蔡輝舞

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初中化學(xué)探究式學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)：原則與方法*

蔡輝舞

（廈門市翔安區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校福建廈門361102）

摘要：創(chuàng)設(shè)合適的探究學(xué)習(xí)情景是探究教學(xué)的前提和保障。創(chuàng)設(shè)具體的探究學(xué)習(xí)情景應(yīng)遵循問題化、興趣化、過程化、適度化等原則，通過立足實(shí)際、源于生活、活用表演和巧創(chuàng)實(shí)驗(yàn)等多種方法創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究過程，培養(yǎng)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)情景；探究式學(xué)習(xí)；原則；方法

*本文系2014年福建省中小學(xué)教師發(fā)展基金立項(xiàng)課題“基于‘少教多學(xué)’理念建構(gòu)化學(xué)作業(yè)系統(tǒng)校本化的研究”（課題編號(hào)：FZJJ20130202445）階段性研究成果之一。

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》［1］提到“探究”高達(dá)180處，其中課程基本理念出現(xiàn)4處“探究”，課標(biāo)也明確指出：科學(xué)探究是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式，在義務(wù)教育化學(xué)課程內(nèi)容中單獨(dú)設(shè)立主題，明確地提出發(fā)展科學(xué)探究能力所包含的內(nèi)容及要求。義務(wù)教育階段的化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過程和方法，發(fā)展科學(xué)探究能力［1］。一個(gè)理智而又愉悅的學(xué)習(xí)情景，是激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究的根本保證。能否創(chuàng)設(shè)合適而具體的探究學(xué)習(xí)情景，直接影響到學(xué)生探究學(xué)習(xí)方式的形成和探究能力的培養(yǎng)。所以，教師掌握探究學(xué)習(xí)情景的原則，運(yùn)用多種方法創(chuàng)設(shè)具體的探究學(xué)習(xí)情景，是探究式教學(xué)有效推進(jìn)的關(guān)鍵與保障。

一、創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景應(yīng)遵循的四原則

1.問題化——點(diǎn)燃思維火花

有價(jià)值的教學(xué)情景一定是內(nèi)含問題的情景，因?yàn)閱栴}是教學(xué)的心臟，問題是思維探索的引子。

如“測定空氣中氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)教學(xué)有下面兩種設(shè)計(jì)方法：

（1）由教師講解實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，然后要求學(xué)生按課本所述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

（2）教師創(chuàng)設(shè)層次性問題：通過問題，啟迪學(xué)生思維，培養(yǎng)分析解決問題的能力。

①小滴管——大學(xué)問。滴管吸水的原理是什么呢?

②如圖實(shí)驗(yàn)探究：____

Ⅰ.紅磷燃燒觀察到什么現(xiàn)象?冷卻后打開止水夾看到什么現(xiàn)象?Ⅱ.經(jīng)分析獲得什么結(jié)論?③該裝置測定氧氣的原理是什么?

（3）討論交流：Ⅰ.為確保實(shí)驗(yàn)成功，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有何要求?Ⅱ.操作中應(yīng)注意什么?

（4）延伸與反思：Ⅰ.在實(shí)驗(yàn)中，若氣體減少的體積小于五分之一，是何原因?Ⅱ.廣口瓶余下的氣體主要是什么?它有哪些性質(zhì)?

上述兩種設(shè)計(jì)，哪一種更易激發(fā)學(xué)生探究的興趣，更易培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和解決問題能力呢?答案是不言而喻的。因?yàn)楹笠环N以問題為導(dǎo)向，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生解決問題的沖動(dòng)，使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)強(qiáng)烈的認(rèn)識(shí)需要，激活了課堂思維，課堂由此充滿探究味，學(xué)生體會(huì)著探究中激蕩著思維的樂趣。

2.興趣化——激發(fā)學(xué)習(xí)欲望

興趣是最好的老師，一個(gè)人的學(xué)習(xí)及成就的取得同濃厚的學(xué)習(xí)興趣是分不開的。學(xué)生是否產(chǎn)生濃厚的探究學(xué)習(xí)欲望，很大程度上取決于教師創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情景是否充滿興趣元素。

如在學(xué)習(xí)較為枯燥的“根據(jù)化學(xué)方程式的簡單計(jì)算”時(shí)，教師播放“火箭發(fā)射成功嫦娥三號(hào)奔月”的視頻，改變了以往學(xué)生對(duì)計(jì)算題這類單調(diào)操練課型懶得思考、惰于分析的情況。

通過嫦娥三號(hào)奔月這一劃時(shí)代事件創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景。若火箭推進(jìn)器中燃料是液氫，助燃劑是液氧，如果你是這次火箭推進(jìn)器的設(shè)計(jì)師，當(dāng)確定火箭升空要攜帶5t的液氫，你會(huì)在火箭助燃倉中填充多少噸的液氧來滿足這些液氫的完全燃燒?如果液氧過少會(huì)造成什么后果?如果液氧過多又會(huì)怎么樣呢?

