黃佳鳳（福建省明溪縣城關(guān)中學(xué)　福建明溪　365200）

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例談科學(xué)探究活動(dòng)多維空間的創(chuàng)設(shè)

黃佳鳳
（福建省明溪縣城關(guān)中學(xué)福建明溪365200）

摘要：文章從教學(xué)實(shí)例中分析說(shuō)明如何創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)的多維空間，切實(shí)起到探究的作用，使得課堂有效有趣并逐步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)手；動(dòng)口；動(dòng)腦；科學(xué)素養(yǎng)

一、積極創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)的動(dòng)手空間

科學(xué)探究不同于分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，它可演示、可視頻，也可學(xué)生動(dòng)手操作或課外自行延伸學(xué)習(xí)。相比之下，讓學(xué)生自行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，最能為探究過(guò)程提供直接的依據(jù)，也最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。這就需要教師對(duì)探究活動(dòng)方案進(jìn)行思考研究，設(shè)計(jì)出與教材內(nèi)容相一致且適合學(xué)生動(dòng)手的最佳方案。

1.選擇現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)單的探究活動(dòng)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

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

2.選擇實(shí)際用量少、儀器小巧的微型化實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

微型化實(shí)驗(yàn)最大的優(yōu)點(diǎn)是儀器小，藥品用量少，很適合在班級(jí)上開展隨堂探究。如“分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”的探究，教材要求：A、B兩個(gè)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(gè)小燒杯。改成：在玻璃片上放兩小團(tuán)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(xué)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(tuán)棉花運(yùn)動(dòng)到另一團(tuán)棉花上，比起老師口述分子能做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)有說(shuō)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(lái)的教學(xué)順利完成。

3.整理課桌造型，藥品共用

探究活動(dòng)在班級(jí)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(qǐng)同學(xué)將桌子拼成長(zhǎng)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(wèn)題。如前面提到的“分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”的探究實(shí)驗(yàn)，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(xué)可自行動(dòng)手操作，引起實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異同能比較分析。教師課前組織不累，同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中又都有獨(dú)自的動(dòng)手探究空間。

二、積極創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)的動(dòng)口空間

同學(xué)親自動(dòng)手操作的探究活動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，在此過(guò)程中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都不是單一、蒼白的，它會(huì)是多項(xiàng)知識(shí)的綜合體現(xiàn)。教材對(duì)科學(xué)探究的編寫，往往是一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程呈現(xiàn)出的是全方位的知識(shí)，出現(xiàn)異常現(xiàn)象是不可避免的。對(duì)于同學(xué)提出的與探究結(jié)論不一致的現(xiàn)象，教師應(yīng)鼓勵(lì)他們表述出來(lái)，并組織大家一起交流解決問(wèn)題的方案。如探究“酸的化學(xué)性質(zhì)”，酸能否與金屬反應(yīng)，其中鎂與鹽酸的反應(yīng)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(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，七嘴八舌歸納起來(lái)的現(xiàn)象有：看到白霧、白霧很嗆人；又看到鎂片由原來(lái)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(xì)心的同學(xué)摸到井穴板底部很熱。本探究活動(dòng)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(yīng)產(chǎn)生氫氣”。同學(xué)歸納得到的以上現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)中確也真實(shí)存在，用探究所得結(jié)論無(wú)法對(duì)歸納的全部現(xiàn)象解釋清楚。初中生對(duì)自己提出的問(wèn)題好奇心很強(qiáng)，迫切想知道是什么原因造成的。孩子強(qiáng)烈的好奇心正是探究過(guò)程中最重要的因素，此時(shí)教師應(yīng)抓住機(jī)會(huì)，把問(wèn)題拋給同學(xué)，讓他們慢慢分析說(shuō)出自己的看法，從而得到他們想得到的答案。如問(wèn)：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(wèn)：氯化氫氣體哪里來(lái)的？應(yīng)該是鹽酸產(chǎn)生的。再問(wèn)：稀鹽酸沒(méi)有揮發(fā)性，怎么會(huì)有氯化氫氣體產(chǎn)生呢？經(jīng)過(guò)教師提示，學(xué)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(yīng)放熱，氣體溶解度隨溫度的升高而降低，因此反應(yīng)過(guò)程會(huì)有氯化氫氣體產(chǎn)生出來(lái)。至于鎂片由黑變白變亮恰好為接下來(lái)探究酸能與金屬氧化物反應(yīng)打下伏筆。

每位同學(xué)在自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)后，小組間一定會(huì)互相詢問(wèn)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(huì)爭(zhēng)論不停直至面紅耳赤，無(wú)法解決時(shí)就叫老師來(lái)裁定和解釋。同學(xué)在爭(zhēng)論以及和老師的交流整合過(guò)程中學(xué)會(huì)了尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成細(xì)心分析實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣。

