化學實驗探究教學中情境創設的有效策略

李柏榮 徐飛玲

摘 要 創設探究情境是提高學生的實驗探究能力和科學素養的首要環節，結合具體案例，討論化學實驗探究教學中情境創設的有效策略：挖掘新聞熱點素材、依托日常生活經驗、引用化學實驗史實、激化思維認知沖突、開發相關趣味實驗。

關鍵詞 化學實驗探究 情境創設 策略

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.05.061

An Effective Strategy for Situation Creation in

Chemistry Experiment Inquiry Teaching

LI Bairong， XU Feiling

（Taishan No.1 High School， Taishan， Guangdong 529200）

Abstract The creation of inquiry contexts is the first step in improving students' experimental inquiry ability and scientific literacy. In conjunction with specific cases， the effective strategies for setting up situations in chemistry inquiry teaching are discussed： excavating hot news material， relying on daily life experience， citation of historical chemical experiments， and intensifying thinking cognitive conflict， development of related fun experiments.

Keywords chemistry experiment inquiry； situation creation； strategy

1 問題的提出

從2007年新課程改革全面推行，至今已有十年，化學新課程從“科學探究”入手，提倡廣泛地開展實驗探究活動，以提高學生的科學素養。化學以實驗為基礎，不論是元素的發現，物質的制備還是理論的建立都以實驗為支撐。新課程要求高中學生能通過實驗探究活動，掌握基本的化學實驗技能和方法，從而提高化學實驗能力。隨著新課程改革的不斷完善，實驗探究教學取得了豐碩成果。但目前的高中化學實驗教學仍存在一些問題，體現在：（1）教師演示實驗諸多，學生動手實驗的機會偏少；（2）驗證性實驗過多，探究性實驗過少，比例嚴重失衡，這就導致學生基本上是被動地接受知識，實驗僅僅幫助學生對知識進行鞏固和檢驗，沒有突出實驗的優勢，不利于提高學生的科學素養。2014年8月29日，中共中央政治局在《關于深化考試招生制度改革的實施意見》中提出了新的考試招生制度改革設想，全國大多數省份2021年高考將不分文理科，這對我們化學教師來說無疑是機遇，也是挑戰。作為一線的化學教育工作者和新課程改革的實施者，要想發揮實驗探究的教學功能，落實提高學生的實驗探究能力，首先就是創設探究情境。

2 化學實驗探究教學中情境創設的有效策略

2.1 挖掘新聞熱點素材，創設實驗探究情境

案例一，教授“金屬鈉”時，某教師利用一則新聞開場：2001年7月7日早上10點左右廣州市珠江河段水面上漂浮著6 個鐵皮水桶（裝滿金屬鈉），其中3個已劇烈爆炸，另3個未爆炸被成功打撈。據現場群眾介紹，河內突然涌起一股白煙，從一個鐵桶內竄出黃色火苗，緊接著一聲巨響，鐵桶爆炸。從被打撈上來的鐵桶中冒出白煙，而且當人們用手接觸到桶內的物質，雙手劇烈疼痛。為防止繼續擴大傷害，消防隊員用煤油浸泡被打撈上來的鐵桶。結合此項報道請回答：（1）鐵桶為什么不往下沉？俗話說“水火不相容”，水中為什么會出現爆炸？（2）為什么從桶中冒出白煙，而且桶內的物質使人雙手疼痛？這一情境創設起到了很好的“開篇”作用，引發學生的興趣和情感體驗，緊接著老師提出實驗探究問題：根據新聞所提供的信息（“水雷”產生的現象和消防隊員的措施等）設計實驗，探究金屬鈉的性質。

在課堂教學中適當地穿插一些實際問題，一方面可以使學生體驗到認識世界的歡樂，感到化學知識也是一種讓人變得崇高起來的力量，培養化學概念；另一方面又能調節教學氣氛，保持學生的注意力。本案例中教師以真實事故為情境，使學生產生認知的需要，學生學習的積極性高。教師提出的探究課題將鈉性質的學習與現實生活中鈉遇水爆炸事故的處理緊密聯系起來，讓學生體會到化學知識的價值。學生在這樣的課堂中進行自主的知識建構，獲得的知識是持久的，獲得的情感體驗是深刻的，真正實現了從被動接受到主動探究學習方式的轉變。

2.2 依托日常生活經驗，創設實驗探究情境

案例二，某教師在組織學生探究含氯消毒劑的性質時，首先利用多媒體展示了三個鏡頭：非典時期公共場所定期進行消毒，并設置了固定的防疫消毒點；幾種常見的含氯消毒劑（84消毒液、漂白粉、健之素牌消毒片），以及84消毒液標簽上的部分說明；一位家庭主婦在家打掃衛生時將潔廁靈和84消毒液混合導致突然暈倒。教師提出問題：結合上面的資料以及身邊的實物，你能得到關于84消毒液的哪些信息？學生或看或聞或聽或議，提出了自己得到的信息。然后，教師提出實驗探究問題：根據以上所獲得的信息設計實驗，探究84消毒液的性質。（提供的藥品有：酚酞、KI溶液、FeSO4溶液、紅紙等）

本案例中教師以日常生活中常見的場景和事物創設探究情境，激發了學生的學習興趣，勾起了學生的求知欲，使其產生探究的內在需求，此時教師提出的實驗探究課題又恰好符合學生的“最近發展區”，再在親自動手實驗中獲得實驗事實，有助于對知識的全面理解和解決實際問題。蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。”以日常生活經驗為素材創設實驗探究教學情境正好滿足了學生的這一需求。化學源于生活，高于生活，服務于生活。許多生活現象和生活經驗都可以作為開發探究實驗的素材庫，這些素材貼近生活、范圍廣泛、學生熟悉，對提高學生學以致用的能力具有重要的作用。

