基于真實問題情境的科學探究

覃稔 許燕紅 黃昱璇

摘? ?要對不同版本教材中“燃燒的條件”的實驗體系及其功能價值進行分析，在充分考慮學科知識的需要、與實際生活的關聯度以及學生的接受程度等因素的基礎上，為了使教學內容具有一定的層次性、連續性和深廣度，將教學過程分為感性認識階段、理性認識階段以及實踐應用階段等三個階段。明確不同階段的學習或探究目標，選擇恰當的實驗體系進行探究。

關鍵詞初中化學? 真實問題情境? 科學探究? 燃燒的條件實驗體系 教學設計

一、研究背景

初中生以經驗型的邏輯思維為主，他們往往從已有的生活經驗出發，借助生動直觀的形象對概念和結論進行理解。因此，《義務教育化學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《課標》）提出要“貼近學生的生活，聯系社會實際”[1]，創設真實的、有意義的、能引發學生興趣的學習情境。在化學知識內容的選擇上，提出要綜合考慮學科知識的需要、與實際生活的關聯度以及學生的接受程度等因素。因此，教學中要權衡三者之間的關系，使得教學內容既體現層次性和連續性，又具有一定的深廣度，讓學生對事物的認識從感性認識變成理性認識，實現螺旋式上升，為學生的未來生活提供必要的生存和發展基本技能。

為了進一步認識“貼近學生的生活，聯系社會實際”的具體要求，我們以《課標》為文本，利用Microsoft Word中的查找與替換功能對關鍵詞“生活”進行檢索，再對檢索結果進行整理與歸納，發現其在《課標》中主要體現在三個方面：第一，在相關素材的選取上要注重貼近學生日常生活，讓學生了解化學與生活之間的密切關系;第二，化學知識內容應體現實踐性和探究性，結合學生實際生活和生產經驗進行科學探究，認識事物的本質;第三，注重培養學生從化學視角重新審視生活中的現象，進而對事物形成新的認識，運用相關的化學知識解釋日常生活和生產中的一些現象，認識不同物質在實際生活中的重要性及其影響。從以上可以看出，《課標》倡導從生活中的現象發現問題，并對相關問題進行探究，進而認識事物的本質特征，并將其用于指導我們的日常生活。

物質的燃燒是一個與生活、生產聯系緊密的化學反應過程，通過觀察與思考生活中的燃燒現象，得出物質燃燒時所應具備的條件，并對燃燒條件之間的關系進行探究，有利于發展學生的科學探究能力，認識燃燒的本質特征，感受理論知識在生活中的指導作用。因此，本文以初中化學“燃燒的條件”為例，對不同版本教材中實驗體系的選擇及其功能價值進行分析，并在此基礎上改進教學。

二、不同版本教材中的“燃燒的條件”實驗體系的選擇及其功能價值分析

化學實驗作為科學探究的一種有效途徑，是學生認識化學及其變化規律的科學方法。化學實驗體系主要包含三個要素：實驗對象的物質體系、適當的儀器裝置和必要的安全措施以及合理的實驗步驟和規范的操作技術[2]。利用實驗進行教學時，選擇怎樣的實驗體系是由探究的目標決定的，選定實驗體系后，儀器裝置以及實驗步驟也就基本上確定了。化學實驗體系的選擇在培養學生的科學探究精神中具有重要作用，然而在當前的化學實驗教學中，我們卻將關注點主要放在了對儀器裝置的認識以及基本實驗操作的訓練上，較少關注化學實驗體系的選擇及其功能價值，因而不利于學生實驗能力的全面發展。

1.不同版本教材中的“燃燒的條件”實驗體系的選擇

人教版、粵教版以及滬教版中“燃燒的條件”的實驗體系，如表1所示[3-5]。從表1可以看出，不同版本教材所選擇的實驗體系有所不同，其最大區別在于得出物質燃燒的三個必備條件的方式不同。人教版是通過教師演示白磷和紅磷的三組對比實驗得出燃燒的三個條件;粵教版則是通過學生實驗探究燃燒所需要具備的條件;滬教版是通過對日常生活中的燃燒現象進行交流與討論，總結歸納出物質燃燒需要滿足的三個條件。在學生實驗部分，不同版本教材所選擇的實驗體系大同小異，均是選擇日常生活中學生所熟悉的事物。

