初中化学探究性学习活动实施的阶段性策略

摘要：结合教学实践，探讨在初中化学教学过程中采取符合学生认知的阶段性教学策略，引导学生在探究性学习中自我建构知识体系，切实转变学生的学习方式，优化学生的思维品质，促进学生的主动发展。

关键字：初中化学教学；探究性学习；活动实施

文章编号： 1005–6629(2012)6–0026–03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

以探究性学习为手段培养学生的探究能力是课程改革的迫切需要，也是化学学科教学特点的充分体现[1]。通过探究性学习活动使学生体验知识的习得过程，获得科学的思维方法，提高分析问题和解决问题的能力是化学教学必须遵循的规律。

初三是学生学习化学的起始阶段，学生虽然对这样一门学科具有浓厚的兴趣，但知识基础较为薄弱，操作技能明显欠缺，思维能力也有所不足。在此背景下，实施探究性学习不能一蹴而就，需要根据中学生知识形成和发展的过程与心理成长的特征分阶段的实施。这是一个由浅入深、循序渐进、不断深化的过程。

1 教师示范，感受探究方法

在教学起始阶段，限于学生知识、技能、能力发展的现状，教师有必要通过精心的过程设计，通过细致的示范演示，通过科学的方法指导，通过合适的问题引导，促使学生认识科学探究的重要作用，体验科学探究的一般过程，获取科学探究的基本方法。

例如，在上海初中化学教科书中“走进化学实验室”中设有“拓展视野”栏目，主题是“怎样设计实验”。在教学时，笔者将其设计成探究形式，按“实物展示→提出问题→提出假设→显示资料库→设计实验方案→实验、观察、讨论→得出结论”的过程展开。操作过程均由教师演示，在各个环节中均提出针对性的问题，引导学生展开积极思维，形成对于科学探究过程与特征的初步了解。

实际上，演示实验由于操作过程由教师掌控，学生减轻了操作负担，可以更为专致地进行科学思维，这就为学生理解探究过程提供了不可多得的机会。因此，在演示实验中，教师要让学生明确探究实验的各个环节和实验要求。鼓励学生善于观察，勇于提出问题，提出假设，自己设计（或部分设计）实验方法和步骤，进行实验，再根据实验的现象和结果，通过分析和推理，得出结论。在实验设计时，一般要查阅有关资料，要结合探究问题对资料进行筛选。实验时态度要认真，操作要规范，观察要仔细，记录要如实（从发光、发热、生成沉淀或气体等角度描述）。引导学生学会发现问题（多想几个为什么）、学会分析和得出结论。

2 简单实验，体验探究过程

在教师看来很简单的实验，对于初学化学的学生来说，也是有一定思维容量的。因此，在初学阶段，教师根据教学重点，设计有一定整合性的简单实验探究，让学生亲自尝试，积极思维，体验探究的乐趣。

例如，在上海初中化学教科书第一章“化学的魅力”复习课上，笔者安排了以下探究性问题：实验桌上有两瓶标签脱落在一旁的无色液体，一瓶是澄清石灰水，一瓶是蒸馏水，该如何加以鉴别呢？请设计实验方案，写出实验步骤，预测实验现象，并提出可能的结论。

学生初步交流实验方案，有的说吹气，有的说通入二氧化碳，有的说滴加石蕊试液，有的说蒸发，还有的说测定密度……

接着笔者让学生自主实验。有的直接往试剂瓶中吹气，短时间内实验现象不明显，就说吹气不行；有的取样不规范，试剂滴到外面，或不同滴管混用；有的蒸发时忘记搅拌，导致液体溅出……

实验后，由学生根据实验阐述自己的实验方案、现象与结果，全班学生一起讨论其正确性与合理性，交流心得体会与疑惑。

学生讨论和实验时，教师以合作者的身份参与到方案设计和实验过程中，参与质疑和讨论，加强对方案的设计指导和基本实验操作的规范化指导。

此教学过程较为成功，其关键在于以下几个方面：一是技能要求较为简单，如吹气、取液、蒸发等，减轻了学生的操作压力；二是学生具备一定的知识基础，在先前其他学科（如科学）的学习中已经初步获得了溶液与蒸馏水的区别等基础知识，从而降低了探究难度；三是内容具有一定开放性，学生很容易想到一个或多个方案，因而可以调动学生的参与热情。

英国哲学家约翰·密尔曾说过：天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛，鼓励学生大胆地提出实验方案，充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神。另外，教师应保护学生的好奇心、探究欲和探究性行为，允许他们在保证安全的前提下按照自己的方案进行探究活动，让学生在探究过程中经受挫折和磨练，并体验探究的乐趣和成功的喜悦。

3 小组合作，激发探究热情

当学生对实验方案的设计和实验基本操作有了一定的基础后，教师可以选取教材上有一定思维容量的内容，让学生进行合作探究。通过小组内成员间的相互交流、互教互学，激发学生学习的积极性、主体性、创造力，有助于培养学生的合作意识、合作技能；通过小组间的竞争，可培养学生的竞争意识，让学生积极乐观地迎接挑战，培养学生的团队精神。

