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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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化学初学者在具体问题中探究性思维体悟

【作者】 潘秀芳

【机构】 (山东省菏泽市中山路菏泽市实验中学)


【正文】摘 要:新课程背景下的探究性学习,是以新课程标准的“三维”目标为依据,以现行教材为基本素材,让学生在一定的情景中通过师生和生生的互动,发现问题,产生探究主题,进而通过对材料的分析、推理、实验,引导学生对已有知识进行一次“再发现”,体验知识的形成过程,是学生累计知识、形成科学观念、领悟科学探究方法的过程
  关键词:探究;再发现
  学情简介 初三的学生新学期第一次接触化学,不知从哪里听来的“初中的化学属于半文半理,记忆的东西多,理解性的东西不多”,有着这样先入为主的思想再加上(人教版)前两单元安排的内容确实为学生比较熟悉的物质。第一单元是物质的变化分类及辨别并且初步接触化学实验,而在此学生很难get到编者的良苦用心,只是记忆了实验的基本步骤和结论,很难体会到“证明这个问题为什么这样设计”“如果以后我们想证明什么,应该怎样设计实验,还能有更好的设计吗?”我们原谅学生的初学无知,可是新课标对我们的要求是“学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发学习化学的兴趣,增进对科学的情感,学习科学探究的基本方法初步形成科学探究能力。科学探究对发展学生的科学素养具有不可替代的作用”
  学生在学习了一个月左右的时间,沉浸在“化学不难”“化学很好学”的悠哉状态,可十一过后的月考,学生就会受挫。
  实例剖析 下面是我校初三上学期第一次月考化学试卷最后一题,让我们从这道题目中体会一下探究性思维吧!
  同学们对硫在氧气中燃烧的实验做了改进,如实验1,当火焰熄灭后发现硫有剩余,硫为什么会熄灭呢?每个人都提出了不同的猜想:







  【猜想】
  甲同学猜想:硫燃烧耗尽了瓶内的氧气,所以它熄灭了;
  乙同学猜想:硫燃烧后瓶内二氧化硫(不支持硫的燃烧)浓度过高导致了硫熄灭;
  丙同学猜想:甲和乙都只看到了问题的一个方向,他认为甲和乙都有道理;
  丁同学猜想:______.
  【设计实验】丁同学设计了实验2进行实验来验证自己的猜想:












  【实验反思】
  (1)实验1中火焰颜色如何变化?______
  (2)与教科书上的实验相比,实验1的优点是______;
  (3)实验2中集气瓶内垫细砂的作用是______;
  (4)教科书里测定空气中氧气含量的实验为什么使用红磷而不用硫粉?______.
  先说一下学生此时的知识储备,学生已经掌握了硫在空气中和在氧气中的反应。课本中的硫粉是在集气瓶外点燃,慢慢伸进盛有氧气的集气瓶中观察现象(集气瓶底部 盛有少量水的作用:吸收二氧化硫,防止污染)但此时试卷上编者并未止步于此。针对“硫为什么会熄灭”提出不同的猜想。这样一个问题出现,学生立马会想到第二单元课题一中根据拉瓦锡研究空气成分的装置改进的装置。







  在这个实验中红磷在集气瓶外点燃,伸入集气瓶中,一会熄灭了。原因是“氧气被消耗尽”可是本试题中有三个不同的猜想。甲同学的猜想基本上就是学生的猜想,乙同学的猜想是SO2(不支持燃烧)的浓度过大,丙同学是认为两者兼有,问题是学生必须有自己的猜想(即丁同学的猜想)。此刻的学生是懵圈的,此刻教师应该引导学生逆向思维。
  我暂时不知道我该怎么样猜想,但是下面的实验应该就是证明我的猜想。下面的实验结论就应该是我的猜想,去找吧,一看实验结论是“丁同学的猜想是正确的”果不其然你的想法的对的,但是人家没直接告诉你,那么下一步我们该去哪里找呢?实验现象!可是单看实验现象,我们不能迅速得出什么结论,因为我们不知道这个实验咋回事,还是老老实实从实验步骤开始吧,因为暂时我们的实验目的不明晰。结合着实验2图及实验步骤的描述,我们要思考在此集气瓶中硫燃烧一会熄灭了,此时的环境和刚才有什么不同吗?实验1中水能吸收本实验中产生的全部SO2,实验2中集气瓶底部用细沙代替了水,那么实验2中产生的SO2就没有被吸收,始终以气体的形式存在于集气瓶中,也就是实验2中SO2的浓度比实验1中更大,在这种环境下,硫燃烧一会熄灭了,为什么熄灭呢?是O2被消耗尽(甲同学猜想)还是SO2浓度过高(乙同学猜想)依旧是个谜题。告诉学生,千万别急躁,虽然暂时还没有明晰答案,但我们进入了一个新的实验环境,看看下面将会发生什么吧!接着看实验步骤2吧,在此实验环境下,继续点燃红磷,现象是红磷竟然能燃烧,既然红磷能燃烧说明集气瓶中就还有O2,那么甲同学的猜想就不正确,从而丙同学的猜想也不正确。再推断乙同学猜想就更不对 ,在SO2的比实验1更大的环境下还能发生燃烧反应,肯定不是SO2的浓度过大造成的熄灭。
  都否定了,那么到底是什么原因呢?那就需要再回顾一下学过的知识,看能不能在学过的知识中“再发现”
  <1>硫粉、木炭、铁丝在空气中和在O2中燃烧有不同现象,而且物质与O2的反应的剧烈程度与O2浓度有关,O2的浓度越大,反应越剧烈;O2的浓度越小,越不剧烈
  <2>在“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验中步骤4中“向一瓶空气样品和一瓶呼出的气体的样品中各滴入相同滴数的澄清石灰水,振荡”。现象是空气样品无明显现象,呼出气体样品变浑浊。空气中有CO2,为什么不能让澄清石灰水变浑浊?“量”的问题!
  含量太低,现象太不明显以至于“无现象”
  <1><2>都暗示了“量”的问题。所以本试题学生应该能想到是O2含量高低引起的,O2的含量太低了以至于不能让硫继续燃烧了,但依旧可支持红磷的燃烧,所以丁同学的猜想应为“O2含量低造成了硫粉的熄灭”那么第4题就迎刃而解了“因为红磷消耗O2更彻底”
  经统计,第1、4两题的正答率在5%以下。得分率如此低下,我们的学生的探究性思维有多欠缺!
  教学反思  在平时的教学中对于这些鲜活的生命不能只是对固有知识的传授,要及时引导他们思考知识背后的灵魂。探究性思维是知识学习的重要延伸,在知识传授的过程中一定不断的渗透探究思想。尤其对于初学者针对他们为数不多的已有知识进行整合,一定要及时创设情境引导他们更快的建立化学的知识架构。
  参考文献:
  [1] 孙运利:《浅谈化学探究性与接受性学习方式的适切性》 《化学教学》2013年第二期
  [2] 《化学课程标准》2011年版