融入科学探究 享受魅力化学

侯朝铭

科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动,既是学生一种学习目标,又是重要的教学方式之一。将科学探究引入教学,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

在教学过程,既要提倡科学探究,又要灵活运用其他教学方式;既要发挥学生的主动探究精神,又不能忽视教师的指导作用。

一、科学探究应让学生成为学习的真正主人

科学探究是在教师的指导下,学生自主参与的学习活动,学习活动的成败关键在于学生的积极性和主动性是否得到充分的调动,学生是否真正成为课堂的主人。

如在空气中氧气含量测定的实验中,课前在实验桌上放一瓶硫磺粉、一瓶木炭、一瓶红磷、一小匙铁粉,让他们自己选择药品,然后进行实验。选择木炭和硫磺的同学得出的结论是“空气中氧气含量很少”,选择红磷的同学则是“空气中氧气的含量约为五分之一”,而选择铁粉的同学则测不到空气中的氧气含量。为什么会这样?学生们兴趣浓厚,通过探讨分析,得知“木炭和硫磺燃烧后的生成物分别是二氧化碳和二氧化硫气体,干扰了有效测量,而铁粉在空气中不能燃烧”。分析完原因后,再为学生提供一次实验的机会,这时学生的积极性发挥到最高点。

二、科学探究应融入学生化学学习的全过程

化学教学要重视学生的动手实践,尽可能让学生到现实世界中亲自观察(或调查),体验事物的变化过程、条件和结果,体验这些变化对人们的生产、生活的影响。例如,对燃烧的产生和灭火,学生都有一定的生活经验。可以让学生置身于一系列似乎是司空见惯的生活场景中动手探究,例如试一试都是无色液体的水和酒精,哪种物质能被点燃,试一试在酒精灯火焰上点燃木条和煤块的难易;尝试熄灭蜡烛火焰的种种方法,回忆生活中熄灭煤气炉火、扑灭油锅火焰、吹灭煤油灯火的经验,从中领悟并归纳燃烧的条件和灭火的方法。如果抛开这些经验,单纯从原理来分析或者让学生被动地观察老师的演示、验证所讲述的道理,教学效果会逊色很多。

学生在传统的化学课堂学习中往往没有明确的探究、调查对象,没有把自己置身于真实的情景中,去发现问题,提出问题,更不可能针对问题做出假设并进行实验;很少有机会通过实验和调查,观察现象、收集数据,来证实或修正自己的观点。学生缺少独立思考并通过实践解决问题的训练,缺乏科学探究的意识。所以要在教学中突出科学探究,将其作为化学知识学习的重要方式,让其融入学生化学学习的全过程。例如,通过学生对镁条的观察和简单实验(表面打磨、扭折,点燃、浸入食蜡等),探究镁的物理性质和化学性质,从中体验化学实验在研究物质性质上的作用。在质量守恒定律的探究实验过程中,领会什么是定量的实验研究,理解定量研究的重要性和基本方法。

三、科学探究应引导学生把握好探究的方向

1. 设计好能起引路作用的问题链,使学生进入有效探究状态,培养学生提出问题的能力。问题是科学探究的出发点,通过创设问题情景,引发学生发现一些有探究价值的问题,并引导他们清楚地表述所发现的问题。

