義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實踐活動，它涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定方案、實施方案、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論等要素。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究活動，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增進(jìn)對科學(xué)的情感，初步形成科學(xué)探究能力。
　　在整個人教版九年義務(wù)教科書中共設(shè)置了21個“活動與探究”，其中絕大多數(shù)為不完整的探究活動，需要探究的問題、探究活動的具體方案已經(jīng)顯現(xiàn)出來，只需要學(xué)生按照教材上的預(yù)設(shè)方案進(jìn)行實驗、觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象并解釋得出結(jié)論。這樣的探究活動看起來是高效的，花的時間少，教師也容易控制課堂，但學(xué)生從探究活動中很難真正提高科學(xué)素養(yǎng)和活動探究能力。教學(xué)實踐表明，如果能根據(jù)探究活動的具體情況，盡可能地在實驗之前啟發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提出的問題自主的設(shè)計活動方案，這樣的“探究”顯然要比依照教材流程按部就班探究要花更多的時間和耐心，但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時還能更充分、更全面地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
　　下面就兩個具體的實驗案例，談?wù)剛€人的粗淺感悟，不當(dāng)之處敬請指正。
　　
　　案例一
　　在人教版九年義務(wù)教科書中最具探究價值并能為學(xué)生提供開闊自主空間的活動探究當(dāng)屬“鐵釘銹蝕條件的探究”。該探究活動貼近生活實際，學(xué)生由已有的生活經(jīng)驗已經(jīng)知道鐵制品在干燥的空氣中不易生銹，但在潮濕的空氣中容易生銹的事實，很容易提出問題：鐵釘生銹的條件是什么？也不難根據(jù)問題作出猜想和假設(shè)：①鐵生銹與氧氣有關(guān)②鐵生銹與水有關(guān)③鐵生銹既與氧氣有關(guān)，又與水有關(guān)。根據(jù)教材提供的材料和實驗方案，學(xué)生是很容易“設(shè)計實驗”證明鐵釘銹蝕的條件，通過實驗學(xué)生很順利證實了猜想③是成立的。這樣的探究活動從提出問題、作出假設(shè)、制定計劃到實施計劃得出結(jié)論，每個環(huán)節(jié)一個都不缺少，而且節(jié)省時間，效率很高。但回頭反思一下，不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生只是作了一個驗證實驗，很難學(xué)到科學(xué)探究的方法，也難以形成科學(xué)探究能力。筆者認(rèn)為在整個探究活動中，由作出假設(shè)到制定出實驗方案才是探究活動中的核心。而這個也正是我們初中學(xué)生最難學(xué)會的。我在教授“金屬資源保護(hù)”前一個星期就與同學(xué)們開展了鐵釘銹蝕條件的探究，在整個探究活動中學(xué)生不知道教材中的實驗設(shè)計，那么，怎樣才能指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案來驗證作出的假設(shè)呢？