摘要:“科學(xué)探究”是九年制義務(wù)教育化學(xué)課程的重要組成部分。如何真正實(shí)施義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的“科學(xué)探究”教學(xué),廣大義務(wù)教育階段的化學(xué)教育工作者已經(jīng)做出了不少的探索?!翱茖W(xué)探究”教學(xué),可分為形成性探究、驗(yàn)證性探究、創(chuàng)造性探究等三個發(fā)展階段。擬以二氧化碳的溶解性為例,探討“科學(xué)探究”教學(xué)實(shí)施的三步曲。
關(guān)鍵詞:形成性探究 驗(yàn)證性探究 創(chuàng)造性探究
一、形成性探究
形成性探究是給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟,讓學(xué)生根據(jù)給定的內(nèi)容和操作步驟進(jìn)行操作,并在操作過程中注意觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,然后對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、歸納,從而得出結(jié)論。
例1:已知酸能使紫色石蕊試液變紅,請根據(jù)下表要求完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
小結(jié):
1.通常情況下(為什么?)二氧化碳是無色無味的氣體,這些屬于二氧化碳的物理性質(zhì)。
2.二氧化碳能溶于水(由實(shí)驗(yàn)3可得),并跟水反應(yīng)生成碳酸,(由實(shí)驗(yàn)4、實(shí)驗(yàn)7可得)這是二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。
3.碳酸不穩(wěn)定,易分解,受熱分解更快(由實(shí)驗(yàn)5、實(shí)驗(yàn)8可得)。
問題討論:可能有人認(rèn)為,二氧化碳的溶解性應(yīng)該屬于二氧化碳的物理性質(zhì),你怎么把它劃為二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)?
答:二氧化碳能溶于水,并跟水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成了新物質(zhì)——碳酸,所以,二氧化碳能溶于水的這個性質(zhì),即二氧化碳的溶解性是在化學(xué)變化中表現(xiàn)出來的性質(zhì),故二氧化碳的溶解性屬于二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。
二、驗(yàn)證性探究
驗(yàn)證性探究是在形成性探究的基礎(chǔ)上,運(yùn)用探究性實(shí)驗(yàn)對形成性探究獲得的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證、并運(yùn)用形成性探究獲得的結(jié)論對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋,同時使形成性探究獲得的結(jié)論得到進(jìn)一步鞏固和強(qiáng)化的過程。
例2:由例1可知,二氧化碳能溶于水,且跟水反應(yīng)生成碳酸,碳酸不穩(wěn)定,易分解,受熱分解更快?,F(xiàn)取五朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紫紙花;第一朵紙花噴上稀醋酸(醋酸噴花),第二朵紙花噴上水(清水澆花),第三朵紙花直接放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中(氣吞小花),第四朵噴上水后再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中(水氣潤花),第五朵花先噴上水,再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中一會兒以后,小心烘烤(熱風(fēng)吹花),請根據(jù)下表要求完成相關(guān)內(nèi)容。
通過驗(yàn)證性探究,使學(xué)生形成性探究中所獲得的結(jié)論在應(yīng)用中得到進(jìn)一步的鞏固和加強(qiáng)。
三、創(chuàng)造性探究
創(chuàng)造性探究中,結(jié)論是已知的或假設(shè)的。探究的目的是要通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、確定操作步驟、實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論,最后將獲得的結(jié)論與已知的結(jié)論或假設(shè)的結(jié)論進(jìn)行比較、反思,從而作出科學(xué)的判斷。
例3:由例1可知,二氧化碳能溶于水,并跟水反應(yīng)生成碳酸,碳酸不穩(wěn)定,易分解,受熱分解更快。請設(shè)計探究性實(shí)驗(yàn)加以論證。實(shí)驗(yàn)分析:
1.二氧化碳能溶于水
如果讓二氧化碳和水在密閉容器中充分混合,可發(fā)生兩種情況,一是體積不變,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)減?。欢菈簭?qiáng)不變,則體積減小。例如,例1中的實(shí)驗(yàn)3。我們試想一下,如果反應(yīng)容器的體積不變,容器內(nèi)的壓強(qiáng)減小,則容器內(nèi)外就產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。
當(dāng)我們用集氣瓶收集滿二氧化碳,再倒入1/3集氣瓶的蒸餾水,并立即用毛玻璃片蓋好,充分振蕩后,集氣瓶內(nèi)外就會產(chǎn)生壓強(qiáng)差,由于集氣瓶不象礦泉水瓶那樣會變形被壓扁,所以體積不變;但當(dāng)毛玻璃片對集氣瓶內(nèi)的壓力大于毛玻璃片和集氣瓶內(nèi)溶液重量總和時,我們將集氣瓶懸在空中倒置,則毛玻璃片應(yīng)該不會掉下來(探究性實(shí)驗(yàn)的其他過程略)。
當(dāng)我們用試管收集一試管二氧化碳,并將其倒扣在蒸餾水中,過一會兒,試管內(nèi)的水面就會上升(探究性實(shí)驗(yàn)的其他過程略)。
當(dāng)然,只要我們充分運(yùn)用所學(xué)知識和技能,認(rèn)真動腦思考,一定還能想出更多更好的方案。
2.二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸
當(dāng)上述集氣瓶和試管內(nèi)的二氧化碳與水充分反應(yīng)后,取其溶液,向其中滴加紫色石蕊(實(shí)驗(yàn)探究的其他過程略)。
3.碳酸不穩(wěn)定,易分解,受熱分解更快
將2所得溶液加熱(實(shí)驗(yàn)探究的其他過程略)。
全日制義務(wù)教育《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn)稿)中指出:“義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究,是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。它涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等要素。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動,激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,增進(jìn)對科學(xué)的情感,理解科學(xué)的本質(zhì),學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法,初步形成科學(xué)探究能力?!薄翱茖W(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式,也是義務(wù)教育階段化學(xué)課程的重要內(nèi)容,對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用?!睂?shí)施“科學(xué)探究”教學(xué)要走的路還很長,我們只是做了一個初步的探索,還需要繼續(xù)努力。