初中化學探究性學習活動實施的階段性策略

摘要：結合教學實踐，探討在初中化學教學過程中采取符合學生認知的階段性教學策略，引導學生在探究性學習中自我建構知識體系，切實轉變學生的學習方式，優化學生的思維品質，促進學生的主動發展。

關鍵字：初中化學教學；探究性學習；活動實施

文章編號： 1005–6629(2012)6–0026–03 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

以探究性學習為手段培養學生的探究能力是課程改革的迫切需要，也是化學學科教學特點的充分體現[1]。通過探究性學習活動使學生體驗知識的習得過程，獲得科學的思維方法，提高分析問題和解決問題的能力是化學教學必須遵循的規律。

初三是學生學習化學的起始階段，學生雖然對這樣一門學科具有濃厚的興趣，但知識基礎較為薄弱，操作技能明顯欠缺，思維能力也有所不足。在此背景下，實施探究性學習不能一蹴而就，需要根據中學生知識形成和發展的過程與心理成長的特征分階段的實施。這是一個由淺入深、循序漸進、不斷深化的過程。

1 教師示范，感受探究方法

在教學起始階段，限于學生知識、技能、能力發展的現狀，教師有必要通過精心的過程設計，通過細致的示范演示，通過科學的方法指導，通過合適的問題引導，促使學生認識科學探究的重要作用，體驗科學探究的一般過程，獲取科學探究的基本方法。

例如，在上海初中化學教科書中“走進化學實驗室”中設有“拓展視野”欄目，主題是“怎樣設計實驗”。在教學時，筆者將其設計成探究形式，按“實物展示→提出問題→提出假設→顯示資料庫→設計實驗方案→實驗、觀察、討論→得出結論”的過程展開。操作過程均由教師演示，在各個環節中均提出針對性的問題，引導學生展開積極思維，形成對于科學探究過程與特征的初步了解。

實際上，演示實驗由于操作過程由教師掌控，學生減輕了操作負擔，可以更為專致地進行科學思維，這就為學生理解探究過程提供了不可多得的機會。因此，在演示實驗中，教師要讓學生明確探究實驗的各個環節和實驗要求。鼓勵學生善于觀察，勇于提出問題，提出假設，自己設計（或部分設計）實驗方法和步驟，進行實驗，再根據實驗的現象和結果，通過分析和推理，得出結論。在實驗設計時，一般要查閱有關資料，要結合探究問題對資料進行篩選。實驗時態度要認真，操作要規范，觀察要仔細，記錄要如實（從發光、發熱、生成沉淀或氣體等角度描述）。引導學生學會發現問題（多想幾個為什么）、學會分析和得出結論。

2 簡單實驗，體驗探究過程

在教師看來很簡單的實驗，對于初學化學的學生來說，也是有一定思維容量的。因此，在初學階段，教師根據教學重點，設計有一定整合性的簡單實驗探究，讓學生親自嘗試，積極思維，體驗探究的樂趣。

例如，在上海初中化學教科書第一章“化學的魅力”復習課上，筆者安排了以下探究性問題：實驗桌上有兩瓶標簽脫落在一旁的無色液體，一瓶是澄清石灰水，一瓶是蒸餾水，該如何加以鑒別呢？請設計實驗方案，寫出實驗步驟，預測實驗現象，并提出可能的結論。

學生初步交流實驗方案，有的說吹氣，有的說通入二氧化碳，有的說滴加石蕊試液，有的說蒸發，還有的說測定密度……

接著筆者讓學生自主實驗。有的直接往試劑瓶中吹氣，短時間內實驗現象不明顯，就說吹氣不行；有的取樣不規范，試劑滴到外面，或不同滴管混用；有的蒸發時忘記攪拌，導致液體濺出……

實驗后，由學生根據實驗闡述自己的實驗方案、現象與結果，全班學生一起討論其正確性與合理性，交流心得體會與疑惑。

學生討論和實驗時，教師以合作者的身份參與到方案設計和實驗過程中，參與質疑和討論，加強對方案的設計指導和基本實驗操作的規范化指導。

此教學過程較為成功，其關鍵在于以下幾個方面：一是技能要求較為簡單，如吹氣、取液、蒸發等，減輕了學生的操作壓力；二是學生具備一定的知識基礎，在先前其他學科（如科學）的學習中已經初步獲得了溶液與蒸餾水的區別等基礎知識，從而降低了探究難度；三是內容具有一定開放性，學生很容易想到一個或多個方案，因而可以調動學生的參與熱情。

英國哲學家約翰·密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。教師必須注意給學生營造寬松、民主、自由的氣氛，鼓勵學生大膽地提出實驗方案，充分肯定學生在提出實驗方案過程中的主動參與精神。另外，教師應保護學生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們在保證安全的前提下按照自己的方案進行探究活動，讓學生在探究過程中經受挫折和磨練，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。

3 小組合作，激發探究熱情

當學生對實驗方案的設計和實驗基本操作有了一定的基礎后，教師可以選取教材上有一定思維容量的內容，讓學生進行合作探究。通過小組內成員間的相互交流、互教互學，激發學生學習的積極性、主體性、創造力，有助于培養學生的合作意識、合作技能；通過小組間的競爭，可培養學生的競爭意識，讓學生積極樂觀地迎接挑戰，培養學生的團隊精神。