我想到在初一和初二的生物課里有很多的生物探究實驗，能不能參照生物課程里的探究實驗進(jìn)行知識遷移呢？我決定嘗試一下。在八年級生物上冊里有個“探究種子萌發(fā)的外界條件”的活動，對種子萌發(fā)的外界條件提出的假設(shè)同學(xué)們記得很清楚：①水②空氣③水和空氣，而對鐵釘生銹條件提出的假設(shè)為①水②氧氣③水和氧氣，兩種假設(shè)非常相似。于是我建議同學(xué)們模仿“探究種子萌發(fā)的外界條件”的實驗計劃來制定“探究鐵釘銹蝕條件”實驗方案。同學(xué)們很有興趣，參照生物教材很快設(shè)計出了實驗方案如圖一所示：
　　同學(xué)們用茶杯代替燒杯，用筷子代替玻璃棒，在家里進(jìn)行了實驗，每天晚上回去觀察實驗現(xiàn)象，一個星期后，大家?guī)砹嗽诳曜由系蔫F釘，都發(fā)現(xiàn)中間的鐵釘銹蝕最嚴(yán)重，而最上面的和最下面的鐵釘也生了銹，只是銹少了許多，根據(jù)現(xiàn)象同學(xué)們很難搞清引起鐵釘生銹的條件到底是水、氧氣還是水和氧氣的共同作用，于是我引導(dǎo)同學(xué)們注意現(xiàn)象的不同：為什么中間的鐵釘生銹最嚴(yán)重，而空氣中或水中的鐵釘生銹較少呢？經(jīng)過討論，同學(xué)們終于明白了：鐵釘生銹不僅要有氧氣，還要有水，中間的鐵釘既與水接觸，又與氧氣接觸。最上面鐵釘雖只接觸空氣，但空氣中有水蒸氣。最下面鐵釘雖只接觸水，但一般水中溶有空氣，因此這兩根鐵釘也生了銹。顯然這個實驗方案設(shè)計不嚴(yán)密，不能驗證鐵釘只與水接觸或只與空氣接觸時，會不會生銹？對此，同學(xué)們有點兒失望。我及時鼓勵大家說：科學(xué)探究不可能一帆風(fēng)順的，辦法總是有的，讓我們一起來分析分析，重新設(shè)計實驗方案吧！通過分析得知，剛才實驗的三支鐵釘處在同一個大環(huán)境中，這一次我們可以把它們分開來，想辦法讓第一支鐵釘只與“純凈的”水接觸，第二支鐵釘只與“干燥的”空氣接觸，第三支鐵釘既與水接觸，又與空氣接觸?，F(xiàn)在關(guān)鍵是怎樣獲得純凈的水和干燥的空氣，同學(xué)們積極討論，很快有同學(xué)提出應(yīng)該用蒸餾水，不能用一般的自來水，與鐵釘接觸的空氣只要放入食品干燥劑就可以吸取水蒸氣，我及時肯定了同學(xué)們的想法，接著又提問道：浸有鐵釘?shù)恼麴s水能不能與外界的空氣接觸？用食品干燥劑除去水蒸氣的空氣要不要與外界空氣隔絕？經(jīng)過討論，很快同學(xué)們作出了全面正確的回答，最后一致同意將不易密封的燒杯改用試管，設(shè)計出與教材相似的實驗方案如圖二所示。
　　同學(xué)們也理解了即使用蒸餾水也要用“經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水”的理由。又經(jīng)過了一個星期，我與同學(xué)們再來看實驗結(jié)果，完全達(dá)到了我們預(yù)期的目的。
　　
　　案例二
　　教材中有些演示實驗，也可以穿插探究內(nèi)容，引導(dǎo)同學(xué)們積極思考，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。如教材“探究燃燒條件”的演示實驗：該實驗方案學(xué)生很難設(shè)計出來，只能由教師講解并演示，但是由于白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙污染室內(nèi)空氣，教材要求在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，而一般的學(xué)校并不具備這樣的條件，怎么辦呢？實驗前，我發(fā)動大家積極思考解決的方法。很快有同學(xué)說可以用一個儀器把燒杯罩起來，不讓煙跑出去。