楊寶權　王月

摘要：科學探究不僅是一種研究方法，也是一種學習方式，培養(yǎng)科學探究能力貫穿于人的終身發(fā)展過程?！吧衿娴腣C泡騰片”教學設計立足于嘗試將九年級的探究教學與“真實有意義”的情景結合起來，并讓學生在探究中學習，凸顯探究活動的真實，從而激發(fā)興趣、激活知識，體現價值，使學生觸摸到化學課堂的真實。

關鍵詞：科學探究；真探究；VC泡騰片；教學設計

文章編號：1008-0546（2017）08-0075-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.025

《義務教育化學課程標準（2011版）》將科學探究列為課程內容的五個一級主題之首，并對九年級學生的科學探究能力提出明確要求[1]，實驗探究題就是對這些要求的落實與考查，是中考的必考題型。因此，對科學探究題進行專題教學是中考總復習階段的重要課題，筆者以“神奇的VC泡騰片”的教學設計為例，探討在科學探究教學中如何將形式探究轉變?yōu)檎鎸嵦骄浚㈦S之提升學生的思維能力。

一、教學理念

科學探究既是一種學習的方式也是學習的內容和目標，因此，使用探究學習的方式來進行科學探究專題學習是本節(jié)課的必然選擇，即科學探究的八要素——提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流——不僅是學生學習分析的對象也是教師組織教學過程的依據。課程標準指出：“科學探究學習目標的實現，必須讓學生親身經歷豐富的探究活動”，同時也建議“探究的問題可源于實際生活” ，這構成了“真探究”的基本內涵。所謂的“真探究”一方面是指探究的問題應該來自于學生的生活接觸，引導學生應用化學視角觀察生活；另一方面則是指探究活動的主體是學生，學生在活動中完成探究的內容，變“紙上談兵”為“兵棋推演”或“實戰(zhàn)演練”?？傊?，“真探究”就是學生自主、合作地對具體事例中真實有意義的問題進行探究，從而激發(fā)興趣、激活知識，體現價值，使學生觸摸到化學課堂的“真實”。學生在“真探究”中將學科知識和基本技能進行內化、學科素養(yǎng)化，繼而使其學業(yè)（學科知識和學科技能）和人格（認真冷靜的學習態(tài)度）得到成長，是對長遠的教學有效性的追求[2]。

二、教學分析

1. 學習目標：

①鞏固二氧化碳的性質與檢驗；鞏固pH試紙的使用方法。

②了解科學探究的一般過程，知道解科學探究題的常規(guī)思路。

③知道混合物中物質含量的測定方法，學會設計方案和提升裝置改進能力。

④感受化學的應用價值，培養(yǎng)自主、合作、探究的精神。

2. 學習重點：

科學探究的基本思路；物質含量的定量測定原理及裝置的作用。

3. 學習難點：

如何完善數據測定的精確度。

三、設計思路

基于以上思考和分析，教學中設置了真實的情景——神奇的VC泡騰片作為學生探究學習的對象。VC泡騰片是日常生活中常見的營養(yǎng)素補充劑，對其的探究一方面體現了化學知識的真實性和應用性；另一方面熟悉的背景可降低探究過程的理解難度。從推介VC飲料切入課題，利用學生配制飲料的實驗進行實驗觀察、分析現象的成因并定性探究氣體的成分，這不僅是實驗探究的內容，也為下面的定量探究方案討論作了有效的鋪墊；根據二氧化碳氣體的成因分析，引導學生深度學習——定量探究碳酸氫鈉的含量，圍繞學生對實驗儀器的選擇組織學生分析討論實驗原理、實驗裝置的優(yōu)缺點，進而形成完整的實驗裝置，引導學生理解各個儀器的作用。具體過程如圖1所示。

四、教學過程

環(huán)節(jié)1：我們會生活——創(chuàng)設情境

師：夏天到了，老師向大家推薦一種營養(yǎng)功能飲料——VC補充飲料。維生素C在人體中的作用是什么？

生：（回答略 ）

師：維生素C的主要作用是提高免疫力，可防治壞血病，預防癌癥、心臟病、中風，保護牙齒和牙齦等。同學們想喝嗎？

生：（齊答）想！

師： 心動不如行動！下面我們就來制作VC營養(yǎng)飲料。現 在我們看到的就是某品牌的VC泡騰片（圖2），每個小組的表面皿上都有幾顆泡騰片（注意不能直接放入口中）。

[設計意圖]利用學生熟悉的、與學習主題相關的事物創(chuàng)設情境，使化學課堂凸顯“真實而有意義”不僅有利于激發(fā)學生學習的興趣、讓學生“用愉悅的心情學習有趣的化學”[1]；而且有利于課堂內容的展開，制作VC營養(yǎng)飲料——引出了后續(xù)的探究。

