李靚 張賢金 王鋒

[摘 要]

科學探究能力是中考化學試題考查的重要目標，科學探究能力的考查不能脫離具體的內(nèi)容主題進行。站在核心素養(yǎng)的視域下，如何開展初中化學科學探究復(fù)習課教學，提升學生科學探究能力是值得研究的課題。以“探究過氧化氫溶液反應(yīng)速率影響因素”教學為例，對如何設(shè)計、組織和實施初中化學科學探究復(fù)習課進行了實踐探索，并提出了相關(guān)的建議。

[關(guān)鍵詞]

初中化學;核心素養(yǎng);科學探究

《福建省初中化學學科教學與考試指導(dǎo)意見》明確指出，中考對科學探究能力的考查水平為“認識”，科學探究作為學習內(nèi)容和目標，不孤立進行探究方法的考查，而將科學探究能力的考查落實在其他各主題的考查中[1]。那么，在初中化學復(fù)習課中如何促進學生科學探究能力的發(fā)展，幫助學生達到中考對科學探究能力的考查要求呢？這是廣大一線初中化學教師都關(guān)注的問題。本文中筆者以“探究過氧化氫溶液反應(yīng)速率影響因素”教學為例，對初中化學復(fù)習教學策略進行分析，探索如何激發(fā)學生探究的興趣，促進學生形成探究思維模式，構(gòu)建學生小組合作、自主探索的課堂模式，從而促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、初中化學科學探究復(fù)習課的現(xiàn)狀分析

當前中考中化學實驗探究題往往是學生很難突破獲得高分的題型。有不少教師還是傾向于把科學探究復(fù)習課上成“科學探究試題講評課”。教師在考試前對于實驗探究專題的復(fù)習往往采取的是題海戰(zhàn)術(shù)?？菰锏牧曨}課，使得學生對于該類題型畏難心理加劇，失分嚴重。還有不少學生在考試的時候?qū)@類題型直接放棄。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學生對該類題型缺乏實際經(jīng)驗及整體科學探究的解題思維。無法找準探究主要問題在哪里，無法準確掌握實驗原理，對實驗過程僅僅記得一些支離破碎的知識點而無法將它們整合在一起。

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，身為化學教師不僅要引導(dǎo)學生觀察實驗，還應(yīng)當給學生思考的空間及動手的機會，引導(dǎo)學生形成化學認識視角和認識思路，發(fā)展學生的高階思維。當學生具備了科學興趣、探索精神、實證精神，學生會更加主動地去學習更多的新鮮知識，成績的提升也就水到渠成了。

二、核心素養(yǎng)視域下初中化學科學探究復(fù)習課的實踐

站在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的視角下，我們認為有必要轉(zhuǎn)變教師的教學方式和學生的學習方式，變革初中化學科學探究復(fù)習課的模式，實現(xiàn)課堂教學轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)以“探究過氧化氫溶液反應(yīng)速率影響因素”教學為例，略作探討。

（一）教材與學情分析

本節(jié)課是在初三上學期期末階段進行的實驗專題復(fù)習課。此時學生已經(jīng)學完人教版九年級上冊七個單元的全部內(nèi)容，其中與本節(jié)課相關(guān)的課程也學習過氧氣、二氧化碳、氫氣等氣體的制備，在學習實驗室制取二氧化碳時，學生學會根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置、根據(jù)氣體密度和溶解性選擇收集裝置，具備了一定的知識基礎(chǔ)（圖1）和方法技能（圖2）。本節(jié)課不僅僅是一節(jié)復(fù)習課，同時考試說明也明確規(guī)定了探究實驗是中考考試中的一項重要內(nèi)容，更是為九年級下冊學習做好鋪墊的關(guān)鍵課時。下冊內(nèi)容難度明顯比上冊內(nèi)容有所提升，更加側(cè)重的是方法的教學。掌握好探究實驗的方法與思路，能幫助學生在下冊學習過程中，更加主動去探索與感悟知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，更深層次地理解知識點、梳理知識點，使得學習過程變得有趣而靈動。

（二）教學目標及重難點分析

（1）教學目標

本節(jié)課的教學設(shè)計目標緊緊圍繞新課程標準理念及考試說明要求。理解過氧化氫溶液的反應(yīng)原理，探究影響該反應(yīng)速率的因素，并能根據(jù)科學探究的一般過程設(shè)計實驗驗證，能在教師指導(dǎo)下根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇實驗藥品和儀器，能安全操作。通過對影響過氧化氫反應(yīng)速率因素的探究，初步掌握學習實驗室科學探究的一般思路方法。通過影響反應(yīng)速率因素的探究，體驗科學探究過程，形成大膽創(chuàng)新、嚴謹求實的科學態(tài)度，體驗探究過程的樂趣。通過實驗方案展示與總結(jié)過程，提高合作與創(chuàng)新的能力，形成初步的定性到定量的思維。