在同學(xué)們的啟發(fā)下，我想到了用玻璃鐘罩罩住燒杯，實驗如圖三所示，果然實驗演示后，鐘罩內(nèi)彌漫了濃煙，里面什么也看不清了，而鐘罩外面一絲白煙也沒有，實驗取得了成功，同學(xué)們臉上露出了微笑，但遺憾的是：濃煙過了較長時間才慢慢褪去，等到看清銅片時，發(fā)現(xiàn)不僅銅片上的白磷燃燒了，紅磷也燃燒掉了，而熱水中的白磷沒有燃燒。由于實驗時鐘罩內(nèi)白煙濃厚，同學(xué)們未能觀察到紅磷何時開始燃燒的？如果想看清紅磷何時燃燒的，那就不能用鐘罩罩住，這樣又會污染室內(nèi)空氣。這時我及時提出，同學(xué)們根椐以上現(xiàn)象我們能初步得出燃燒的條件，那為什么著火點較高的紅磷也能燃燒呢？經(jīng)過較長時間的討論，有一個小組的同學(xué)提出了他們的想法：熱水的溫度的確不足以讓銅片上的紅磷燃燒的，銅片上著火點較低的白磷先燃燒，產(chǎn)生大量的熱，由于鐘罩的作用，熱量不能擴散到空氣中，使鐘罩內(nèi)銅片溫度急劇上升，達(dá)到了紅磷的著火點，所以紅磷就開始燃燒了。我心中不由一陣驚喜，同學(xué)們的分析真透徹啊，同學(xué)們“長大了”。于是我趁熱打鐵，引導(dǎo)同學(xué)們思考：教材上的實驗方案雖經(jīng)我們改進(jìn)，污染的問題解決了，但銅片上的白磷和紅磷都燃燒了，違背了該實驗方案的設(shè)計初衷，沒有達(dá)到預(yù)期的實驗?zāi)繕?biāo)。能不能重新設(shè)計方案，讓銅片上的白磷、紅磷和熱水中的白磷分處于不同的“小環(huán)境”中，改成試管實驗。
　　
　　分組討論：先在紙上進(jìn)行實驗設(shè)計，最后我與同學(xué)們合作交流各自的觀點，設(shè)計出如圖四所示的實驗裝置。甲試管內(nèi)放一小粒用濾紙吸去表面水的白磷，用膠塞塞緊；乙試管內(nèi)放一小粒紅磷，也用膠塞塞緊；丙試管內(nèi)放熱水，再向熱水中投入一小粒白磷，三支試管同時放入盛有熱水大燒杯中。同學(xué)們很快發(fā)現(xiàn)，甲試管中的白磷燃燒了，產(chǎn)生的白煙充滿了試管，而乙試管、丙試管中的紅磷和白磷沒有燃燒，然后再向丙試管內(nèi)通入氧氣，如圖五所示，由于試管口徑小，通入的氧氣更容易與熱水中的白磷接觸，白磷在熱水中劇烈燃燒起來，現(xiàn)象十分明顯，而教材中用燒杯盛熱水做此實驗如圖六所示，由于燒杯空間大，通入的氧氣流不易接觸到白磷，白磷在水中不易燃燒。同學(xué)們看到了完全符合設(shè)計要求的實驗現(xiàn)象，特別是“水中生火”現(xiàn)象十分明顯，臉上不由露出了喜悅的表情，實驗成功了。雖然改進(jìn)后的實驗方案與一些報導(dǎo)相似，但對于同學(xué)們來講，一切都是嶄新的，他們能在老師的引導(dǎo)下，通過自已的分析、思考，經(jīng)厲激烈的思想火花碰撞，有過困惑、迷茫，更有過失敗和痛苦，難道我們不該為他們?nèi)〉玫男⌒〕晒Χ炔蕟?？也許他們今天對實驗的小小改進(jìn)說不定就能鑄就明天的輝煌啊！
　　要得出這兩個探究活動的結(jié)論都不難，按通常的探究程序兩節(jié)課可以“保質(zhì)保量”完成教學(xué)任務(wù)，但這種只求探究之名，而無探究之實的探究課，同學(xué)們又能學(xué)到什么呢？也許最多只知道了兩個結(jié)論而已，同學(xué)們將失去太多太多的思考啊。上面兩個案例，同學(xué)們從最簡單的實驗設(shè)計開始，通過修改、完善實驗方案，雖然比原定實驗花掉了幾倍的時間，但它極大地培養(yǎng)了同學(xué)們的科學(xué)素養(yǎng)和工作耐心，讓他們充分認(rèn)識到，科學(xué)研究不可能一帆風(fēng)順，成功總是在不斷創(chuàng)新和完善后才能獲取，同時同學(xué)們也能從探究活動中真正享受到了成功的喜悅。
　　
　?。ㄘ?zé)任編輯：張華偉）