例如，在“質量守恒定律”的課堂教學中，筆者引導學生進行“化學反應中，反應物和生成物的質量關系”的實驗探究。

學生首先提出不同的假設：反應前后質量不變；反應前后質量變大；反應前后質量變小；反應前后質量可能變大，也可能變小，由不同的反應所決定。筆者引導學生設計實驗來驗證自己的假設。

經過討論，篩選后各組均進行下列實驗：A.硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應；B.滴有酚酞的氫氧化鈉溶液與鹽酸反應；C.大理石與稀鹽酸反應。經過實驗探究，很多學生認為化學反應前后質量應該不變，但為什么C反應后物質質量減少了呢？

筆者啟發學生寫出三個反應的文字表達式，學生很容易就明白了C反應中生成了二氧化碳氣體的緣故。于是，筆者進一步設問：如何改進C實驗裝置呢？有三個小組認為，在錐形瓶口套一個氣球，將氣體收集起來。也有兩個小組認為，將氣體通入澄清石灰水中。

接著進行實驗驗證。前三組的學生目瞪口呆，天平的指針發生了偏轉，沒有達到預期的目的。后兩組的學生一臉喜悅，實驗成功了！

于是，筆者再次設問：在密閉容器中進行，反應前后應該沒有質量損失，那么，到底是什么原因導致天平不平衡呢？在教師的引導下，經過小組激烈討論，最終找到了浮力的原因，所有同學都顯得異常興奮。

在此階段中，教師要注意異質同組，關注每個學生在小組合作中的表現。適當引導學生設計一些與假設或猜想“相違背”的實驗方案，引發新的認知沖突。教師要充分地發揮支架作用，巧妙地運用提問和設問策略引導和鼓勵學生進行探索。要留出足夠的時間，讓學生去思辨、去探究，提高小組合作探究的質量和效果。教師要及時肯定學生在小組合作中的探究精神，更要表揚提供問題資源的小組以及同學們的團隊合作精神。

4 專題研究，發展思維深度

隨著學生對探究性實驗學習能力的逐步提高，在初三后期的復習階段，采用以課外探究與課上交流相結合的實驗專題研究，可以顯著激發學生的高品質思維。

二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應由于實驗現象不明顯，學生在學習時有一定難度。在復習氫氧化鈉的化學性質時，筆者安排學生課下自主探究或合作交流證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應的實驗方案并進行實驗驗證，一周以后課上交流。

同學們查閱或自行設計了很多方案[2]，部分設計如圖1所示：

接著筆者讓學生拿出事先準備好的儀器和藥品進行實驗展示，并進行方案評價。同學們都被精彩的實驗震驚了，我也被學生靈活的思維深深震撼了！正當大家陶醉的時候，忽然有一個小組的同學提出了質疑：上述實驗并不能證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應，因為二氧化碳也與水反應，應該進行對照實驗。

這時又有同學提出上述實驗存在一些不足：橡皮塞打孔有一定的難度；膠頭滴管中吸入的氫氧化鈉溶液較少，實驗現象不明顯等。該同學以廢棄礦泉水瓶、針筒和氣球為材料設計了一組測定二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的簡易實驗裝置，如圖2所示。通過b、c對照實驗，說明二氧化碳確實與氫氧化鈉發生了反應。接著向c反應后的溶液中注入約1 mL氯化鈣溶液（或氫氧化鈣溶液），能看到非常明顯的白色沉淀，如組圖2（d）所示，進一步確定二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應。接著學生闡述了該實驗裝置的創新之處：（1）融合了通過壓強變化和檢驗產物兩個角度驗證氫氧化鈉溶液與二氧化碳氣體反應；（2）取材容易、造價低廉、經濟環保；（3）無需雙孔塞，結構簡單，易于操作，現象明顯。本組簡易裝置取得了很好的實驗效果，教室里頓時響起了雷鳴般的掌聲……

a.收集滿二氧化碳的瓶口套一個橡皮泡

b.向a瓶中注入約10 mL蒸餾水

c.向a瓶中注入約10 mL濃氫氧化鈉溶液

d.向c瓶得到的溶液中注入約1 mL氯化鈣溶液

圖2 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的簡易實驗

最后，在筆者引導下，學生歸納出探究性實驗的一些方法要領：

一個中心：以探究目的為中心。

一條主線：以物質的性質為主線。

兩種方法：對照實驗、控制變量法。

通過實驗專題探究，一方面鞏固了基礎知識，另一方面優化了思維品質。學生的實驗能力、實踐能力和創新思維都得到了較大幅度的提高。在此階段中，要充分發揮學生的主動性和創造性，在課前進行方案的設計和實驗器材的的準備，利用業余時間進行實驗。課上進行方案交流和實驗展示。師生要就實驗的合理性、科學性、實效性等作出分析評價，要解惑、糾錯、點撥、激勵。另外，教師也要參與其中，關注課外實驗的準備情況，并提供部分實驗所需的試劑及儀器，保證學生獨立實驗有序、緊張、愉快地進行。特別重要的是，要引導學生在專題探究中發現實驗規律，在學法上得以提升。

總之，在化學教學過程中，要采取符合學生認知的階段性教學策略，引導學生在探究中自我建構知識體系，不斷激發學生學習的積極性和主動性。切實轉變學生的學習方式，優化學生的思維品質，促進學生的主動發展。

參考文獻：

[1]上海市教育委員會編.上海市中學化學課程標準[S].上海：上海教育出版社，2005.

[2]王剛盛.挖掘實驗內涵，培養創新思維能力[J].化學教學，2009，（1）：21~23.