利用視頻中激動(dòng)人心的發(fā)射情景，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)，通過對(duì)問題的分析，也使學(xué)生明白了定量計(jì)算、精確計(jì)算在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，體會(huì)化學(xué)知識(shí)的重要性，從而引入主題——從“量”的角度研究物質(zhì)的變化也就水到渠成了。

3.過程化——體驗(yàn)過程探究

讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的建構(gòu)過程，教師要改變知識(shí)的呈現(xiàn)方式，把教材中的知識(shí)點(diǎn)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)乃至實(shí)驗(yàn)中的疑點(diǎn)創(chuàng)設(shè)成學(xué)生可以體驗(yàn)的探究過程，并在探究過程中建構(gòu)知識(shí)、形成技能、獲得體驗(yàn)、發(fā)展能力。

例如在學(xué)習(xí)常見的堿Ca（OH）2、NaOH與CO2反應(yīng)時(shí)，將CO2分別通入Ca（OH）2、NaOH溶液中，CO2與Ca（OH）2反應(yīng)有沉淀生成，而與NaOH反應(yīng)無現(xiàn)象，那么CO2與NaOH是否確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)?如果有反應(yīng)，如何證明?學(xué)生經(jīng)歷了理論推導(dǎo)過程和實(shí)驗(yàn)探究過程的思維與實(shí)踐的體驗(yàn)，收獲了知識(shí)與能力。

理論證明：通過師生分析、討論、交流實(shí)驗(yàn)原理，化學(xué)反應(yīng)必定有新物質(zhì)生成，可以通過反應(yīng)物減少（若為氣體，壓強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生變化）或通過檢驗(yàn)生成物的存在加以證明。

實(shí)驗(yàn)證明：學(xué)生通過小組的討論交流，形成了多種方案：1.在CO2與NaOH反應(yīng)后的溶液中滴加HC1，若有氣泡產(chǎn)生，則CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。2.在CO2與NaOH反應(yīng)后的溶液中通入Ca（OH）2，若有白色沉淀產(chǎn)生，則CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。3.在集氣瓶中收集滿CO2迅速倒入NaOH，用一個(gè)帶有U型管的橡皮塞塞緊，如果液面發(fā)生變化，證明反應(yīng)了。4.CO2迅速倒入NaOH，用一個(gè)帶有導(dǎo)管的塞子塞緊，導(dǎo)管一端套上氣球，氣球鼓起則反應(yīng)了。5.在塑料瓶收集滿2瓶CO2，一瓶迅速倒入NaOH，另一瓶迅速倒入水中，蓋好瓶塞，比較塑料瓶變癟的程度，發(fā)覺倒入NaOH的變癟嚴(yán)重……通過一系列討論和探究活動(dòng)，學(xué)生在討論中實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中探究，在探究中總結(jié)，在總結(jié)中收獲科學(xué)方法，學(xué)生經(jīng)歷探究過程，提升了解決問題的能力。

4.適度化——營造憤悱佳境

探究學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè)應(yīng)能使學(xué)生產(chǎn)生“憤”、“悱”的心理佳境，形成“心求通而不得”的認(rèn)知沖突、“口欲言而不能”的急需狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生探究的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。如果學(xué)習(xí)情景中隱含的問題過于簡單，就無法形成認(rèn)識(shí)沖突，激不起學(xué)生挑戰(zhàn)欲望；如果隱含的問題難度太大，就會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生退縮心理，失去參與的信心和熱情。

例如學(xué)習(xí)“二氧化碳性質(zhì)”時(shí)，進(jìn)行了如下的教學(xué)設(shè)計(jì)：

演示實(shí)驗(yàn)：向放有兩支高低不同燃著的蠟燭的燒杯中，倒入一瓶氣體。

提出問題：觀察到什么現(xiàn)象?通過實(shí)驗(yàn)，可得出該氣體具有哪些性質(zhì)?請(qǐng)你猜一猜，該氣體可能是什么氣體?并設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想。

活動(dòng)與探究：學(xué)生思考、討論，進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的證明。

提出問題：還有哪些事實(shí)或?qū)嶒?yàn)，來說明二氧化碳的密度比空氣大?