（2）教學重難點

教學重點：初步掌握科學探究的一般方法以及控制變量法。

教學難點：如何設(shè)計實驗方案探究影響反應(yīng)速率的因素，并進行裝置簡圖的繪制后上臺展示交流。能根據(jù)同學的描述，發(fā)現(xiàn)不同方案的優(yōu)缺點及關(guān)系。選擇儀器安裝并進行實驗，展示與交流。在師生、生生互動中，啟迪高階思維。

（三）實驗教學過程

（1）視覺盛宴——巧妙引入

[問題引入]講臺上放著一些五顏六色的液體是什么？又會發(fā)生怎樣神奇的變化？

[演示實驗]有趣的小實驗——“魔幻燈塔”。展示：邀請兩組同學（每組兩位）一同上臺演示魔幻燈塔實驗，同時高喊“3、2、1”開始實驗。

[用品介紹]我們所用的藥品有：30%過氧化氫溶液、豬肝浸出液、硫酸銅、碘化鉀、洗潔精、水粉。洗潔精是發(fā)泡劑，水粉起到調(diào)色效果本身不影響實驗。

[提出問題]同時倒入液體后，觀察到相同時間有些反應(yīng)產(chǎn)生泡沫較多，有些較少。這體現(xiàn)了反應(yīng)速率的不同。是什么影響了反應(yīng)速率？

[再次提問]帶火星的木條復(fù)燃了，木條為什么會復(fù)燃呢？

[追問]什么物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生了氧氣呢？反應(yīng)物都是什么狀態(tài)？

[演示]用燒杯盛泡沫，到學生中，將帶火星木條伸入泡沫中。

[學生觀察]觀察到帶火星的木條復(fù)燃，該氣體是氧氣。從而結(jié)合液體制備氧氣，得出該溶液很可能是過氧化氫溶液的結(jié)論。

[學生歸納]影響過氧化氫溶液反應(yīng)速率的因素可能有溫度、催化劑種類、溶液濃度、溶液溫度等，猜想可以是正確也可以是錯誤的。

[實驗解析]與學生同時往等體積30%過氧化氫溶液中倒入等體積硫酸銅溶液、碘化鉀溶液以及豬肝浸出液（綠色、橙色、藍色）。此時倒入豬肝浸出液的過氧化氫溶液反應(yīng)非常劇烈，迅速沖出大量泡沫、碘化鉀溶液中過氧化氫溶液產(chǎn)生泡沫速度也比較迅速、硫酸銅溶液中過氧化氫溶液分解速度非常緩慢。通過明顯的現(xiàn)象對比可以引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)催化劑種類的不同，可能會影響過氧化氫溶液反應(yīng)速率。再分別往相同濃度、相同體積的碘化鉀溶液中倒入30%過氧化氫溶液、熱的15%過氧化氫溶液、15%過氧化氫溶液，也能觀察到30%過氧化氫溶液產(chǎn)生泡沫的速度有所不同，從而引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)溶液濃度、溫度都有可能會影響溶液的反應(yīng)速率。

設(shè)計意圖：通過五彩的顏色激發(fā)學生學習的興趣，明顯的現(xiàn)象給學生帶來強烈的視覺沖擊。教師引導(dǎo)學生學會對比不同的實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)改變不同的條件將會帶來明顯不同的實驗結(jié)果，從而進行大膽的猜想。教師在這個過程中需要給學生思考的空間，鼓勵學生大膽猜想，不管猜想是否正確都可以引導(dǎo)其進行探究。在充滿重重疑問的情況下，不斷拋出的問題串給了學生思考的方向，培養(yǎng)學生大膽探索、敢于質(zhì)疑的科學精神，領(lǐng)會科學家堅忍不拔的毅力與行動力。

（2）思維碰撞——方案互評

[分組設(shè)計]請在場的小組選擇一種影響因素，先設(shè)計實驗方案并繪制裝置簡圖。到學生中解答學生疑問，指導(dǎo)方案的設(shè)計。引導(dǎo)學生按照“因素選擇——方案設(shè)計——解析裝置簡圖”角度，去設(shè)計與說明。

[小組匯報]

