“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)中科學(xué)探究的設(shè)計與實施

周建成

（沛縣楊屯中學(xué)江蘇沛縣221612）

“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)中科學(xué)探究的設(shè)計與實施

周建成

（沛縣楊屯中學(xué)江蘇沛縣221612）

運用探究式教學(xué)的重點要素，即猜想與假設(shè)、實驗論證、分析歸納、反思評價等，對《質(zhì)量守恒定律》一課進行個性化課堂教學(xué)設(shè)計，力求培養(yǎng)學(xué)生的探究、創(chuàng)新能力，并提出實施探究式教學(xué)需要解決的幾個問題，期望引起各方關(guān)注，促進課改深入發(fā)展。

科學(xué)探究；猜想與假設(shè)；實驗；分析與歸納

一、科學(xué)探究是課程標準的要求，也是學(xué)生身心發(fā)展的需求

我國義務(wù)教育化學(xué)課程標準的基本理念中，提出要讓學(xué)生有更多的機會主動地體驗探究過程。在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，獲得科學(xué)方法;在“做科學(xué)”的探究實踐中逐步形成終身學(xué)習的意識和能力。課程標準還把科學(xué)探究列為五個一級主題之首，這說明它對實現(xiàn)課程的三維目標，即知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度與價值觀中起著極其重要的作用。

現(xiàn)行的化學(xué)教材，主要突出學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)形成的基礎(chǔ)知識，它以客觀真理的面目擺在學(xué)生面前，要求學(xué)生理解、掌握和運用。與此相配套的教學(xué)方法常采用灌輸式和演繹式，教師和學(xué)生面對的知識是固化的真理，學(xué)生往往不能產(chǎn)生好奇心理，缺乏學(xué)習的欲望和興趣?？茖W(xué)探究是把固化的真理激活，把抽象的書本知識與人的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、形成知識過程相互聯(lián)系。它拓寬了學(xué)科豐富的育人價值，這也是人成長的內(nèi)在需求。不知道問題的結(jié)論形成懸念才能引發(fā)思考產(chǎn)生主動探求的欲望;才能較深刻感受科學(xué)探究的方法和過程;才能體驗到一種追求真理進行腦力活動的自豪感。

二、探究意識滲入課堂教學(xué)的每個主題

為能夠較好的實施化學(xué)課程標準，走進科學(xué)探究，在現(xiàn)行的化學(xué)課堂教學(xué)中，筆者注意從學(xué)習的知識及背景資料找出相應(yīng)的素材與問題，讓學(xué)生了解和體會科學(xué)探究的諸多要素。例如：在講“氧氣的制法”時，根據(jù)向加熱的氯酸鉀中撒入少量二氧化錳，就迅速產(chǎn)生氧氣的實驗事實，讓學(xué)生思考這兩種物質(zhì)可能發(fā)生哪些化學(xué)變化？再根據(jù)二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的事實，對二氧化錳在反應(yīng)中的變化和作用給出科學(xué)的結(jié)論。在講《燃燒》時，讓學(xué)生聯(lián)想身邊的化學(xué)現(xiàn)象來判斷鐵絲能否在空氣中燃燒、需要什么條件才能燃燒，以客觀事實為依據(jù)對上述問題做出準確的判斷，力圖把科學(xué)探究落實在各主題的學(xué)習之中。

三、“質(zhì)量守恒定律”的課堂教學(xué)的設(shè)計及實施

1.選擇探究課題

現(xiàn)行的化學(xué)教材，能完整地實施探究式教學(xué)的內(nèi)容并不多，所以教師應(yīng)選擇適合的課題進行創(chuàng)造性的設(shè)計。現(xiàn)以質(zhì)量守恒定律為例，談?wù)勎以谡n堂探究教學(xué)中的一些舉措、見解和實踐體會。

