探究性實驗教學中有效問題設計策略

王建華

（同安第一中學，福建同安361100）

探究性實驗教學中有效問題設計策略

王建華

（同安第一中學，福建同安361100）

就九年級化學探究性實驗教學中如何設計有效的問題來引導學生順利完成探究實驗，捕捉有效的實驗現象，得出科學合理的結論，從中獲取化學知識，掌握基本技能，形成良好的科學素養(yǎng)進行探討，結合具體的教學案例闡述有效問題設計的策略。

探究性實驗教學；有效問題；設計策略

對于剛踏入九年級的學生來說，化學是全新的學科，有效的課堂能帶領學生快速入門，并產生學習興趣，掌握基本知識、技能、過程與方法，而科學探究是初中化學課堂的重要組成部分，探究性實驗是科學探究的主要形式，是新課改中最重要的教學手段之一，在探究性實驗教學中設計有效的問題是促使學生順利完成探究，從中獲取化學基礎知識，理解化學原理，掌握技能，從而形成良好的科學素養(yǎng)的重要保證。筆者認為，在探究性實驗的教學中，教師應該設計有效的問題來引導學生弄清探究目的，采取科學方法，捕捉有效的實驗現象，得出科學的結論，從而提高課堂教學的有效性。

一、設計的問題要有針對性

提問是為了引導學生積極思維，提的問題只有明確具體，才能為學生指明思維的方向。陶行知先生說過：“發(fā)明千千萬，起點是一問。禽獸不如人，過在不會問。智者問得巧，愚者問得笨?！庇行釂柲苁拐n堂教學事半功倍，學生興趣十足。

在一堂“氧氣的性質”的觀摩課中，有個片段：教師通過演示幾種物質在空氣和氧氣中燃燒的實驗，提出一個問題：“通過這幾個實驗，大家能體會到什么呢？”這時教室里一片寂靜，學生一臉茫然。筆者想這位教師是想讓學生通過幾個實驗，感受到很多物質都可以在氧氣中燃燒，得出“氧氣比較活潑，能和許多物質發(fā)生反應”的結論，可是這位教師的提問太籠統(tǒng)，缺乏具體指向，所以學生不知從何說起，筆者認為，倒不如把問題改成“通過這些實驗，我們發(fā)現很多物質能在空氣中燃燒，能不能在氧氣中燃燒呢？”“鐵絲不能在空氣中燃燒，能在氧氣中燃燒嗎？”“你認為氧氣活潑嗎？”這樣的提問，指向性明確，學生會很快領會教師的意圖，回答出重要的結論，就能避免冷堂的尷尬局面。

有些教師在教學中，完成探究實驗后，只是簡單給出答案或結論，根本沒有過程分析，這樣教學的效果很差，如人教版九年級化學上冊第三單元課題1“分子和原子”的教學中，探究“分子運動”時，許多教師演示課本提供的3-4的演示實驗，觀察到A燒杯中的酚酞變紅，就直接問：“該實驗說明什么？”，學生一般回答：“分子在運動”，可是至于酚酞為什么變紅，分子怎么運動，相信許多學生還是不理解的。

針對這一情況，筆者認為可以設計如下幾個問題：（1）到底是什么物質使酚酞變紅的？（2）氨水能使酚酞變紅，可是實驗時是否將氨水直接加入酚酞中呢？（3）B杯中的氨水是如何讓A杯中的酚酞變紅的？

學生通過思考、交流不斷回答解決問題，既掌握了“分子在運動”的相關知識，也初步建立了微粒觀。因此，設置的問題應該具有針對性，促使學生充分利用實驗所呈現的情境，積極主動提取有效信息，并進行加工整合，從而得出正確結論，在此過程中，學生的思維能力才能得到應有的訓練和發(fā)展。

二、設計的問題要有指導性

科學探究過程中有效問題的設置，是實現科學探究有效性的前提，能指引學生積極思考，明確探究的目的，搞清楚探究的思路和探究方案設計所要依據的原理，所以探究性實驗教學中設計的問題要有指導性，即針對探究目的或重要環(huán)節(jié)設置引導性問題，這對于幫助學生明確探究目標要求、實驗方案的選擇和實驗原理有很大的作用。

例如，在人教版九年級化學上冊第六單元課題3“二氧化碳和一氧化碳”的教學中，有的教師直接讓學生往裝滿二氧化碳的礦泉水瓶里加入三分之一體積的水，蓋緊瓶蓋，振蕩，觀察現象?！盀槭裁匆玫V泉水瓶來試驗，怎么不直接用集氣瓶？”或“為什么不直接把二氧化碳通入水中？”這些問題對學生來說是不能理解的，所以筆者認為在讓學生探究“二氧化碳可溶于水”的問題時應該提出如下幾個問題：（1）二氧化碳是無色、無味的氣體，能否直接觀察到它溶于水的過程或結果呢？（2）一定體積的氣體溶于水后，其體積會發(fā)生什么變化？利用這一變化可以借助何種裝置，讓這種“無形”變“有形”？

