例析初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)踐與思考

任俊平 周文榮

摘要：基于實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)踐，以探究鐵生銹條件、身邊的化學(xué)物質(zhì)、二氧化碳的制取、二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)以及人類重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等課例或教學(xué)片斷為載體，從引發(fā)有價(jià)值的探究問(wèn)題、設(shè)計(jì)有意義的探究過(guò)程、選擇有實(shí)效的探究方式等視角進(jìn)行了分析和思考，以期促進(jìn)一線教師深入踐行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究;課例;探究問(wèn)題;探究過(guò)程;探究方式

文章編號(hào)：1008-0546（2020）09-0079-02

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

實(shí)驗(yàn)探究是初中化學(xué)重要的學(xué)習(xí)方式，是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要途徑?；趯?duì)目前課堂中實(shí)驗(yàn)探究教與學(xué)的現(xiàn)狀調(diào)查、分析與思考，筆者積極踐行以實(shí)驗(yàn)探究為主的多樣化教學(xué)，改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式，提高課堂學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。

一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引發(fā)有價(jià)值的探究問(wèn)題

基于真實(shí)情境的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)往往有許多問(wèn)題需要去探究，但什么樣的問(wèn)題最具有探究的價(jià)值和意義，值得思考和選擇。從有效學(xué)習(xí)的視角看，那些缺乏自主性、思維性和創(chuàng)造性的表面化淺層次的問(wèn)題不應(yīng)該作為實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的核心問(wèn)題?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)選擇的問(wèn)題應(yīng)該是能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，豐厚學(xué)科知識(shí)，提高思維品質(zhì)，提升學(xué)科素養(yǎng)的核心問(wèn)題。因此探究問(wèn)題的確定要思考如下三個(gè)方面：定什么、怎么定、為什么？筆者認(rèn)為有價(jià)值的探究問(wèn)題源于學(xué)生積極的思考、認(rèn)知的沖突、情感的激發(fā)和現(xiàn)象的感悟等方面。

例如，在《探究鐵生銹條件》教學(xué)時(shí)，筆者嘗試進(jìn)行了如下的設(shè)計(jì)：

情境1：展示生銹鐵制品的圖片和實(shí)物。

問(wèn)題1：請(qǐng)同學(xué)們思考一下鐵的生銹對(duì)我們的生活有哪些影響？

情境2：鐵的生銹不但會(huì)給我們的生活帶來(lái)不便，而且會(huì)造成巨大的資源損失，我們每一位公民都有責(zé)任減少這種損失（播放鐵生銹帶來(lái)的資源損失的視頻）！。

問(wèn)題2：請(qǐng)同學(xué)們思考要減少鋼鐵因生銹而損失，我們應(yīng)該首先知道什么？

情境3：生鐵和鐵銹的相關(guān)資料和組成（展示文本和圖片）。

問(wèn)題3：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)生鐵和鐵銹的組成，思考鐵在空氣中生銹可能與外界哪些條件有關(guān)？

問(wèn)題4：如何證明你的猜想？先請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀“實(shí)驗(yàn)小貼士”，然后分4人小組討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，在討論充分的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)。

問(wèn)題5：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，你用了什么樣的化學(xué)思想和方法？

（學(xué)生分組討論后分享交流，最后師生共同總結(jié)）

問(wèn)題6：請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅畏治錾F和鐵銹的組成，思考哪個(gè)猜想是無(wú)需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究就能說(shuō)明是錯(cuò)誤的，你的理論依據(jù)是什么？

情境4：鐵的生銹實(shí)驗(yàn)看到明顯現(xiàn)象需要的時(shí)間很長(zhǎng)，請(qǐng)大家觀看視頻（事先錄制的記錄每天鐵生銹變化情況的視頻），分析現(xiàn)象得出結(jié)論。

該實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)基于真實(shí)的教學(xué)情境，從知識(shí)的疑難處和學(xué)生的認(rèn)知沖突處切入探究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞情境展開(kāi)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，激活學(xué)生的思維過(guò)程。該實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)利用有價(jià)值的探究問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，突破知識(shí)重點(diǎn)、分解知識(shí)難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從疑惑、困難的境地中走出迷茫。