2.“燃燒的條件”實驗體系的功能價值分析

在演示實驗部分，人教版選擇不同條件下白磷和紅磷的對比實驗，該實驗裝置簡潔、實驗現象明顯，較好地體現了控制實驗條件的思想。然而白磷和紅磷與學生的日常生活聯系不怎么緊密，與學生熟悉的燃燒現象顯得有些不匹配。因而，將該演示實驗作為學生初步認識物質燃燒的條件顯得有些突兀，不太符合學生的認知發展。在學生實驗部分，人教版和滬教版的學生實驗均是在認識燃燒的三個必備條件后再進行探究的，其目的是為了讓學生體驗實驗探究的過程，進一步加深對燃燒條件的認識。學生實驗部分所選取的實驗對象均為學生所熟悉的事物，在學生已經知道燃燒條件后再進行學生實驗，與新課講授內容重復，并不能有效激發學生的探究興趣;實驗對象的物質體系過于繁雜，實驗內容不連續，對學生探究燃燒的條件造成了一定的干擾，這兩者均弱化了實驗的探究功能，也缺乏實踐的效果。此外，有些實驗是否有必要讓學生探究也是值得考究的，如分別將蠟燭和石塊進行加熱，探究其是否能夠燃燒。可見，如果不能權衡學科知識的需要、與實際生活的關聯度以及學生的接受程度這三者的關系，就無法選擇恰當的實驗體系，也就很難發揮不同實驗體系的功能價值。因此，想要發揮不同實驗體系的作用，在進行“燃燒的條件”教學時，就應該明確學習或者探究的目標，并在此基礎上選擇合適的實驗體系。

三、教學建議

“燃燒的條件”作為初中學生必須要完成的八大基礎化學實驗之一，《課標》在課程內容中建議通過燃燒條件的實驗探究認識物質燃燒的三個條件，在教學建議中提到可設計三組探究實驗，從物質燃燒條件的三個方面——可燃性、氧氣（或空氣）、著火點引導學生進行探究。此外，還可以在查閱資料的基礎上經過分析和討論，再歸納出物質燃燒的三個條件。由此可以看出，探究活動存在多種形式，應該根據學生的已有認知、學習內容和目標來決定選用哪種形式。值得一提的是，《課標》在教材編寫建議中提到：“為了培養學生的創新精神和實踐能力，除了化學實驗外，教材還應結合具體學習內容，設計既開放又具實效的、形式多樣的學生活動，如交流、討論和調查等”。

為了使教學內容具有一定的層次性、連續性和深廣度，在充分考慮學科知識的需要、與實際生活的關聯度以及學生的接受程度等因素的基礎上，將“燃燒的條件”教學過程分為三個階段。第一階段，感性認識階段。基于學生的已有認知，重現生活中有關物質燃燒的一些情境，在充分交流與討論的基礎上，讓學生思考可能影響物質燃燒的條件（因素）有哪些。第二階段，理性認識階段。利用人教版中的白磷和紅磷的對比實驗，探究燃燒的三個條件之間的關系，讓學生認識到物質必須同時具備三個條件燃燒才能發生。第三階段，實踐應用階段。學生分組實驗，根據所給材料選擇合適的材料加熱半燒杯的水。在實踐的過程中提升學生對物質燃燒的認識和綜合實踐能力。其中，第一、二階段為新課講授（1課時），第三階段為學生實驗（1課時），具體的教學設計見表2。

四、教學反思

表2所示的課例以真實問題情境中的科學探究為背景，在綜合考慮學科知識的需要、與實際生活的關聯度以及學生的接受程度等因素的基礎上，將日常生活、化學實驗以及學生實踐串聯起來，逐步引導學生通過觀察、反思以及實踐，認識化學與生活的聯系，將學生對物質燃燒的認識由感性認識提升到理性認識的層面，并指導生活實踐。既強化了學生體驗科學探究的過程，增進學生對學習內容的理解，又培養了學生將理論運用于指導實踐的能力。教學實踐表明，創設與生活聯系緊密的學習情境，既有利于提高學生學習的參與度，又有利于增進學生對學習內容的理解。值得一提的是，學生對實踐應用階段的活動方案表現出較為強烈的興趣，雖然這個過程可能會出現一些小問題，但或許正是因為這些“意外”才顯得有趣。只要教師處理得當，這些問題都會在反思環節起到意想不到的效果。此外，該實踐活動也為本章余下內容的學習提供了很好的體驗基礎。

教學過程中需要注意以下幾個問題：第一，感性認識階段，要突出聯系學生的實際生活，采用循序漸進的策略讓學生逐步認識影響物質燃燒的因素。第二，理性認識階段，要引導學生對比不同情況下物質所具備的燃燒條件上的異同點，培養控制試驗條件的意識，引導學生發現物質燃燒的三個條件之間的關系。第三，實踐應用階段，實際應用的開放性有些大，沒有具體的活動方案，具有一定的實際應用的挑戰性，故而一定要強調實驗安全以及同學間的相互學習，不然可能會出現較為混亂的局面，導致有些小組無法順利完成任務。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2] 宋心琦.化學實驗教學問題[J].中學化學教學參考，2011（11）.

[3] 王晶，鄭長龍.義務教育教科書：化學（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[4] 江琳才.義務教育教科書：化學（九年級上冊）[M].北京：科學出版社;廣州：廣東教育出版社，2012.

[5] 王祖浩，王磊.義務教育教科書：化學（九年級上冊）[M].上海：上海教育出版社，2012.

[作者：覃稔（1992-），男，廣西來賓人，廣西師范大學化學與藥學學院在讀碩士研究生;許燕紅（1969-），女，廣西平南人，廣西師范大學化學與藥學學院教授，碩士生導師;黃昱璇（1994-），女，安徽合肥人，廣西師范大學化學與藥學學院在讀碩士研究生。]

【責任編輯? ?郭振玲】