白煙，而且當(dāng)人們用手接觸到桶內(nèi)的物質(zhì)，雙手劇烈疼痛。為防止繼續(xù)擴大傷害，消防隊員用煤油浸泡被打撈上來的鐵桶。結(jié)合此項報道請回答：（1）鐵桶為什么不往下沉？俗話說“水火不相容”，水中為什么會出現(xiàn)爆炸？（2）為什么從桶中冒出白煙，而且桶內(nèi)的物質(zhì)使人雙手疼痛？這一情境創(chuàng)設(shè)起到了很好的“開篇”作用，引發(fā)學(xué)生的興趣和情感體驗，緊接著老師提出實驗探究問題：根據(jù)新聞所提供的信息（“水雷”產(chǎn)生的現(xiàn)象和消防隊員的措施等）設(shè)計實驗，探究金屬鈉的性質(zhì)。

在課堂教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎逡恍嶋H問題，一方面可以使學(xué)生體驗到認(rèn)識世界的歡樂，感到化學(xué)知識也是一種讓人變得崇高起來的力量，培養(yǎng)化學(xué)概念；另一方面又能調(diào)節(jié)教學(xué)氣氛，保持學(xué)生的注意力。本案例中教師以真實事故為情境，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知的需要，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性高。教師提出的探究課題將鈉性質(zhì)的學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活中鈉遇水爆炸事故的處理緊密聯(lián)系起來，讓學(xué)生體會到化學(xué)知識的價值。學(xué)生在這樣的課堂中進行自主的知識建構(gòu)，獲得的知識是持久的，獲得的情感體驗是深刻的，真正實現(xiàn)了從被動接受到主動探究學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

2.2 依托日常生活經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)實驗探究情境

案例二，某教師在組織學(xué)生探究含氯消毒劑的性質(zhì)時，首先利用多媒體展示了三個鏡頭：非典時期公共場所定期進行消毒，并設(shè)置了固定的防疫消毒點；幾種常見的含氯消毒劑（84消毒液、漂白粉、健之素牌消毒片），以及84消毒液標(biāo)簽上的部分說明；一位家庭主婦在家打掃衛(wèi)生時將潔廁靈和84消毒液混合導(dǎo)致突然暈倒。教師提出問題：結(jié)合上面的資料以及身邊的實物，你能得到關(guān)于84消毒液的哪些信息？學(xué)生或看或聞或聽或議，提出了自己得到的信息。然后，教師提出實驗探究問題：根據(jù)以上所獲得的信息設(shè)計實驗，探究84消毒液的性質(zhì)。（提供的藥品有：酚酞、KI溶液、FeSO4溶液、紅紙等）

本案例中教師以日常生活中常見的場景和事物創(chuàng)設(shè)探究情境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，勾起了學(xué)生的求知欲，使其產(chǎn)生探究的內(nèi)在需求，此時教師提出的實驗探究課題又恰好符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，再在親自動手實驗中獲得實驗事實，有助于對知識的全面理解和解決實際問題。蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者?！币匀粘Ｉ罱?jīng)驗為素材創(chuàng)設(shè)實驗探究教學(xué)情境正好滿足了學(xué)生的這一需求。化學(xué)源于生活，高于生活，服務(wù)于生活。許多生活現(xiàn)象和生活經(jīng)驗都可以作為開發(fā)探究實驗的素材庫，這些素材貼近生活、范圍廣泛、學(xué)生熟悉，對提高學(xué)生學(xué)以致用的能力具有重要的作用。

2.3 引用化學(xué)實驗史實，創(chuàng)設(shè)實驗探究情境

案例三，在“原電池”的課堂上，某教師巧妙利用原電池的發(fā)現(xiàn)史創(chuàng)設(shè)情境：1780年，意大利生物學(xué)家伽伐尼發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，他用金屬手術(shù)刀觸動青蛙腿神經(jīng)，已死去的青蛙蛙腿肌肉竟然出現(xiàn)了收縮，所以他認(rèn)為青蛙體內(nèi)存在一種“動物電”。“動物電”的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學(xué)家伏打的興趣，他認(rèn)為這是金屬與蛙腿組織液（電解質(zhì)溶液）之間產(chǎn)生的電流刺激造成的。1800年伏打設(shè)計出了一個人造電源—伏打電池，他以鋅為負(fù)極，銀為正極，用鹽水作電解質(zhì)溶液，將鋅片與銀片連接起來就產(chǎn)生了電流。1836年，丹尼爾改進了伏打電池，將正負(fù)極分別放置于兩種電解質(zhì)溶液中，并用鹽橋?qū)呻娊赓|(zhì)溶液連接，從而發(fā)明了世界上第一個實用電池，并用于早期鐵路的信號燈。教師提問：在一定條件下，用導(dǎo)線連接兩種不同的金屬，為什么會產(chǎn)生電流？根據(jù)現(xiàn)有的儀器和藥品（鋅片、銅片、鐵片、火柴、吸管、稀硫酸、硫酸銅溶液、酒精、橙子等），設(shè)計實驗探究原電池形成的條件。

