化學課堂中實驗探究式教學的實施

朱月娟

一、化學探究教學模式的建立

化學是實踐性非常強的學科，觀察、實驗和理性思維是化學研究最基本的方法，也是探究教學中常采用的方法和手段。筆者所設計的探究教學模式結合化學學科的特點，以化學學科知識的教學為依托，利用課堂40分鐘進行探究學習。它是一種以激發學生的學習興趣、提高學生的學習能力和培養學生的創新精神為課堂教學重點，以學生主動參與教學作為前提，以自主探究為學習的途徑，以合作學習為形式，以教師的引導和學生的主動學為內容。具有學生的自主性、學習的過程性、師生的合作性、學習的創新性等特點。

二、化學探究教學案例設計

筆者現以堿金屬—鈉的內容作為教學示范案例，按照探究模式詮釋化學教學，以進一步說明在化學實際教學操作中如何實施本探究教學模式進行化學知識探究學習。

1.課前準備

實驗儀器：金屬鈉，酒精燈，鑷子，濾紙，小刀，石棉網，鐵架臺，膠頭滴管，火柴，酚酞，燒杯，洗氣瓶，硫酸銅溶液。

多媒體課件：一段視頻CCTV2-生活欄目《火光中的生死隔離》。

2.教學流程

第一環節：創設激疑情境，激活學生思維（大約5分鐘）。

具體做法是：

情景導入：播放一段CCTV2生活欄目《火光中的生死隔離》。

設疑引思：①為什么火災中金屬鈉的出現會令手握高壓水槍的消防員感覺可怕呢？②鈉與水反應會發生什么樣的危險呢？

播放視頻：鈉與水的反應的視頻。

鈉與水的反應非常劇烈，能發生爆炸，一小塊鈉就能發生爆炸，更何況是火災現場十噸金屬鈉。此時學生的情緒已經完全被調動起來了，他們迫切地想知道。

教師追問：鈉遇水為什么會發生爆炸？

學生猜想：一是反應放熱；二是產生氣體，可能是氧氣，也可能是氫氣，還有可能是氧氣和氫氣的混合氣體。此時學生經過思考之后提出的問題可能很多，教師不要加以限制，更不要把學生硬往自己設計的圈套里引，對學生的發現應給予鼓勵和贊美，使學生充分發揮想象力，大膽地提出各種猜想，從而激發他們創新的積極性。

第二環節一：親歷探究過程，形成思維方法（大約20分鐘）。

提出探究主題一：鈉與水的反應。

由于鈉與水的實驗具有一定的危險性，在實驗開始前，作如下提示：（1）取鈉：從試劑瓶中用鑷子取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油；（2）切鈉：在玻璃片上用小刀切下綠豆大小的一塊放置備用，其余放回試劑瓶；（3）用鑷子將鈉放在盛水的小燒杯中，蓋上玻璃片；（4）從燒杯側面觀察實驗現象。特別強調要注意每一步的實驗現象，做好實驗記錄，并用最簡潔的語言概括實驗現象，如熔，浮，游，響，紅等。鈉能與水反應的同時也解釋了鈉的一些物理性質，這樣可以讓學生更直觀地掌握鈉的物理性質，而不是教師一味灌輸給學生。