[小組繪制實驗簡圖 小組匯報簡介 第一組：? ? ? ? ? ? ? 我們小組選擇的因素是催化劑種類，分別將相同體積、相同濃度的過氧化氫溶液、相同質(zhì)量不同種類催化劑（二氧化錳和硫酸銅）同時加入燒杯中，觀察反應(yīng)快慢 第二組：? ? ? ? ? ?我們小組選擇的因素是過氧化氫溶液的濃度。選擇不同濃度的過氧化氫溶液（5%和15%），加入等量的二氧化錳，控制相同的溫度，觀察氣球膨脹的大小進行對比 第三組：

我們小組選擇的因素是催化劑的種類，分別取相同體積相同濃度的過氧化氫溶液、相同質(zhì)量不同種類的催化劑，同時用注射器注入溶液，觀察氣體流速 第四組：

我們小組研究的影響因素是溶液的溫度，分別取等質(zhì)量的二氧化錳粉末，加入相同體積相同濃度但溫度不同的過氧化氫溶液進行實驗，觀察相同時間內(nèi)氣體排出的體積來進行對比 ]

[問題引導(dǎo)]在方案中都運用到了什么方法？

[學生歸納]控制變量法，先明確探究問題，尋找多種因素，改變一個研究因素。即在研究影響反應(yīng)速率的因素中，其他條件不變，控制其中一個因素不同即可。

設(shè)計意圖：利用控制變量法，設(shè)計實驗方案并繪制實驗裝置簡圖，給學生時間進行思考與討論。在小組合作探討的過程中，大膽提出自己的見解，激發(fā)學生的想象力與創(chuàng)造力，在實踐中與理論知識相結(jié)合，使得知識點跳出書本，學習效率之高是我們無法估計的。在小組互評中，教師把握好方向盤的情況下，小組間提出意見與建議，不斷優(yōu)化各自的方法，在交流中掌握好控制變量法、對比、定量測定等思維方法，學會用自己的語言組織描述實驗方案。

（3）百花齊放——實驗展示

[小組任務(wù)]小組派代表展示實驗成果、匯報你們的實驗結(jié)論。

[小組匯報]

[小組實驗展示 小組匯報簡介 第一組：? ? ? 我們小組明顯觀察到其他條件相同，加入二氧化錳后過氧化氫溶液反應(yīng)較快，加入硫酸銅后過氧化氫溶液反應(yīng)較慢 第二組：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 我們小組觀察到其他條件相同，15%的過氧化氫溶液比5%過氧化氫溶液分解速率快。證明濃度的變化可以改變過氧化氫溶液的分解速率 第三組：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?我們小組明顯觀察到其他條件相同，加入二氧化錳后過氧化氫溶液后導(dǎo)管口冒出的氣泡速度較快，加入硫酸銅后過氧化氫溶液導(dǎo)管口冒出的氣泡速度較慢 第四組：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?我們小組觀察到其他條件相同時，熱的過氧化氫溶液反應(yīng)速率越快 ]

[學生小結(jié)]小結(jié)實驗結(jié)論。催化劑種類、催化劑用量、過氧化氫溶液濃度、溫度等都會影響過氧化氫分解速率。

設(shè)計意圖：給學生平臺讓學生來展示小組實驗，學生的主體地位得到了充分的體現(xiàn)。在設(shè)計過程中學生的想象力與創(chuàng)造力都得到了展現(xiàn)，安裝儀器與動手實驗的過程能力得到了提升。課堂氣氛達到了高潮，整節(jié)課師生互動、生生互動，學生的方案跳出固有的模型，能夠根據(jù)老師的引導(dǎo)得到足夠的空間進行展示，小組點評，培養(yǎng)學生批判精神。

（4）舉一反三——習題設(shè)置

[習題示例]探究蠟燭在一定體積空氣中燃燒時間的影響因素。

[猜想與假設(shè)]在蠟燭足量的情況下，蠟燭在一定體積空氣中燃燒，影響其燃燒時間長短的因素可能有：蠟燭的粗細、蠟燭的高度、蠟燭的質(zhì)地……

[設(shè)計實驗]設(shè)計一個實驗探究：在一定體積空氣中，影響蠟燭燃燒時間長短的一種因素（可以是以上因素，也可以是自己提出的因素）。要求：設(shè)計主要的實驗過程;體現(xiàn)所需測定實驗數(shù)據(jù)或所需觀察的實驗現(xiàn)象。

（1）你想探究的一種影響因素：__________________________________________。

（2）實驗設(shè)計的內(nèi)容：__________________________________________________。

設(shè)計意圖：通過導(dǎo)學案的設(shè)計，在學生為主體的探究課堂中，把控好學生課堂學習的方向，引導(dǎo)學生思考，對于知識的梳理起到鞏固作用。在解題時能夠聯(lián)系生活實際，在真實情境中解決問題。將化學核心概念的遷移和應(yīng)用與STSE問題的解決過程有機地結(jié)合起來，使學生能從學科價值上把握化學科學的社會功能及責任。