三、積極創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)的動(dòng)腦空間

1.促進(jìn)學(xué)生設(shè)計(jì)多樣的實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)掘個(gè)體能力

每個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)教材僅列出一種方案，教學(xué)過(guò)程針對(duì)的是全體同學(xué)，探究設(shè)計(jì)的單一性限制了學(xué)生思維的多樣性。積極調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，讓每位同學(xué)展開想象的翅膀設(shè)計(jì)出多樣化的探究方案更能體現(xiàn)探究的真正意義。如對(duì)“溶解時(shí)的吸熱放熱現(xiàn)象”的探究，教材是在三個(gè)燒杯中加入等量的水，分別插入一根溫度計(jì)，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(jì)的溫度的變化。得到結(jié)論：物質(zhì)溶于水時(shí)有溫度變化。問(wèn)同學(xué)若不使用溫度計(jì)，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(qǐng)同學(xué)思考設(shè)計(jì)出一種合理且現(xiàn)象明顯的方案。給予同學(xué)充分的時(shí)間后，他們一一展示自己的設(shè)計(jì)，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(jìn)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(shuō)在課堂上這些方法并不能逐一驗(yàn)證，但都是一些很獨(dú)特的看法，在理論上也有依據(jù)可循。這種探究設(shè)計(jì)調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，消除了優(yōu)差生的差異，人人都可參與動(dòng)腦，培養(yǎng)了同學(xué)個(gè)體獨(dú)立思考的能力。

2.解決實(shí)驗(yàn)之疑問(wèn)，發(fā)掘創(chuàng)新能力

鎂和鹽酸反應(yīng)探究結(jié)論為生成物之一是氫氣，若從整個(gè)實(shí)驗(yàn)物質(zhì)組成元素和學(xué)生所學(xué)知識(shí)去分析，說(shuō)一定是氫氣是有點(diǎn)牽強(qiáng)的。課堂上就有個(gè)別學(xué)生大膽質(zhì)疑教師，為什么氣泡一定是氫氣？問(wèn)之有理。既然為探究活動(dòng)，就不妨和同學(xué)一起討論一下為什么，應(yīng)該用什么樣的實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)生的氣體一定是氫氣呢？實(shí)驗(yàn)先要收集待檢驗(yàn)的氣體，問(wèn)題是本次探究活動(dòng)用的井穴板是敞口容器，氣體容易逸散。有同學(xué)提議用加蓋的集氣瓶，馬上被不夠嚴(yán)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(xué)說(shuō)用塑料袋，全班大笑，教師則靈光一閃，覺(jué)得可行。透明的塑料袋充當(dāng)反應(yīng)容器既便于觀察實(shí)驗(yàn)，又為氫氣檢驗(yàn)防止爆炸，在安全方面做了保證。聽(tīng)說(shuō)可以，同學(xué)趕緊找了一個(gè)塑料袋（保鮮袋更好）給老師試驗(yàn)。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(yīng)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(diǎn)燃的火柴插向塑料袋，聽(tīng)到一聲“砰”的爆鳴聲，這個(gè)新穎的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了酸與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物之一確是氫氣。

原本平淡無(wú)奇的探究，在同學(xué)的質(zhì)疑聲和大家的討論思考中創(chuàng)造出一個(gè)如此美妙的設(shè)計(jì)。同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣別提有多高了，他們也體驗(yàn)到科學(xué)探究應(yīng)勇于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)疑問(wèn)提出猜想假設(shè)，用創(chuàng)新的眼光設(shè)計(jì)相關(guān)方案予以驗(yàn)證解釋，從而獲得化學(xué)新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)探究的質(zhì)的飛躍。

化學(xué)家戴安邦先生說(shuō)：“培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素質(zhì)，不僅要傳授知識(shí)，最重要的是發(fā)展學(xué)生的智力”?；瘜W(xué)課堂中探究活動(dòng)的靈活開展，不僅講解了化學(xué)要點(diǎn)，更充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。更重要的，學(xué)生在手動(dòng)、口動(dòng)、腦動(dòng)的過(guò)程中，開發(fā)了自己的智力并提高了自己的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]人教社化學(xué)室.九年級(jí)化學(xué)義務(wù)教育教科書（上、下冊(cè)）[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(hào)：1008-0546（2016）01-0034-02

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

新課標(biāo)指出：“科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)獲取化學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問(wèn)題的重要實(shí)踐活動(dòng)?！本拍昙?jí)化學(xué)上、下冊(cè)教材列舉的科學(xué)探究活動(dòng)給教師很大的教學(xué)設(shè)計(jì)空間，教師若在課堂時(shí)間內(nèi)，積極創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究的多維空間，使探究活動(dòng)全面開展，對(duì)切實(shí)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著重要的作用。