提出探究主題二：通過設計實驗研究驗證鈉與水反應產生氫氣。

在新的問題情景下，學生的探究欲望被充分激發，教師可不失時機地拋出問題引導學生展開討論，讓他們開動腦筋，相互啟發和借鑒，不斷充實和完善設計方案。

小組討論：（1）設計怎樣的實驗裝置收集該氣體？（2）收集到的氣體如何驗證？

方案交流：（1）利用ц型管作該實驗收集并檢驗氫氣；（2）用鋁箔包好鈉并在鋁箔上戳幾個小洞，排水法收集。

學生實驗：用自己設計的方案進行實驗。

學生在實驗過程中會犯粗心、片面、半途而廢等毛病，教師要及時加以引導，并對表現出色的同學給予肯定，以培養學生良好的實驗習慣和意志品質。

反思評價：結合學生中產生的問題和教師提供問題進行交流。

評價要點：（1）實驗原理的可行性；（2）實驗操作的簡約性；（3）實驗現象的可視性。

教師設問：火災現場金屬鈉的出現令消防員感到可怕的并不僅僅是不能用水來滅火，還有一個因素也令消防員感到可怕，是什么呢？（這樣一提問，學生的情緒又被調動起來）

第二環節二：進行演示實驗，完成化學性質二（大約5分鐘）。

演示實驗：鈉與氧氣的反應（鈉在酒精燈上的燃燒實驗，引導學生觀察實驗現象，寫出反應方程式（在酒精燈的溫度下，鈉就能熔化著火燃燒，更何況是在火災現場的高溫下），自然而然地就把鈉能和非金屬氧氣反應的化學性質問題解決了。

學生提問：大火最終是如何撲滅的？

播放視頻：消防人員采用了含水較少的冷泡沫對大火實施了覆蓋式撲滅，并嚴格把守儲存鈉的倉庫。

教師提問：通過以上視頻，你還能得到鈉的哪些信息呢？

（提出這個問題，學生自然會想到這十噸鈉是如何存放的，這些金屬鈉到底是有什么用途呢？）這樣自然就把課程帶到了第三部分第二環節三：聯系生活實際，體悟學以致用（大約5分鐘）。

自主學習：鈉的存在和用途。

先讓學生閱讀課本相關內容，然后根據自己查找的資料和自己的理解、總結選代表發言，培養學生的自學能力。

第三環節：梳理知識，形成能力（大約3分鐘）。

學生總結：性質決定用途。

利用這一節的學習所得請學生自己歸納堿金屬的性質，然后推測堿金屬中其他金屬的化學性質（這樣設計有利于培養學生整理自己的思路和總結分析能力）。

結束語設計：同學們，化學來源于生活，又服務于生活，當我們在生活中遇到像火災這樣重大的突發性災難時，一定要保持冷靜的頭腦，用我們所學的各種知識突圍，化險為夷，相信大家的明天會更好。

第四環節：立足基礎，拓展知識（大約5分鐘）。

探究活動：鈉和硫酸銅溶液的反應，能否把銅置換出來呢？

在火災現場，萬一金屬鈉著火了，消防員應該如何滅火呢？

留下這個探究題，目的是讓學生從鈉與水的反應中得到啟示，再用實驗加以認證，更好地把鈉的化學性質—強還原性。（另外一個原因就是使學生感受到化學就在我們身邊，還可以有效挖掘教學資源。）

板書設計：

這種板書言簡意賅，使知識形成網絡化，易于掌握知識的內在聯系和規律，促進學生認知結構的完善，幫助學生形成整體框架。

三、教學反思

《堿金屬》一章是典型的元素化合物知識的教學，充分體現了元素化合物課型以實驗為基礎、積極利用化學實驗提高學生學習興趣的特點，因而有利于采用實驗探究教學法。在教學中，筆者通過創設一定的探究問題情境，以問題引路，以實驗入手，激發學生積極主動地思考、討論、探尋。同時，筆者利用大量的實驗事實，或引導學生通過對實驗現象的觀察和分析得出結論，或啟發學生先做出理論的推測再進行實驗的驗證，促使學生掌握從實踐到理論、以理論指導實踐的認識過程，加強學生構建解決問題的思路，培養學生研究科學的基本方法。