環(huán)節(jié)2：我們會分析——定性研究

（學生小組活動1）取一顆VC泡騰片放入燒杯中，然后向其中加入礦泉水。觀察現象并品嘗味道，完成表格。

已知：【主要成分】維生素、檸檬酸、碳酸氫鈉、菊粉、調味料、甜蜜素、糖精鈉、核黃素、不含麩質和乳糖。

師：燒杯中因為還有檸檬酸，所以呈酸味。請同學們測定溶液的酸堿度。

（學生小組活動2）使用pH試紙測定溶液的pH值。

師：剛才同學們認為在實驗中生成的氣體是二氧化碳，能肯定嗎？

（學生小組活動3）小組討論實驗方案并用提供的儀器完成實驗，全班按下表交流探究結果。

[設計意圖]“化學來源于生活，高于生活”。從生活的現象中提煉出問題并尋求化學知識進行解釋，進一步能夠設計簡單的實驗驗證，這是九年級化學課程的基礎性要求。此環(huán)節(jié)不僅意在夯實學生的基本能力，而且通過酸堿度、二氧化碳氣體的產生等定性的分析為下一環(huán)節(jié)定量研究搭設合適的臺階。

環(huán)節(jié)3：我們愛探究—— 定量研究

師：從剛才同學們實驗結果分析，二氧化碳是泡騰片中檸檬酸與碳酸氫鈉相互反應生成的。下面我們一起來測定VC泡騰片中NaHCO3的含量。

（學生小組活動4）請各小組根據已經掌握的知識內容，討論如何設計實驗測定VC泡騰片中NaHCO3的含量（注意：只要表述清楚利用什么操作生成什么物質，然后測量什么量）。

（全班交流）（教師著重引導）①為什么不需要或需要向泡騰片中加酸？②怎么確定碳酸氫鈉完全反應？

師：同學們設計的原理大致相同：取一定質量的VC泡騰片樣品（該樣品中無其它碳酸鹽），加入足量蒸餾水，測定產生氣體的質量（或測定產生氣體的體積，又利用此條件下氣體的密度，計算得到氣體的質量），進而計算出樣品中碳酸氫鈉的質量?；瘜W上稱之為氣化法。

（學生小組活動5）選擇圖4（預先已分別打印在相同的紙片上） 中的一個或若干個作為實驗的裝置，并進行組合。

（全班交流）

1、分別將組合的裝置用磁鐵展示在黑板上。

2、 明確儀器的作用， 評析實驗裝置的優(yōu)點與缺點，以及如何補充。

師：請完成下列練習。

[練習]根據完整的實驗裝置圖，回答問題。

（1）D、E、F、B裝置的作用分別是什么？

（2）反應前后鼓空氣的目的？

（3）該實驗取藥品10g，測得E裝置增重1.1g，計算該樣品中NaHCO3的質量分數？

師：剛才我們利用測生成二氧化碳的質量完成實驗探究，那么如何測定其體積呢？

生：排水法。

（學生小組活動6）選擇圖5中（預先已分別打印在相同的紙片上）的一個或若干個作為實驗的裝置，進行組合。

（全班交流）

1、 選擇一組裝置用磁鐵展示在黑板上。

2、 明確儀器的作用，評析實驗裝置的優(yōu)點與缺點，以及如何補充。

師：請完成下列練習。

[練習]根據完整的實驗裝置圖，回答問題。

（1） 導管a的作用是 ，如果沒有導管a則對實驗結果的影響是 （填：偏大、偏小或不影響）；

（2）廣口瓶內原有的空氣對實驗結果 （填“有”或“沒有”）影響，植物油的作用是 。

[設計意圖] 科學探究從定性到定量是學生能力的躍升，而此過程卻不是一蹴而就的，不僅需要螺旋式的磨練，更在于學生主動參與其中、從而積極的自我構建。因此，筆者一方面著力于引導學生利用小組合作、交流討論等形式參與課堂，展現自我、收獲自我；另一方面，也選擇了匹配的習題對形成的探究能力與意識進行強化與固化。

環(huán)節(jié)4：我們會應用——變換角度

師：以上我們一起探究了泡騰片中碳酸氫鈉含量的多種測定方案，接下來同學們簡單回顧一下剛才學習的要點，并運用知識解決下列問題。

[變式練習]小軍同學設計了如圖所示的裝置。同學們觀看后一致認可他的設計，并按照他的思路設計了以下步驟：

[實驗步驟]