2.3 引用化學實驗史實，創設實驗探究情境

案例三，在“原電池”的課堂上，某教師巧妙利用原電池的發現史創設情境：1780年，意大利生物學家伽伐尼發現了一個有趣的現象，他用金屬手術刀觸動青蛙腿神經，已死去的青蛙蛙腿肌肉竟然出現了收縮，所以他認為青蛙體內存在一種“動物電”。“動物電”的發現引起了意大利物理學家伏打的興趣，他認為這是金屬與蛙腿組織液（電解質溶液）之間產生的電流刺激造成的。1800年伏打設計出了一個人造電源—伏打電池，他以鋅為負極，銀為正極，用鹽水作電解質溶液，將鋅片與銀片連接起來就產生了電流。1836年，丹尼爾改進了伏打電池，將正負極分別放置于兩種電解質溶液中，并用鹽橋將兩電解質溶液連接，從而發明了世界上第一個實用電池，并用于早期鐵路的信號燈。教師提問：在一定條件下，用導線連接兩種不同的金屬，為什么會產生電流？根據現有的儀器和藥品（鋅片、銅片、鐵片、火柴、吸管、稀硫酸、硫酸銅溶液、酒精、橙子等），設計實驗探究原電池形成的條件。

本案例中教師利用原電池發展史上的幾件大事成功引起了學生的情感共鳴，學生站在巨人的肩膀上也產生了躍躍欲試的訴求，積極性大大提高。化學史既包含了化學知識，更融入了許多偉人前輩為追求化學真知的忘我精神和創新歷程。歷史上許多關于化學家的趣聞軼事、重大發現、著名實驗中都潛藏了巨大的教學價值，可作為教學情境創設的豐富素材庫。引用化學史實創設實驗探究情境，可以幫助學生更好地理解化學概念、化學原理的形成和發展，也可以教會學生思維方法，還能提高學生的科學素養，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀。

2.4 激化思維認知沖突，創設實驗探究情境

案例四，在引導學生探究鈉與鹽溶液的反應原理時，某教師提出問題：將鈉加入硫酸銅溶液中，有什么現象？學生調動已有知識儲備——金屬活動性順序表，認為鈉能從溶液中置換出銅，所以預測現象：鈉逐漸溶解，并有紅色物質析出。為了驗證這一推測是否合理，教師組織學生動手實驗：向硫酸銅溶液中投入一小塊金屬鈉，觀察到現象：鈉融化成小球，四處游動，溶液中出現藍色絮狀沉淀。實驗現象與之前的預想出現了沖突，這時學生產生了疑惑：為什么會出現這樣的現象？如果把鈉加入到其它鹽溶液中是否也有類似的現象產生？教師組織學生通過實驗探究鈉與鹽溶液的反應原理，發現鈉與鹽溶液在反應的時候是先與水反應，生成的氫氧化鈉再與鹽反應。

認知沖突是指學生原有的認知結構與所學新知識之間碰撞產生的矛盾，學習新知識之前學生并非是一紙空白，而是擁有層次不同的原有認知結構，即知識基礎儲備。對學習規律的研究表明，當學習新知識時，人們通常以原有的認知結構來同化新知識，當兩者之間出現矛盾時，就會產生認知沖突。本案例中按照學生原有的認知結構，鈉比銅活潑，鈉加入到硫酸銅溶液中肯定會置換出銅，但實驗客觀現象與主觀預期之間產生了矛盾，即爆發了認知沖突，這時教師恰好從此處著手，既為學生開展實驗提供了情境，又為后續的合作奠定了基礎。

2.5 開發相關趣味實驗，創設實驗探究情境

案例五，在“氨氣的性質與應用”教學時，新授課之前某教師先做了一個“煙雨漓江”的改進噴泉實驗——儀器與藥品：小試管（裝有NaOH（s）和濃氨水）作為氨氣的產生裝置，注射器（裝有濃鹽酸）、兩個礦泉水瓶（分別裝了硫酸銅溶液和酚酞溶液）、三頸燒瓶、音樂賀卡及止水夾等連接儀器，依次打開和關閉左右兩邊的止水夾，可以看到噴泉中溶液不停變換。對這一有趣的現象，學生都很興奮，此時教師提出問題：上述噴泉實驗體現出了氨氣的哪些性質？產生噴泉的原理是什么？問題一拋出，學生展開了激烈的討論。

本案例中教師精心設計了可反復切換的噴泉實驗，實驗現象讓人倍感驚奇，急切地想一探究竟——“噴泉是怎么產生的？又是如何切換的？”帶著強烈的好奇心，迅速進入主動學習狀態，效果自然事半功倍。化學實驗如果過于枯燥呆板，很難讓學生產生認同感。依據教材內容開發一些趣味化學實驗，有利于創設輕松愉快的學習氛圍，讓化學課堂有聲有色。增強實驗的趣味性，讓學生寓學于樂，思維能力和探究意識都得以提高。

總之，創設良好的化學實驗探究情境是教學過程中一個很重要的環節，一個適宜的探究情境，是激勵學生主動參與學習的根本保障。創設良好的化學實驗探究情境有助于學生產生積極的情感，對發揮學生實驗主體性、主動性、積極性有不可代替的作用，使學生在“樂”學中掌握知識，在實驗探究中提高創新能力和實踐能力。

參考文獻

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