例如“对蜡烛及其燃烧”的探究。尽管学生都有点蜡烛过生日的经历,但对刚开始接触化学就开展科学探究的9年级学生来说,对实验探究还很茫然。如果经过老师的提问点拨,则很快进入探究状态。我点拨的问题链有(1)观察蜡烛呈什么颜色与状态?(2)用鼻子能闻出什么气味?(3)切一小片蜡烛放入水中,它沉入水还是浮在水上?可以说明什么?(4)点燃蜡烛,观察烛焰是否有亮暗之分?(5)用火柴梗平移通过蜡烛,看火柴梗有什么变化?可说明什么?(6)把烧杯倒罩在火焰上方并缓慢下移,看到烧杯内壁有什么?手感如何?又可说明什么?(7)迅速正置烧杯,向其中注入少量澄清石灰水并振荡,看澄清石灰水有什么变化?(8)用嘴吹灭蜡烛火焰,发现有何物冒出?用火去点燃它,能看到什么现象?说明了什么?烧杯底部接近烛焰时会变黑,这是为什么?(9)将一根直角形的短玻璃管,插入蜡烛火焰的焰芯部位,用火柴点燃导管,能观察到什么现象?这又说明了什么?(10)小烧杯罩住蜡烛火焰一会儿,烛焰自动熄灭,这是什么原因?

通过上述问题链来引路,探究过程非常清晰,对以后开展实验探究活动也起了很大作用。

2. 设计可行的思维策略,引导学生提出合理的猜想和假设,从而进入有效的探究活动。如“燃烧的条件”一课,我先提出问题:燃烧是人类最早利用的化学反应之一,人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。燃烧与我们的生活以及社会的发展有着密切的联系。那么物质燃烧时究竟需要什么样的条件?并让学生对照燃烧条件:可燃物;氧气(或空气);达到燃烧所需的最低温度(着火点),让学生讨论,说出合理的猜想和假设。

猜想一:要有可燃物。(引导:所有的物质都能燃烧吗?)

假设:所有物质都能燃烧。学生讨论后自选实验操作:

(1)用纸张在灯火上点燃能燃烧。

(2)用小石头在灯火上点燃不能燃烧。

结论1:燃烧的前提是要有可燃物。

猜想二:要有氧气。

学生实验操作:

(1)白磷在盛有热水的烧杯里不能燃烧。

(2)向盛有热水的烧杯里的白磷通入氧气能燃烧。

结论2:燃烧需要氧气。

猜想三:物质的燃烧要达到一定的温度。

学生实验操作:让白磷和红磷同时分别放在热水上面的铜板上。(出现的现象不同)。

结论3:燃烧需要达到一定的温度。

在探究过程中,要做到师生互动有序。教师不要急于把结论告诉学生,而是让学生各自把实验结果及时报告出来,以便交流评价,这样可让教师在互动中学会等待,让学生在互动中学会发现,构建探究过程中的新型师生关系。

四、科学探究应让学生领略到化学的魅力

例如在学习“使用燃料对环境的影响”时,酸雨危害的探究,可让学生思考酸雨对身边物质(如植物、金属制品、建筑物等)有什么影响入手,分别用自备的植物叶子、小铁钉、小石子等,放进PH约4-5的稀硫酸(模拟酸雨)中观察现象,这样学生就很容易知道酸雨的危害。在教学中,学生通过观察、对比现象,观察到酸雨对植物的危害不及对金属危害那么明显,有个别学生提出“酸雨对植物的危害大吗?”这样的问题,我首先表扬他能提出问题,并让学生们自由讨论、各自发表自己的意见,然后,我用经“酸雨”浸泡时间较长的叶子让同学观察,结果学生看到较明显的现象。通过引导、归纳,同学们知道了酸雨对植物的危害较大,并意识到酸雨危害大,且不易察觉,更应引起我们的注意。

五、科学探究应适当降低教材的难度

教师应对教材内容进行加工处理,适当降低难度,以促进学生自我探究,使学生探究从易入手,一步一个脚印,最后达到目的。

六、科学探究应注意学生知识经验

从事科学探究要注意如何从已有的知识经验出发来开展研究,特别是在观察实验、猜想与假设、解释与结论等环节中。如做酸雨危害的模拟实验来开展探究时,让学生已掌握的“化学反应时常会看到放出气泡”这一知识,在探究实验时从金属和大理石分别与酸雨反应放出的气泡,探究出酸雨对金属制品和建筑物等会造成腐蚀等知识。

(作者单位:广东汕头朝阳区南侨中学)

责任编辑李淳