例如，在“质量守恒定律”的课堂教学中，笔者引导学生进行“化学反应中，反应物和生成物的质量关系”的实验探究。

学生首先提出不同的假设：反应前后质量不变；反应前后质量变大；反应前后质量变小；反应前后质量可能变大，也可能变小，由不同的反应所决定。笔者引导学生设计实验来验证自己的假设。

经过讨论，筛选后各组均进行下列实验：A.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应；B.滴有酚酞的氢氧化钠溶液与盐酸反应；C.大理石与稀盐酸反应。经过实验探究，很多学生认为化学反应前后质量应该不变，但为什么C反应后物质质量减少了呢？

笔者启发学生写出三个反应的文字表达式，学生很容易就明白了C反应中生成了二氧化碳气体的缘故。于是，笔者进一步设问：如何改进C实验装置呢？有三个小组认为，在锥形瓶口套一个气球，将气体收集起来。也有两个小组认为，将气体通入澄清石灰水中。

接着进行实验验证。前三组的学生目瞪口呆，天平的指针发生了偏转，没有达到预期的目的。后两组的学生一脸喜悦，实验成功了！

于是，笔者再次设问：在密闭容器中进行，反应前后应该没有质量损失，那么，到底是什么原因导致天平不平衡呢？在教师的引导下，经过小组激烈讨论，最终找到了浮力的原因，所有同学都显得异常兴奋。

在此阶段中，教师要注意异质同组，关注每个学生在小组合作中的表现。适当引导学生设计一些与假设或猜想“相违背”的实验方案，引发新的认知冲突。教师要充分地发挥支架作用，巧妙地运用提问和设问策略引导和鼓励学生进行探索。要留出足够的时间，让学生去思辨、去探究，提高小组合作探究的质量和效果。教师要及时肯定学生在小组合作中的探究精神，更要表扬提供问题资源的小组以及同学们的团队合作精神。

4 专题研究，发展思维深度

随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，在初三后期的复习阶段，采用以课外探究与课上交流相结合的实验专题研究，可以显著激发学生的高品质思维。

二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显，学生在学习时有一定难度。在复习氢氧化钠的化学性质时，笔者安排学生课下自主探究或合作交流证明二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应的实验方案并进行实验验证，一周以后课上交流。

同学们查阅或自行设计了很多方案[2]，部分设计如图1所示：

接着笔者让学生拿出事先准备好的仪器和药品进行实验展示，并进行方案评价。同学们都被精彩的实验震惊了，我也被学生灵活的思维深深震撼了！正当大家陶醉的时候，忽然有一个小组的同学提出了质疑：上述实验并不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，因为二氧化碳也与水反应，应该进行对照实验。

这时又有同学提出上述实验存在一些不足：橡皮塞打孔有一定的难度；胶头滴管中吸入的氢氧化钠溶液较少，实验现象不明显等。该同学以废弃矿泉水瓶、针筒和气球为材料设计了一组测定二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的简易实验装置，如图2所示。通过b、c对照实验，说明二氧化碳确实与氢氧化钠发生了反应。接着向c反应后的溶液中注入约1 mL氯化钙溶液（或氢氧化钙溶液），能看到非常明显的白色沉淀，如组图2（d）所示，进一步确定二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。接着学生阐述了该实验装置的创新之处：（1）融合了通过压强变化和检验产物两个角度验证氢氧化钠溶液与二氧化碳气体反应；（2）取材容易、造价低廉、经济环保；（3）无需双孔塞，结构简单，易于操作，现象明显。本组简易装置取得了很好的实验效果，教室里顿时响起了雷鸣般的掌声……

a.收集满二氧化碳的瓶口套一个橡皮泡

b.向a瓶中注入约10 mL蒸馏水

c.向a瓶中注入约10 mL浓氢氧化钠溶液

d.向c瓶得到的溶液中注入约1 mL氯化钙溶液

图2 二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的简易实验

最后，在笔者引导下，学生归纳出探究性实验的一些方法要领：

一个中心：以探究目的为中心。

一条主线：以物质的性质为主线。

两种方法：对照实验、控制变量法。

通过实验专题探究，一方面巩固了基础知识，另一方面优化了思维品质。学生的实验能力、实践能力和创新思维都得到了较大幅度的提高。在此阶段中，要充分发挥学生的主动性和创造性，在课前进行方案的设计和实验器材的的准备，利用业余时间进行实验。课上进行方案交流和实验展示。师生要就实验的合理性、科学性、实效性等作出分析评价，要解惑、纠错、点拨、激励。另外，教师也要参与其中，关注课外实验的准备情况，并提供部分实验所需的试剂及仪器，保证学生独立实验有序、紧张、愉快地进行。特别重要的是，要引导学生在专题探究中发现实验规律，在学法上得以提升。

总之，在化学教学过程中，要采取符合学生认知的阶段性教学策略，引导学生在探究中自我建构知识体系，不断激发学生学习的积极性和主动性。切实转变学生的学习方式，优化学生的思维品质，促进学生的主动发展。

参考文献：

[1]上海市教育委员会编.上海市中学化学课程标准[S].上海：上海教育出版社，2005.

[2]王刚盛.挖掘实验内涵，培养创新思维能力[J].化学教学，2009，（1）：21~23.