2.設(shè)計探究方案

提出問題：化學(xué)變化前后物質(zhì)的質(zhì)量有怎樣的關(guān)系？然后要告知學(xué)生科學(xué)探究的重點要素，即猜想與假設(shè)、實驗論證、分析歸納、反思評價等。其次是喚醒學(xué)生與本專題有關(guān)的知識和感覺，讓那些正確的、不詳盡的、模糊的、乃至錯誤的有關(guān)知識和感覺一起涌上心頭。教師對問題的答案和結(jié)論不作任何提示或暗示，更不讓學(xué)生看教材。具體的步驟如下：

課的開始先讓全體學(xué)生寫出下列化學(xué)反應(yīng)的文字表達式，并在相應(yīng)的物質(zhì)下注明化學(xué)式：

(1)水通電;

(2)氯酸鉀受熱分解;

(3)鎂帶在空氣中燃燒;

(4)紅磷在空氣中燃燒;

(5)鋅和稀硫酸反應(yīng)。

然后引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合上述反應(yīng)回憶關(guān)于化學(xué)變化的知識，提出本課的探究方法，讓全體學(xué)生獨立進行猜想與假設(shè)，把答案寫在筆記本上。教師巡視，與個別學(xué)生交流，詢問猜想的依據(jù)和理由，鼓勵學(xué)生相互交流。猜想結(jié)果是：多數(shù)學(xué)生認為反應(yīng)前后質(zhì)量相等，但不能與化學(xué)反應(yīng)中原子還是原來的原子，只是重新組合的已有知識聯(lián)系起來;少數(shù)學(xué)生憑感覺認為少了;還有個別學(xué)生認為不一定，這是受文字表達式中反應(yīng)前后不同物質(zhì)的化學(xué)式中原子個數(shù)不一定相等的影響。

學(xué)生說出各種猜想和理由，教師不作任何肯定與否定，引而不發(fā)，讓學(xué)生帶著困惑、疑慮與期待觀察演示實驗的現(xiàn)象和測定結(jié)果。

本探究過程免去了制定計劃和進行學(xué)生實驗的探究要素，而由教師設(shè)計實驗進行演示，把實驗現(xiàn)象作為客觀事實和依據(jù)，讓學(xué)生進行分析、歸納、加工整理得出結(jié)論。

關(guān)于質(zhì)量守恒定律的教學(xué)，已有很多研究與實踐，化學(xué)課程標準中也作為科學(xué)探究學(xué)習的案例，大都強調(diào)學(xué)生實驗的作用。的確，化學(xué)實驗是進行探究的重要方式，最好是自行設(shè)計自己動手實驗，但現(xiàn)實的情況不可行，一是時間不允許，更重要的是學(xué)生還沒有做好定量實驗的能力。

3.實施探究過程

(1)本課第一組有四個演示實驗，第一個是把0.2 g白磷放入1 L的燒瓶中，用帶有導(dǎo)氣管和大氣球的塞子塞緊、密閉燃燒、冷卻;第二個實驗，同上，但冷卻后，開塞再稱量;第三個實驗是盛放在小燒杯中的鹽酸與2 g碳酸鈣反應(yīng);第四個實驗是課本上的鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)。

為節(jié)省時間，課前把應(yīng)該稱量的儀器和藥品放在托盤天平上用砝碼平衡好，演示時，同時取出四臺天平，按上述實驗順序使其反應(yīng)，待冷卻后，一并放在對應(yīng)的天平上，測定反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。

反應(yīng)前后稱量結(jié)果各不相同：反應(yīng)前后，第一、第四質(zhì)量相等，第二質(zhì)量增加，第三質(zhì)量減少。迫使學(xué)生重新審視自己的結(jié)論，給充足的時間進行討論、交流，讓學(xué)生解釋與自己的結(jié)論矛盾的實驗現(xiàn)象。待學(xué)生注意到反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量的“總”字時，質(zhì)量守恒的概念就初步形成了。

(2)接著做第二組演示實驗，三個實驗基本是按課本上“白磷燃燒前后質(zhì)量測定”的要求進行，但第二個改成打開塞子后再稱量，第三個不加塞子進行燃燒后稱量。三個實驗測定結(jié)果都一樣，反應(yīng)前后質(zhì)量都相等。學(xué)生必然思考這是為什么？