本節課的整個教學過程是以學生活動和教師引導為主，學生始終處于積極參與、主動探究、動腦動手、相互交流合作、理論聯系實際的狀態，學生既學會知識，又掌握方法，同時他們的思維、表達、自學、探究、合作等能力與各種技能，都得到充分地發展，對化學學習的興趣及對待科學的情感也得到培養。但是筆者發現，在本節課堂探究教學的過程中，由于課內時間的關系，有兩個問題需要注意：一是本節探究教學課明顯存在知識容量偏小，無法保證一課時的完整性，不能對每一個知識點進行更深入探究（處理方法：以思考題的形式留給學生課后研究，增加教學的開放性。）；二是學生水平參差不齊，對探究問題的表現各不相同，大部分興趣盎然，個別后進生無所適從，某些學優生則倍感無聊（應對措施：不同層次的問題提問不同水平的學生，以保持學生的學習積極性。同時，注意學生實驗小組的合理搭配——優、中、差混合，有利于學生間的團結協作和相互激勵。）。因此，有必要在整體探究教學環節中分別進行綜合全面的處理。

分析案例中提供的情景，有幾點值得我們思考：（1）案例中的探究課題是由學生在生活中碰到的問題演變而來的，并非是由教師強加給學生的。（2）該案例盡管沒有一般課題所要求的完整的書面計劃和結題報告，但探究的過程尤其是探究的思維過程卻是有序而嚴密的。（3）在整個探究過程中，教師沒有過多地直接干涉學生的研究，但對學生在科學方法方面的指導卻是規范而毫不含糊的，體現出了教師對科學的嚴謹態度和對學生探究思維的正確引導。（4）整個探究過程從屬于整個教學設計，探究成為教學實施的一個環節，在訓練學生探究思維的過程中，完成既定的教學任務。

課堂教學實施探究性學習，其基本流程為：情景——問題——探究。教師把情景作為產生問題的載體，讓學生在情景中感知、發現問題，師生共同確定一個中心問題作為“課題”，用類似科學研究的方式進行學習。學生問題的解決成為整個學習過程的驅動力，學生根據問題的性質提出研究問題的方案或假設，驗證方案，應用多種手段和方法探索、研究、證明，從而親自體驗知識和規律的發現過程，獲得積極的情感體驗和深層的內心感悟。

通過對上述案例情景及其提出的問題的探討，我們認為在課堂教學中實施探究性學習，應重點關注和解決，如探究問題的產生和選擇，探究過程的實施和調控，教師適時引導和總結等問題。

1.選擇探究性問題時應遵循下列原則：（1）探究的問題應和學生的心理和認識水平相符合，應是學生自己感興趣的，而且問題的切口要小、易于操作、花時不多——只有這樣的探究活動才會富有生機，才能順利進行。（2）探究的問題與學科學習內容有較大的相關度，或具有一定的、學生能夠直接感受到的實用價值。

2.在學生學習過程中，隨時都有可能產生適合學生探究的問題，關鍵是教師抓住機會對學生進行引導，及時開展探究活動。在探究性學習活動中教師要做到以下幾點：①創設學習情景激發探究；②訓練科學方法學會探究；③優化教材結構引導探究

3.學生的探究離不開教師的適時指導。教師應在以下幾個方面加強對學生的指導：（1）幫助學生把握探究問題的難度，并根據現實條件幫助學生分析探究的可行性。（2）引導學生按照科學探究的常規步驟有序進行探究活動，引導學生按科學探究規范進行操作和推理。（3）隨時關注并及時處理學生在探究過程中可能出現的問題，如操作中的安全問題、操作的有序性問題、數據采集中出現的遠離事實的情況、推理過程中的片面性、信息處理的不完整性等。（4）對學生的探究結果給予及時積極的評價，使學生的研究結果得到更大范圍的推廣，讓學生更多地感受真實的科學探究過程。

探究式教學主張讓學生主動參與知識獲得的過程，掌握科學研究必須具備的科學方法，探究性獲得科學知識，并逐步形成探究能力和科學態度。探究式教學不僅注意科學知識、科學方法的掌握，更強調探究能力的形成和科學態度的培養在探究過程中的統一。因此，在化學教學中進行探究學習的推行不但有利于培養學生的創新精神，從深遠意義上說更有利于學生創新思維與創新能力的形成。