二、基于素養(yǎng)發(fā)展，設(shè)計(jì)有意義的探究過(guò)程

實(shí)驗(yàn)探究要真實(shí)地讓學(xué)生體驗(yàn)從提出問(wèn)題到得出結(jié)論的整個(gè)過(guò)程，只有親身經(jīng)歷了才能真正理解探究的意義和價(jià)值。因此，有意義的實(shí)驗(yàn)探究要基于學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知出發(fā)，能讓學(xué)生參與到探究過(guò)程中去，不能脫離學(xué)生的能力水平。實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)過(guò)程要突出知識(shí)有意義的探究，突出探究方法有意義的體驗(yàn)，突出思維能力有意義的發(fā)展。

例如，《身邊的化學(xué)物質(zhì)》復(fù)習(xí)課，筆者進(jìn)行了如下的設(shè)計(jì)：

學(xué)生活動(dòng)1：四人一組將維生素C泡騰片放入水中。

問(wèn)題1：請(qǐng)問(wèn)看到了什么現(xiàn)象？

呈現(xiàn)資料：維生素C泡騰片的成分

問(wèn)題2：根據(jù)信息，小組討論產(chǎn)生的氣體可能是什么？你應(yīng)用了什么化學(xué)思想？一起來(lái)探究：

學(xué)生活動(dòng)2：學(xué)生進(jìn)行分組討論，然后學(xué)生代表分享交流討論結(jié)果。

問(wèn)題3：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想？為什么泡騰片平時(shí)保存時(shí)不產(chǎn)生氣體？H2O有何作用？

學(xué)生活動(dòng)3：學(xué)生交流分享，同伴評(píng)價(jià)，教師補(bǔ)充。

問(wèn)題4：維生素C泡騰片應(yīng)該如何保存？這樣保存還可以起到什么作用？

問(wèn)題5：CO2、O2和H2O涉及人類生命活動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)有哪些？從中你認(rèn)識(shí)到了什么？

學(xué)生活動(dòng)4：建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中“變與不變”內(nèi)在化學(xué)本質(zhì)。

該實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)生已有基礎(chǔ)知識(shí)，以泡騰片為實(shí)驗(yàn)探究載體，從學(xué)生熟悉的CO2、O2和H2O三種身邊的物質(zhì)出發(fā)，在對(duì)問(wèn)題探究的活動(dòng)過(guò)程中不斷地完善對(duì)知識(shí)的重構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)變化的本質(zhì)，從守恒的思想認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中的“變與不變”，使知識(shí)的習(xí)得過(guò)程成為一個(gè)思維的發(fā)展過(guò)程，體現(xiàn)了有意義的體驗(yàn)、有意義的探究和有意義的建構(gòu)。

三、關(guān)注有效課堂，選擇有實(shí)效的探究方式

實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)除了關(guān)注知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，更應(yīng)該注重個(gè)性品質(zhì)、情感態(tài)度價(jià)值觀的引導(dǎo)，教師在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中既要扮演好學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者、促進(jìn)者的角色，更要扮演好學(xué)生終身發(fā)展的激勵(lì)者、引領(lǐng)者的角色。實(shí)驗(yàn)探究方式要既要考慮學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀、學(xué)習(xí)內(nèi)容的背景，還要考慮實(shí)驗(yàn)探究的方式與學(xué)科的整合。教師在組織學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中，要有“人無(wú)我有，人有我優(yōu)，人優(yōu)我新，人新我創(chuàng)”的靈活運(yùn)用的思想，選擇多樣化的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)效果的有效性。

1.引導(dǎo)學(xué)生自主探究，感悟?qū)嶒?yàn)探究學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性

實(shí)驗(yàn)探究能有效地幫助學(xué)生理解知識(shí)，發(fā)展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，教師要多利用各種各樣的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生去自主探究、自主建構(gòu)。例如，在探究“二氧化碳的發(fā)生裝置”時(shí)，先讓學(xué)生回顧氧氣的制取裝置，然后問(wèn)學(xué)生“能否用這套裝置制取二氧化碳”，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)選擇氣體發(fā)生裝置的兩個(gè)基本視角：反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件。在此基礎(chǔ)上，分小組由學(xué)生自主選擇儀器組裝一套合理的裝置，由小組代表向全班展示，同伴進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)，最后在大家意見(jiàn)一致的情況下呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置。這種基于學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生自主參與的探究方式，充分激活了學(xué)生的參與熱情和創(chuàng)新思維。