學(xué)生交流、討論得出：二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量是44，空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量是29，收集二氧化碳的集氣瓶是正放；二氧化碳可以滅火；同體積氣球充入二氧化碳比充入空氣下沉得快。

實(shí)驗(yàn)素材來源于書本，但又不拘泥于書本進(jìn)行簡單驗(yàn)證，而是創(chuàng)設(shè)了充分、自由的空間，設(shè)置了跳一跳摘桃子的層層遞進(jìn)式問題，引發(fā)學(xué)生思維，驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。

二、創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景的方法

1.立足實(shí)際，創(chuàng)設(shè)問題探究情景

問題情景是激發(fā)學(xué)生求知的有效載體，它造成學(xué)生心理與知識(shí)內(nèi)容之間的不平衡。而學(xué)生要重構(gòu)這種不平衡狀態(tài)，就要急于了解知識(shí)的來龍去脈，并通過思考、分析解決問題。如果問題能立足于實(shí)際、更具有真實(shí)性，對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的震撼作用更明顯，學(xué)生也更能明白知識(shí)的價(jià)值，產(chǎn)生的學(xué)習(xí)欲望也會(huì)更強(qiáng)烈。

例如學(xué)習(xí)“天然氣”時(shí)：播放發(fā)生在身邊的事故視頻：2014年9月19日廈門湖里發(fā)生造成5死26傷的煤氣爆炸事故，全國各大媒體都競相報(bào)道該事故。事故發(fā)生后，廈門出臺(tái)禁止餐飲場所使用煤氣瓶的通知，強(qiáng)力推廣使用天然氣。

提出問題：如果你是事故調(diào)查員，請(qǐng)從煤氣的物理、化學(xué)性質(zhì)角度分析煤氣爆炸的原因，并向居民解釋為什么改用天然氣，天然氣和煤氣相比有什么優(yōu)點(diǎn)?

通過查找資料、交流、討論、探究，學(xué)生明白了天然氣、煤氣的主要成分是什么?該物質(zhì)具有的物理性質(zhì)有哪些?化學(xué)性質(zhì)有哪些?使用中應(yīng)注意什么?這類真實(shí)的事件，激發(fā)了學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，在真實(shí)問題情景下，學(xué)生迫切要學(xué)習(xí)知識(shí)，利用化學(xué)知識(shí)分析問題，解決問題，也使學(xué)生對(duì)社會(huì)對(duì)人民增添了一份責(zé)任感。

2.源于生活，創(chuàng)設(shè)討論探究情景

從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，以化學(xué)原始現(xiàn)象的創(chuàng)設(shè)和生活素材的選取為重要環(huán)節(jié)的信息加工過程，架設(shè)一座聯(lián)系“化學(xué)”與“生活”的橋梁，創(chuàng)建討論平臺(tái)。情景來源生活，人人都能說，都有話說，在討論中形成精彩思維碰撞也就有了可能。

例如“金屬資源保護(hù)”教學(xué)中：

教師：（多媒體展示）金屬腐蝕是普遍存在的現(xiàn)象。全世界每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)7000億美元，是各項(xiàng)天災(zāi)（臺(tái)風(fēng)、水災(zāi)、地震）等損失總和的6倍。因此，研究腐蝕機(jī)理，采取防護(hù)措施，有重大的意義。

提出問題：在生活中，為預(yù)防金屬腐蝕，用過哪些方法呢?

生1：我家的鐵門刷上油漆。

生2：我媽把鍋洗干凈后，常常倒過來晾干。

生3：我爸經(jīng)常在我的自行車鏈條上涂油。

生4：我打完球后，要立即把沾滿汗水的眼鏡框擦干……

提出問題：大家的生活經(jīng)驗(yàn)很豐富，觀察也很仔細(xì)。那么，生銹和哪些因素有關(guān)?上述措施為什么能防止腐蝕?

