“微探究”作業的實踐與思考

楊曉東+黃金泉

摘要：以“探究食品包裝袋中的石灰干燥劑”的“微探究”作業為例，闡述如何將探究活動由課堂延伸到課外。通過“微探究”作業讓學生在課堂外也能自主探究、合作學習，發揮作業的發展和延伸功能，以改變傳統的作業形式、內容及作業完成的方式。

關鍵詞：微探究；作業設計；石灰干燥劑

文章編號：1005–6629（2015）9–0066–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

在新課程理念的指引下，探究性學習已成為化學教學的重要方式，課堂成為學生探究的“樂園”。但與之相配套的探究性作業卻較為缺乏，即便設計了少數探究性作業，但因完成的時間長、要求高，平時教學中不易落實，長期下去不利于學生探究能力的發展，為改變傳統作業的設計，將探究性的方法從課堂向課外延伸，提出了“微探究”作業新模式。

“微探究”作業是指動手操作的、適合學生短時完成的、有比較完整探究過程的小作業，其內容可以包含實驗、小制作等，其特點是完成時間短、易操作、易落實，可獨立完成也可小組合作。

“微探究”作業相對傳統書面作業有以下優點：一是改變學生對書面作業普遍存在的逆反心理，調動學生完成作業的積極性，實現從“逼著做”到“樂于做”的轉變；二是“微探究”作業動手門檻低，適合不同學生廣泛參與，能體現“化學源于生活又服務于生活”的新課程核心理念，從而提升學生學習能力、實踐能力、創新精神，發揮作業的發展和延伸功能[1]。

2 “微探究”作業的特征、設計與應用

2.1 特征

（1）微型化：“微探究”作業重在微。即問題切入點要小，研究的內容要相對單一，綜合程度不宜過高，以保證學生容易上手，體驗學習成功的樂趣，不額外增加學生負擔。

（2）主題性：要以學生的學習基礎、化學經驗為基礎，圍繞有意義的主題進行作業設計，研究的主題可以是課本知識的拓展和深化，也可以是化學知識在社會生活中的應用。

（3）實踐性：“微探究”作業強調學生的親身經歷，要求學生積極參與到各項活動中去，在“設計”、“觀察“、“探究”、“反思”等一系列的活動中發現和解決問題，體驗和感受生活，發展實踐能力和創新能力。

（4）融合性：“微探究”作業是化學作業的新模式，是傳統化學作業的有益補充和拓展，要與傳統化學作業形式有機地結合起來。

2.2 設計

教師要分析近期教學的核心內容與社會、生活的結合點，這些結合點往往能激發學生探究熱情，同時從材料的獲得、探究的可能性、探究的難易程度、探究的意義多角度分析結合點的探究價值，選取合適的、難易適當、易實施、有價值的探究點作為微探究作業的主題，繼而編寫微探究作業。

2.3 應用

在學生完成微探究作業后，教師通過閱讀學生的探究作業，總結學生探究的方法、設計的思想、探究的結果，尋找學生探究過程中的亮點、疑問、問題，分析探究問題產生的原因，并思考通過后續的課堂教學解決學生探究作業中存在的疑問和問題，以深化微探究作業的意義，提升學生的探究能力，進一步激發探究的興趣。

3 “微探究”作業的實踐——以“探究食品包裝袋中的石灰干燥劑”為例

3.1 設計意圖

學生在日常生活中經常會接觸到干燥劑，食品包裝袋中的干燥劑主要是石灰干燥劑，石灰干燥劑的主要成分為氧化鈣，氧化鈣極易吸水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣又能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣。因此，以“探究食品包裝袋中的石灰干燥劑”為載體設計“微探究”作業，可以將化學與生活實際相聯系，方便學生利用廉價易得的石灰干燥劑探究生活中的問題，讓學生有更多機會主動體驗探究過程，這樣能更好地明確物質成分猜測及檢驗的思路和方法，發展了學生提出假設、設計實驗方案、進行實驗探究、分析現象、得出初步結論以及檢驗物質性質的能力，激發了學生學習興趣和探究熱情。同時，更有利于學生在運用中體會氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的性質，構建它們之間的相互轉化關系。

3.2 作業編寫

選取食品包裝袋中裝有的石灰干燥劑作為“微探究”的切入口，編寫了如下一道“微探究”作業：請根據事先統一準備的一包放置一定時間的石灰干燥劑，先猜想此石灰干燥劑可能的成分，然后通過實驗探究它的成分。

3.3 作業完成情況統計及分析

學生上交“微探究”作業后，教師仔細進行批閱，并將學生的探究情況進行統計、分析。

完成此次微探究作業的學生共有42位。其中有26位（占61.9%）預測可能的成分是CaO和Ca（OH）2的混合物，推斷的理由大致是石灰干燥劑從外觀上看呈白色粉末狀、部分發潮結塊，因此猜想生石灰可能已經部分吸水生成了Ca（OH）2。12位（占28.6%）預測可能的成分是CaO、Ca（OH）2和CaCO3的混合物，推斷的理由是：石灰干燥劑中的生石灰部分變質生成的Ca（OH）2，又有部分吸收空氣中的CO2轉化成了CaCO3；還有4位（9.5%）預測可能的成分是：CaO和CaCO3的混合物，推斷的理由基本同上，只不過考慮生石灰變質生成的Ca（OH）2吸收空氣中的CO2全部轉化成了CaCO3。