2.開(kāi)展分組合作探究，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的協(xié)作性

合作能力是學(xué)生融入社會(huì)、與人交往的一種重要的可持續(xù)發(fā)展能力。教師在教學(xué)過(guò)程中要注重學(xué)生合作活動(dòng)的設(shè)計(jì)，例如小組討論、分組辯論、合作探究等。在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)過(guò)程中，要讓學(xué)生體驗(yàn)操作員、觀察員、記錄員、匯報(bào)員等多種角色，在不同的探究過(guò)程中發(fā)揮每個(gè)學(xué)生不同的作用。實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中要讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)表個(gè)人意見(jiàn)、小組集體討論、合作完成實(shí)驗(yàn)、交流分享結(jié)果、達(dá)成共識(shí)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)在注重學(xué)生間的合作的同時(shí)，也要注重教師與學(xué)生間的合作，要充分發(fā)揮好教師的提醒、指導(dǎo)、解惑的作用，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)向高層次發(fā)展。

3.選擇合理環(huán)節(jié)探究，提高實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的實(shí)效性

實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)可以整體探究，也可以部分探究。教師應(yīng)盡可能提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生體驗(yàn)從提出問(wèn)題到反思評(píng)價(jià)整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的過(guò)程，但也可讓學(xué)生對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)或某一環(huán)節(jié)進(jìn)行部分探究。例如，在學(xué)習(xí)堿的性質(zhì)時(shí)，針對(duì)“如何證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)”這一個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)探究學(xué)習(xí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生分組討論，然后交流各自的實(shí)驗(yàn)方案后并完成實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上教師再補(bǔ)充演示用二氧化碳傳感器、溫度傳感器測(cè)定二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)時(shí)濃度及溫度變化的實(shí)驗(yàn)以及用pH傳感器測(cè)定二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)時(shí)pH變化的實(shí)驗(yàn)，最后師生共同總結(jié)可以從生成物的產(chǎn)生、反應(yīng)物的減少和能量變化的視角來(lái)驗(yàn)證無(wú)明顯現(xiàn)象反應(yīng)的發(fā)生。本案例的實(shí)驗(yàn)探究側(cè)重于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)這一環(huán)節(jié)，即進(jìn)行了部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)探究。針對(duì)某一個(gè)環(huán)節(jié)的探究學(xué)習(xí)，可以抓住重點(diǎn)，有效地突破難點(diǎn)，讓學(xué)習(xí)更有實(shí)效。

4.聯(lián)系生活實(shí)際探究，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的價(jià)值性

探究源于問(wèn)題。教師要善于聯(lián)系生活，引導(dǎo)將生活中的原始問(wèn)題轉(zhuǎn)化成化學(xué)問(wèn)題。例如，在學(xué)習(xí)《人類重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)》時(shí)，教師利用生活中做蛋糕的情境引出探究問(wèn)題“如何鑒別面粉、奶粉和蔗糖”，通過(guò)學(xué)生分組討論后完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論“取三種固體于試管中加水溶解，能溶解的是蔗糖。往不溶解的兩支試管中滴加碘水，變藍(lán)的是面粉”。這時(shí)候教師及時(shí)投影出生活中奶粉的配料表，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)奶粉中也有淀粉，引發(fā)認(rèn)知沖突，產(chǎn)生新的探究，最后得出結(jié)論是因?yàn)槟谭壑械矸酆枯^少的原因才不能使碘水變色。讓實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)為生活服務(wù)才能真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的價(jià)值，因此，實(shí)驗(yàn)探究可以課內(nèi)探究，也可以課外探究，從課堂拓展到生活，讓學(xué)生體驗(yàn)對(duì)人類社會(huì)有價(jià)值、有作用的化學(xué)。