學(xué)生討論、交流……

學(xué)生熟悉的“生活原型”問題，作為討論引子，蘊(yùn)含著多種知識(shí)生長點(diǎn)，可從中不斷發(fā)現(xiàn)與提出問題，實(shí)現(xiàn)生活問題化學(xué)化，化學(xué)問題生活化。生活化問題在充滿情趣的氛圍中爆發(fā)出鮮活的生機(jī)，讓不同層次學(xué)生都能由此參與討論探究，體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)解決問題的樂趣。

3.活用表演，創(chuàng)設(shè)趣味探究情景

趣味情景易使大腦皮層處于興奮狀態(tài)，活躍學(xué)生的思維。初中生學(xué)習(xí)持續(xù)性仍不穩(wěn)定，根據(jù)初中生生理、心理特點(diǎn)，新鮮、有趣的情景往往能激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，而令人驚訝的魔術(shù)表演和真人秀表演則能觸動(dòng)學(xué)生趣味興奮點(diǎn)。

例如：在“中和”反應(yīng)中教師可先給學(xué)生表演變色魔術(shù)。教師手里拿一朵事先用氫氧化鈉溶液浸過的白花，然后噴上酚酞溶液，變成了紅色，而后又噴上了鹽酸溶液，又恢復(fù)了白色。學(xué)生在驚嘆之余，探究欲望被激活了。

又例如：為了讓學(xué)生更好地理解微觀世界，了解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是分子的化分、原子的重新組合，而且化學(xué)變化中原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量是不變的。講解“水分解”的微觀過程時(shí)，請(qǐng)兩個(gè)身材相當(dāng)?shù)膶W(xué)生上臺(tái)表演啞劇，學(xué)生雙手都帶上白色拳擊手套，緊握拳頭（表示兩個(gè)氫原子）放在下巴下（頭表示一個(gè)氧原子），整體形象地表示了水分子，音樂響起（表示通電），手與下巴分開，然后兩個(gè)人頭碰頭，手碰手，形象地表現(xiàn)了水分子的分解。就這樣將微觀世界形象化、抽象知識(shí)表現(xiàn)化，趣味表演讓學(xué)生對(duì)微觀世界的理解豁然開朗。

又例如在其它化學(xué)教學(xué)中，結(jié)合相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，我們做的“魔棒點(diǎn)燈”、“自制果凍”、“瓶吞雞蛋”、“水中生火”、“清水變牛奶”等趣味性實(shí)驗(yàn)，都能激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。

4.巧創(chuàng)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)思維探究情景

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為載體，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，使學(xué)生產(chǎn)生疑惑，引爆思維火花，誘發(fā)探究欲望。

如：在“金屬跟鹽的反應(yīng)規(guī)律”的教學(xué)中首先讓學(xué)生猜測Na與CuSO4溶液反應(yīng)的生成物。由于已有Fe 與CuSO4溶液反應(yīng)的知識(shí)，受思維定勢(shì)的影響，學(xué)生認(rèn)為它們反應(yīng)應(yīng)該生成Cu和Na2SO4，教師不急于糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，因勢(shì)利導(dǎo)，補(bǔ)充了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：往燒杯倒入適量的硫酸銅溶液后再投入一小粒金屬鈉。這時(shí)，奇跡出現(xiàn)了：鈉在液面上快速轉(zhuǎn)動(dòng)，反應(yīng)很激烈，同時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色（也有少量黑色）沉淀，期待中的紅色銅并沒有出現(xiàn)。出乎意料的現(xiàn)象背離了學(xué)生原來的判斷，思路受阻。此時(shí)應(yīng)該從產(chǎn)生氣體和藍(lán)色沉淀這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出Na與可溶性鹽溶液反應(yīng)的特殊性。此時(shí)學(xué)生也明白了，在金屬活動(dòng)順序表里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的化合物的溶液中置換出來（前金換后金），但K、Ca、Na應(yīng)除外。

若將結(jié)論直接呈現(xiàn)讓學(xué)生被動(dòng)接受，這樣的學(xué)習(xí)方式雖然省事，卻扼殺了學(xué)生探究思考、操作實(shí)踐、參與知識(shí)形成過程的機(jī)會(huì)，顯然是不應(yīng)提倡的。教師通過新奇的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生在一環(huán)緊扣一環(huán)的探究情景中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析提煉、發(fā)展探究能力。

三、愿景

因?yàn)橛辛颂骄繉W(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè)，

探究不再是單向而單調(diào)的。教師在探究式教學(xué)中應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，靈活選用方法，創(chuàng)設(shè)最適合學(xué)生探究學(xué)習(xí)的情景，使化學(xué)學(xué)習(xí)充滿探究味，交流過程洋溢著愉悅情緒，探究進(jìn)程閃爍著智慧火花，從而啟迪學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生理解化學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)的提高。

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.012

文章編號(hào)：1008-0546（2016）02-0041-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B