對CaO的檢驗，學生做的實驗有如表2所示的兩種。

仔細分析學生的實驗，可以發現有些是合理的，有的卻并不恰當。利用氧化鈣溶于水放熱的現象來設計實驗證明氧化鈣，方法及操作均比較合理，但未考慮實驗的安全性。學生利用Ca（OH）2溶液呈堿性的原理證明Ca（OH）2的存在，很明顯并不合適，忽略了CaO遇到水后生成Ca（OH）2產生的干擾。學生利用碳酸鈣與醋酸的反應產生氣體的現象來檢驗碳酸鈣是合理的，但利用碳酸鈣不溶于水的性質進行檢驗并不恰當，因為學生沒有注意到氫氧化鈣是微溶于水的白色固體。

3.4 作業交流與講評

“微探究”作業完成的過程中，學生會有很多困惑，學生探究的方法也存在差異，有合理的方法也有不妥之處。為解決這些問題，我們在隨后的課堂教學中讓學生說說設計的思路、探究過程中遇到的困難、解決問題的方法、交往合作的感受，同時組織學生交流和討論，反思自己的探究方案，通過比較和評析形成合理的方案，使師生真切地感受到探究活動過程中獲得的寶貴的情感體驗，激發學生完成“微探究”作業的熱情。

3.4.1 環節1：成果展示

本次“微探究”作業的交流中，首先選取代表性的學生，請他們先說清自己是如何猜想的，猜想的依據是什么，又是怎樣設計實驗來探究、驗證自己的猜想，其化學原理是什么，然后呈現出其他學生設計的不同方案。

3.4.2 環節2：互動交流

針對不同的探究方案的探究結果，讓學生參與討論、評析，鼓勵學生從不同角度提出新的觀點和新的看法，讓學生在互動交流中更好地認識自己的優勢和不足。本課從氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣三種物質的檢驗進行互動交流。

學生在討論氧化鈣的檢驗方案時認識到石灰干燥劑溶于水放出熱量大，因此實驗有一定的危險性。那么怎樣使實驗更安全？學生提出了干燥劑用量要適量，容器不能太小，不能在密閉容器中進行，操作時先加干燥劑再緩慢加入水等方法。

學生對Ca（OH）2的檢驗也提出了質疑，認為干燥劑中存在的CaO遇水會生成Ca（OH）2，從而無法證實干燥劑中的Ca（OH）2是原有的還是CaO與水反應生成的！對利用中和反應放熱的原理來檢驗Ca（OH）2是否存在的方案，經學生交流討論后一致認為這種方案也不合理，一是忽略了CaO與水反應生成Ca（OH）2，二是食醋中含有水，將食醋滴到干燥劑上時，生石灰與水反應也放熱。此時學生非常困惑：在有CaO存在的情況下，怎樣檢驗干燥劑中的Ca（OH）2？教師提供如下資料：Ca（OH）2在高溫下分解生成CaO和H2O[2]，引導學生設計方案。經師生共同探討，有學生提出將干燥劑進行加熱，用無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣來確定Ca（OH）2的存在，或用氧化鈣、濃硫酸，看質量是否增加來檢驗生成的水蒸氣，以確定Ca（OH）2的存在。設計的實驗裝置如圖1、圖2所示。

接著按圖1裝置進行實驗演示，一段時間后，無水硫酸銅變藍，說明久置的石灰干燥劑中確實含有Ca（OH）2！

另外，學生對利用碳酸鈣難溶于水的性質來檢驗表示懷疑，因為氫氧化鈣也是白色固體，且微溶于水（利用溶解度的數據加以說明），所以將干燥劑溶于水后剩余的白色固體中可能含有氫氧化鈣。此時引導學生設計實驗檢驗剩余固體中是否存在Ca（OH）2。學生設計并進行實驗：取少量干燥劑加入足量水充分溶解后過濾，將濾渣置于少量水中，攪拌靜置，取清液滴加酚酞，發現溶液變紅，證明干燥劑加水后留下的剩余固體并不全是碳酸鈣，還含有氫氧化鈣！

3.4.3 環節3：拓展提升

經課堂交流與互動釋疑，學生用實驗證實了放置一段時間后的石灰干燥劑是CaO、Ca（OH）2和CaCO3三者的混合物，對物質檢驗的不同方案有了正確的認識，并能正確選擇合理的方案。在課堂的結尾教師讓學生談一談石灰干燥劑的使用注意事項，總結CaO、Ca（OH）2和CaCO3三者的轉化關系，學生能順利解答。

在“微探究”作業的基礎上開展復習課教學，學生親身探究久置干燥劑的成分，既是對CaO、Ca（OH）2和CaCO3三種物質性質的歸納、總結和應用，構建三者之間的相互轉化關系，又是運用化學知識解決生活中化學問題的一次練兵，還是對學生“發現問題、提出猜想、設計實驗、進行驗證、分析推理”探究能力的提升，在課堂討論中學生反思自己的實驗設計中獲得了更多的體驗：如物質檢驗時要排除干擾、考慮問題要全面、注意實驗安全等等，而這些是學生在完成傳統作業時不可能獲得的。通過“微探究”作業的批閱，教師對學生存在的問題也了然于心，組織教學時針對性更強，更能有效突破學生的難點和疑點。

總之，“微探究”作業是課堂探究的延續，是化學作業的一種新模式，這種作業模式能有效發揮作業的發展和延伸功能，拓展學生學習化學的時間和空間，提升學生的綜合素質和能力。同時，教師在設計出符合學生心理特征、切合教學實際、具有探究價值的探究問題的過程，也是促進教師專業成長的過程。

參考文獻：

[1]張新宇，占小紅.優化作業系統強化功能發揮[J].化學教學，2014，（1）：7～11.

[2]曹凱.氫氧化鈣與碳酸鈣的測定[J].合成潤滑材料，2006，（3）：16～18.