由于二氧化碳是無色無味的氣體，它溶于水時沒有任何明顯現象，因此需要將無法觀察到現象的變化——“無形”，通過一定的裝置使之變化——“有形”體現出來；所以將氣體裝入軟塑料瓶中，加入一定量的水，蓋緊瓶塞，充分振蕩，氣體溶解，氣體體積減小，氣壓降低，大氣壓會把瓶子壓扁。只要學生能理解其中的原理，受到啟發(fā)，就能設計出更多的裝置以達到實驗目的，在此過程中，學生分析問題和解決問題的能力得到提高，創(chuàng)造性思維也得到應有的訓練。

探究“二氧化碳溶于水的過程中有沒有發(fā)生化學變化？”時，不少教師還是直接將課本提供的實驗方案通過演示實驗的方式展示給學生，然后讓學生通過現象的分析得出相應的結論，這雖然也能完成相應教學內容，但是學生對于為什么要如此設計，對其原理、設計的思路一無所知，因此也就談不上應有的科學探究思維的訓練。筆者認為，該探究是本教材第一次學習控制變量法進行實驗探究，應該先引導學生明確探究目的、討論并設計探究方案，再進行實驗，使學生充分理解和體驗在控制條件下進行對比實驗的方法。因此，在進行該探究之前可設置如下情境：往溶解有二氧化碳的水中滴入紫色石蕊試液，試液變紅，緊接著提出問題：紫色石蕊是一種酸堿指示劑，遇酸會變紅，那么剛才的實驗中，到底是什么物質使石蕊變紅呢？接著再提出指導性問題：這里面含有什么物質呢？（指著裝有溶解二氧化碳的水的礦泉水瓶問）學生思考后回答：有水、二氧化碳，還可能有水和二氧化碳接觸后生成的新物質。那么，用什么實驗來探究水能否使石蕊變紅？用什么實驗來探究只有二氧化碳是否能使石蕊變紅？最后問：如果是二氧化碳和水共同作用使石蕊變紅的，那該如何設計實驗方案來探究呢？每個問題都在不斷地調動學生積極投入思考和討論，交流后確定以課本提供的方案進行探究。這一系列的問題的設置，都在引導學生思考面對探究問題，該如何進行分析，找到解決的辦法，設計解決問題的實驗方案，并通過實驗收集證據，進行分析、歸納、推理得出合理的結論，在此過程中，學生不僅很好地掌握了“二氧化碳能與水反應”的基礎知識，還充分體驗了科學的探究過程，有效提升認知能力，為今后獨立設計科學探究方案打下基礎。

三、設計的問題要有層次性

創(chuàng)設好的問題情境，能有效地激發(fā)學生的探究欲望，引發(fā)學生思考，自主尋找問題的解決方案，從而達到發(fā)展學生思維能力和創(chuàng)造能力。因此，在實驗探究教學中，應該根據學生的認知水平和已有的經驗，從學生熟悉的事物入手，提出能引發(fā)學生頭腦風暴的淺層次的問題，激發(fā)學生探究興趣，帶領學生展開探究活動。如：在“空氣中氧氣的含量”的探究教學前，筆者提出如下問題：（1）你能用生活中的哪些現象或通過什么實驗來證明空氣是真實存在的？（2）你知道空氣中有什么成分嗎？什么現象可以說明它們的存在？（3）用什么方法可以除去密閉容器里的空氣中的氧氣？（4）如果裝在礦泉水瓶里的空氣中的氧氣被除去了，會出現什么現象呢？（5）如何將集氣瓶的容積平分成5等份，并在瓶外壁做上記號？

隨著這些問題的思考、討論和解決，學生對本節(jié)課的探究活動的目的和實驗原理就能有很好的理解。當然以上幾個問題是為本節(jié)課探究活動打基礎、做鋪墊，屬于較低層次，緊接著，我們還應該為獲取新知設計問題情境，引導學生通過實驗觀察、討論交流獲取本節(jié)課的重點新知，可在實驗時提出如下問題：（1）點燃紅磷有什么現象？燃燒的紅磷放入集氣瓶內后還能繼續(xù)燃燒嗎？（2）待紅磷燃燒熄滅了、集氣瓶冷卻了，打開止水夾，有什么現象？（3）通過以上看到的現象你能得出什么結論？（4）為什么集氣瓶不能充滿水，說明剩余的氣體具有什么性質？

問題（1）的提出，能引導學生意識到集氣瓶中的空氣與外界的空氣是完全一樣的，從而確定該實驗具有代表性。問題（2）（3）是本探究的重點，引導學生觀察現象，并通過現象的分析得出相應的結論。本探究完全可以到此為止，但是問題（4）的提出，能激發(fā)學生更深入的思考、討論和研究，是充分利用課堂生成資源，創(chuàng)造性地獲取新知識的好機會，層次更深、要求更高，這一環(huán)節(jié)往往容易被忽略。

［1］楊潔，張善培.探究性實驗實施的問題與思考［J］.中學化學教學參考，2007（5）.

［2］楊會勤，周青.化學探究性實驗教學中的問題與對策［J］.中學化學教學參考，2008（3）.

［3］李遠社.化學教學中基于問題的探究性實驗教學的實踐研究［J］.實驗教學與儀器，2008（2）.

（責任編輯：張賢金）