三、教學反思及啟示

（一）明確探究思路，重視方法引導(dǎo)

本節(jié)課以學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求為指導(dǎo)思想，以對過氧化氫分解速率的影響因素的探究為載體，深入挖掘教學素材的價值，結(jié)合指導(dǎo)意見對學生實驗探究能力的要求，有針對性地組織教學，讓學生完整地體驗了實驗探究的全過程，目標明確，節(jié)奏流暢，思路清晰，是一堂出彩的實驗課。從目標達成的角度看，學生在實驗設(shè)計的過程中能結(jié)合進行教師給出的范例，運用控制變量的思想;在實驗實施過程中，學生能注意實驗現(xiàn)象的觀察，以及對實驗現(xiàn)象進行科學的分析，最終得到相對完整的結(jié)論，也形成了運用控制變量法進行實驗探究的大致思路，說明整個教學過程中對學生證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)的培養(yǎng)是相對成功的。

（二）巧設(shè)真實情境，活躍課堂氣氛

從教學流程來看，通過充滿視覺震撼的“魔幻燈塔”實驗激發(fā)學生興趣，引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)問題，進而啟發(fā)學生做出猜想，結(jié)合猜想設(shè)計方案，根據(jù)方案實施實驗，觀察實驗得出結(jié)論，整個過程行云流水，環(huán)節(jié)完整。在方案設(shè)計的環(huán)節(jié)中，給了學生充分的時間進行思考和討論，并參與到學生的討論當中，適時適度地引導(dǎo)學生，形成了活躍的課堂氛圍，學生參與度高。在方案分享環(huán)節(jié)中，結(jié)合問題串引導(dǎo)學生梳理思路，注重對學生不同思路的分析與肯定，讓每個學生都感受到自我價值的實現(xiàn)，對培養(yǎng)學生的探究能力與創(chuàng)新精神有較積極的影響。值得一提的是，本節(jié)課的教學中，既有像配注射器的橡皮塞這樣的自制教具，也有自己錄制的關(guān)于實驗安全的微課，配合電子白板、投影儀等媒體工具，豐富了教學資源，提升了課堂效率。

（三）合作探究學習，提升思維訓(xùn)練

新課程標準明確學生在探究實驗過程中應(yīng)認識到科學探究既需要觀察和實驗，又需要進行推理和判斷，以及合作與交流在科學探究中的重要作用[2]。本節(jié)課以課本實驗入手，著力使學生體驗科學探究的過程，尤其在實驗方案的設(shè)計過程中給出了充足的時間，合作探究的學習方式得到充分運用，探究的味道也比較濃厚。最后進行的提升環(huán)節(jié)，通過定量實驗在科研期刊中的使用，引導(dǎo)學生形成初步的定量思維，也是對學生能力的一個提高。建議學生進行方案設(shè)計之前將設(shè)計要求進一步明確化，在完成方案設(shè)計和交流之后，或者在整節(jié)課結(jié)束之前，跳出過氧化氫分解這一具體案例，用精練的語言對控制變量法的基本模型、核心要點以及實驗探究的一般步驟進行梳理，提取出實用性更廣的方法模型，并以課后作業(yè)等形式，讓學生對控制變量思想進一步消化吸收。

四、結(jié)語

在一節(jié)有效的探究課堂結(jié)束之后并不意味著課程的結(jié)束，機智的教師會懂得教會學生舉一反三。運用類似的探究思路繼續(xù)進行探索，學無止境。教師應(yīng)當明確新課標背景下以核心素養(yǎng)為核心，啟發(fā)學生自主進行探究實驗教學的重要性。課前，可以給學生布置任務(wù)，提前預(yù)習、搜集資料、自制家庭小實驗、微課學習等內(nèi)容，給學生明確的學習目標，為高效課堂做足準備。課堂上，改變以往灌輸式教學方法，用心備好每一節(jié)復(fù)習課，安排好課堂節(jié)奏，把更多的時間留給學生歸納與整理。最終能建構(gòu)認識、設(shè)計方案;基于理論實驗，說明假設(shè)與證據(jù)之間的關(guān)系;對實驗結(jié)果給出合理評價，并修訂方案，說明假設(shè)、證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，啟迪學生高階思維[3]。

[參 考 文 獻]

[1]福建省教育廳.福建省初中化學學科教學與考試指導(dǎo)意見[Z]，2017.

[2]中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]鄭長龍，孫佳林.“素養(yǎng)為本”的化學課堂教學的設(shè)計與實施[J].課程·教材·教法，2018（4）.

（責任編輯：張華偉）