“科學探究”教學三步曲

摘要：“科學探究”是九年制義務教育化學課程的重要組成部分。如何真正實施義務教育階段化學課程中的“科學探究”教學，廣大義務教育階段的化學教育工作者已經做出了不少的探索。“科學探究”教學，可分為形成性探究、驗證性探究、創造性探究等三個發展階段。擬以二氧化碳的溶解性為例，探討“科學探究”教學實施的三步曲。

關鍵詞：形成性探究 驗證性探究 創造性探究

一、形成性探究

形成性探究是給出實驗內容和操作步驟，讓學生根據給定的內容和操作步驟進行操作，并在操作過程中注意觀察并記錄實驗現象，然后對實驗現象進行分析、比較、歸納，從而得出結論。

例1：已知酸能使紫色石蕊試液變紅，請根據下表要求完成相關實驗內容。

小結：

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。

2.二氧化碳能溶于水（由實驗3可得），并跟水反應生成碳酸，（由實驗4、實驗7可得）這是二氧化碳的化學性質。

3.碳酸不穩定，易分解，受熱分解更快（由實驗5、實驗8可得）。

問題討論：可能有人認為，二氧化碳的溶解性應該屬于二氧化碳的物理性質，你怎么把它劃為二氧化碳的化學性質？

答：二氧化碳能溶于水，并跟水發生了化學反應生成了新物質——碳酸，所以，二氧化碳能溶于水的這個性質，即二氧化碳的溶解性是在化學變化中表現出來的性質，故二氧化碳的溶解性屬于二氧化碳的化學性質。

二、驗證性探究

驗證性探究是在形成性探究的基礎上，運用探究性實驗對形成性探究獲得的結論進行驗證、并運用形成性探究獲得的結論對實驗現象進行解釋，同時使形成性探究獲得的結論得到進一步鞏固和強化的過程。

例2：由例1可知，二氧化碳能溶于水，且跟水反應生成碳酸，碳酸不穩定，易分解，受熱分解更快。現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（熱風吹花），請根據下表要求完成相關內容。

通過驗證性探究，使學生形成性探究中所獲得的結論在應用中得到進一步的鞏固和加強。

三、創造性探究

創造性探究中，結論是已知的或假設的。探究的目的是要通過設計實驗方案、確定操作步驟、實施實驗操作、觀察實驗現象、分析實驗現象、獲得實驗結論，最后將獲得的結論與已知的結論或假設的結論進行比較、反思，從而作出科學的判斷。

例3：由例1可知，二氧化碳能溶于水，并跟水反應生成碳酸，碳酸不穩定，易分解，受熱分解更快。請設計探究性實驗加以論證。實驗分析：

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，可發生兩種情況，一是體積不變，則容器內的壓強減小；二是壓強不變，則體積減小。例如，例1中的實驗3。我們試想一下，如果反應容器的體積不變，容器內的壓強減小，則容器內外就產生了壓強差。

當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，集氣瓶內外就會產生壓強差，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；但當毛玻璃片對集氣瓶內的壓力大于毛玻璃片和集氣瓶內溶液重量總和時，我們將集氣瓶懸在空中倒置，則毛玻璃片應該不會掉下來（探究性實驗的其他過程略）。

當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，試管內的水面就會上升（探究性實驗的其他過程略）。

當然，只要我們充分運用所學知識和技能，認真動腦思考，一定還能想出更多更好的方案。

2.二氧化碳與水反應生成碳酸

當上述集氣瓶和試管內的二氧化碳與水充分反應后，取其溶液，向其中滴加紫色石蕊（實驗探究的其他過程略）。

3.碳酸不穩定，易分解，受熱分解更快

將2所得溶液加熱（實驗探究的其他過程略）。

全日制義務教育《化學課程標準》（實驗稿）中指出：“義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。它涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素。學生通過親身經歷和體驗科學探究活動，激發化學學習的興趣，增進對科學的情感，理解科學的本質，學習科學探究的方法，初步形成科學探究能力。”“科學探究是一種重要的學習方式，也是義務教育階段化學課程的重要內容，對發展學生的科學素養具有不可替代的作用。”實施“科學探究”教學要走的路還很長，我們只是做了一個初步的探索，還需要繼續努力。