該實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生注意探究問題的實驗設(shè)計，必須要控制合適的實驗條件。不少學(xué)生經(jīng)過思考討論能給出正確的解釋：參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量變化太小，質(zhì)量變化不大，稱量不出。的確，火柴頭大小的白磷約0.03 g，100 mL錐形瓶中氧氣質(zhì)量約0.03 g，而托盤天平的精確度為0.1 g，怎么能稱量出這么微小的質(zhì)量變化呢？

通過這組實驗，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)課本也有不足之處，從而激發(fā)學(xué)生探究的欲望。

(3)用下列思考題結(jié)束探究過程：性質(zhì)變化與物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)有關(guān)，試用原子分子的知識來解釋質(zhì)量守恒定律。該問題本身已給學(xué)生提示，多數(shù)學(xué)生能較完整地解答，老師不必贅述。最后教師小結(jié)，注意表揚才思敏捷的學(xué)生，鼓勵積極參與、開動腦筋、別出心裁的學(xué)生。還要留出時間讓學(xué)生演練在探究中的得與失，反思評價自我表現(xiàn)，閱讀課文，處理練習。

4.板書設(shè)計

板書力求提綱挈領(lǐng)簡明扼要，使學(xué)生一覽知識的具體形象、抽象結(jié)論與微觀本質(zhì)的聯(lián)系和因果關(guān)系，便于理解和記憶。從磷在空氣里燃燒表達式中，反應(yīng)前后物質(zhì)的化學(xué)式各原子數(shù)目不等，還可引發(fā)問題，為學(xué)習化學(xué)方程式及其配平埋下伏筆。

四、進行科學(xué)探究需要解決的問題

在化學(xué)課程標準實施的時候，走進科學(xué)探究，做了一些嘗試，感觸頗多。當一問題提出，我看到一個個躍躍欲試的臉龐，期待表達的目光，我為之興奮。當我聽到一向沉默的學(xué)生說出我意料之外的見解時，我為之驚喜。學(xué)生很歡迎科學(xué)探究這一學(xué)習方式，這是他們的心理需求，成長需要。

若要健康有效地走進科學(xué)探究，而不是走近，我感到至少必須解決好以下幾個問題：

1.教師要重建課堂教學(xué)價值觀

以新理念挖掘教材，恰當?shù)靥岢鲞m合學(xué)生探究的問題。按學(xué)生的現(xiàn)有水平和“最近發(fā)展區(qū)”，以各種形式、不同的層次進行探究，引導(dǎo)學(xué)生走進科學(xué)探究的門檻。

2.要有符合課程標準要求的教材

期望教材能夠?qū)⒗碚撝R與人類生活溝通，與學(xué)生經(jīng)驗世界溝通，與學(xué)生的發(fā)展需要相溝通，為走進科學(xué)探究打開方便之門。

3.營造一個寬松、民主、平等的學(xué)習氛圍，讓學(xué)生在一個較為理想的人文環(huán)境中學(xué)習

逐步改變只注意考分的應(yīng)試教育模式，對考試的范圍、內(nèi)容、方法、頻率進行適當?shù)母母?。當前至少在中考、高考重要的試題中，應(yīng)有一定的比例和難度適中的科學(xué)探究題，這會促進科學(xué)探究教學(xué)的研究與實施，讓更多的人走進科學(xué)探究。

［1]教育部基礎(chǔ)教育司化學(xué)課程標準研制組.化學(xué)課程標準解讀［M].武漢：湖北教育出版社，2003

［2]郭元祥.綜合實踐活動課程設(shè)計與實施［M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2001.11

［3]新課程實施過程中培訓(xùn)問題研究課題組.新課程與教師角色轉(zhuǎn)變［M].北京：教育科學(xué)出版社，2001.9

［4]教育部基礎(chǔ)教育司組織編寫.走進新課程——與課程實施者對話［M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2003.7

［5]鐘啟泉，崔允漷，張華.為了中華民族的復(fù)興為了每位學(xué)生的發(fā)展［M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2001.1

1008-0546（2011）02-0043-02

G632.41

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.02.022