本案例中教師利用原電池發(fā)展史上的幾件大事成功引起了學(xué)生的情感共鳴，學(xué)生站在巨人的肩膀上也產(chǎn)生了躍躍欲試的訴求，積極性大大提高?；瘜W(xué)史既包含了化學(xué)知識，更融入了許多偉人前輩為追求化學(xué)真知的忘我精神和創(chuàng)新歷程。歷史上許多關(guān)于化學(xué)家的趣聞軼事、重大發(fā)現(xiàn)、著名實驗中都潛藏了巨大的教學(xué)價值，可作為教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的豐富素材庫。引用化學(xué)史實創(chuàng)設(shè)實驗探究情境，可以幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)概念、化學(xué)原理的形成和發(fā)展，也可以教會學(xué)生思維方法，還能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。

2.4 激化思維認(rèn)知沖突，創(chuàng)設(shè)實驗探究情境

案例四，在引導(dǎo)學(xué)生探究鈉與鹽溶液的反應(yīng)原理時，某教師提出問題：將鈉加入硫酸銅溶液中，有什么現(xiàn)象？學(xué)生調(diào)動已有知識儲備——金屬活動性順序表，認(rèn)為鈉能從溶液中置換出銅，所以預(yù)測現(xiàn)象：鈉逐漸溶解，并有紅色物質(zhì)析出。為了驗證這一推測是否合理，教師組織學(xué)生動手實驗：向硫酸銅溶液中投入一小塊金屬鈉，觀察到現(xiàn)象：鈉融化成小球，四處游動，溶液中出現(xiàn)藍色絮狀沉淀。實驗現(xiàn)象與之前的預(yù)想出現(xiàn)了沖突，這時學(xué)生產(chǎn)生了疑惑：為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？如果把鈉加入到其它鹽溶液中是否也有類似的現(xiàn)象產(chǎn)生？教師組織學(xué)生通過實驗探究鈉與鹽溶液的反應(yīng)原理，發(fā)現(xiàn)鈉與鹽溶液在反應(yīng)的時候是先與水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與鹽反應(yīng)。

認(rèn)知沖突是指學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識之間碰撞產(chǎn)生的矛盾，學(xué)習(xí)新知識之前學(xué)生并非是一紙空白，而是擁有層次不同的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即知識基礎(chǔ)儲備。對學(xué)習(xí)規(guī)律的研究表明，當(dāng)學(xué)習(xí)新知識時，人們通常以原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化新知識，當(dāng)兩者之間出現(xiàn)矛盾時，就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突。本案例中按照學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，鈉比銅活潑，鈉加入到硫酸銅溶液中肯定會置換出銅，但實驗客觀現(xiàn)象與主觀預(yù)期之間產(chǎn)生了矛盾，即爆發(fā)了認(rèn)知沖突，這時教師恰好從此處著手，既為學(xué)生開展實驗提供了情境，又為后續(xù)的合作奠定了基礎(chǔ)。

2.5 開發(fā)相關(guān)趣味實驗，創(chuàng)設(shè)實驗探究情境

案例五，在“氨氣的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)時，新授課之前某教師先做了一個“煙雨漓江”的改進噴泉實驗——儀器與藥品：小試管（裝有NaOH（s）和濃氨水）作為氨氣的產(chǎn)生裝置，注射器（裝有濃鹽酸）、兩個礦泉水瓶（分別裝了硫酸銅溶液和酚酞溶液）、三頸燒瓶、音樂賀卡及止水夾等連接儀器，依次打開和關(guān)閉左右兩邊的止水夾，可以看到噴泉中溶液不停變換。對這一有趣的現(xiàn)象，學(xué)生都很興奮，此時教師提出問題：上述噴泉實驗體現(xiàn)出了氨氣的哪些性質(zhì)？產(chǎn)生噴泉的原理是什么？問題一拋出，學(xué)生展開了激烈的討論。

本案例中教師精心設(shè)計了可反復(fù)切換的噴泉實驗，實驗現(xiàn)象讓人倍感驚奇，急切地想一探究竟——“噴泉是怎么產(chǎn)生的？又是如何切換的？”帶著強烈的好奇心，迅速進入主動學(xué)習(xí)狀態(tài)，效果自然事半功倍?；瘜W(xué)實驗如果過于枯燥呆板，很難讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)同感。依據(jù)教材內(nèi)容開發(fā)一些趣味化學(xué)實驗，有利于創(chuàng)設(shè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，讓化學(xué)課堂有聲有色。增強實驗的趣味性，讓學(xué)生寓學(xué)于樂，思維能力和探究意識都得以提高。

總之，創(chuàng)設(shè)良好的化學(xué)實驗探究情境是教學(xué)過程中一個很重要的環(huán)節(jié)，一個適宜的探究情境，是激勵學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的根本保障。創(chuàng)設(shè)良好的化學(xué)實驗探究情境有助于學(xué)生產(chǎn)生積極的情感，對發(fā)揮學(xué)生實驗主體性、主動性、積極性有不可代替的作用，使學(xué)生在“樂”學(xué)中掌握知識，在實驗探究中提高創(chuàng)新能力和實踐能力。

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