①連接裝置并檢查裝置氣密性；

②實驗中準確稱取1g泡騰片樣品 加入裝置B；

③記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的玻璃管）；

④由A向B中滴加蒸餾水至足量；

⑤待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C中液面刻度，計算得到氣體的體積為55 mL （經查，該氣體密度為1.997g/L）；

⑥計算二氧化碳的質量。

[實驗反思]

（1）小明同學認為在實驗前要將泡騰片樣品磨成粉末狀，你認為他的目的是 ；

（2）檢查該裝置的氣密性時，如圖準備好裝置，在C、D兩管中裝好水且液面相平，提高D管， ，則氣密性良好；

（3）步驟3和步驟5中讀取氣體體積時要注意什么問題？ ；

（4）小潔同學認為該實驗的設計中最經典的是連接儀器A和儀器B的橡膠管E，你認為如果沒有橡膠管E，則會對實驗結果產生何種影響？ ；

（5）實驗結束時同學們才發(fā)現由于粗心，小偉將植物油加到了D管的水面上，大家一致認為由于該粗心將會導致測得的泡騰片中碳酸氫鈉的質量分數產生誤差，你認為該誤差是 （填“偏大”或“偏小”） ；

（6）化學老師看了他們的實驗設計后，對他們的設計方案和合作意識、探究精神都給予了很高的評價，并對他們進行啟發(fā)：二氧化碳的質量可以根據質量守恒定律，測反應前后燒杯中剩余物質的質量之差來求得，于是他們又在燒杯中重新進行了實驗 （裝置如圖），測定所得碳酸氫鈉的質量分數大于實際值，其原因可能是 。

[設計意圖] 現行的科學探究能力的評價方式只有紙筆應試——完成綜合探究題，因此，真正意義上的科學探究能力不只表現為具備了探究的思維與意識，還應展現出對一般方式和規(guī)律的靈活運用。因此“變換角度”在學生已經初步掌握定量研究內容和方法的基礎上，進一步提煉、強化一般性規(guī)律。

環(huán)節(jié)5：我們愛思考——回歸生活

1、我們已經知道了泡騰片中大多成分的性質，請?zhí)岢雠蒡v片應如何儲存？

2、沖泡VC泡騰片時，能否用不銹鋼的杯子長時間浸泡？

[設計意圖]回歸生活，學以致用——這是化學知識學習落腳點，也是知識的價值所在。本環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)1相呼應，也體現了化學知識“來源于生活，應用于生活”的理念，突出課堂教學的整體感。

（課堂總結）經過這節(jié)課的學習，你掌握了哪些知識和方法？

師：剛才同學說得非常好。最后送給大家四句話：“生活無處不化學，實驗探究手中握。交流合作同協力，身邊不再有迷惑?！?/p>

五、教后感悟

1.本節(jié)課以對VC泡騰片的定性到定量探究的知識內在邏輯為主線，組織學生的活動。從切入情境——制VC飲料，到觀察有氣泡，再將生成氣泡的驗證和碳酸氫鈉的含量測定（兩種方案）有機地聯系起來，利用不斷生成的課堂資源將課堂教學層層推進。在從定性探究向定量探究過渡時，筆者首先是促使學生理解了二氧化碳的來源，然后在討論中又著重提出了兩個問題作為過渡，這不僅降低了定量思維的難度，而且讓整個過程融為一體，給人一氣呵成的感覺，這是本課設計的亮點之一。此外，教學過程中有實驗探究，有理論探究，有片段探究設計，也有探究性問題討論，這樣的設計體現了“探究無處不在，滲透在課堂全過程”的理念[3]，這也是本課設計的亮點之二。

2.從方法論角度理解，探究是一種思想，一種教學理念，它不是“下面我們開始探究之旅”的簡單表述，它是師生的一種默契的交流，一種隱含在課堂教學深處的思維活動的自然流淌[3]。本節(jié)課教學也契合著這樣的要求，體現了這種觀念，問題的開放、民主與包容的氛圍、學生全身心的參與，“模塊化”的探究板塊讓學生感受到“一個個堡壘”被攻克，“主線式”的探究設計讓學生感受到“知識融合打通”的駕馭之感。

3.科學探究不僅是一種研究方法，也是一種學習方式；不僅在九年級有具體的要求，在高一階段也有更高的要求，更貫穿于人的終身過程。因此，對于科學探究在不同的階段有層次不同的要求，在具體教學過程中，關鍵是要掌握一個合理的“度”，這個度就是課程標準的要求和學生的認知水平。對二氧化碳的定性探究是九年級的畢業(yè)要求，而通過測量二氧化碳的質量（或體積）則應屬升學要求，也是與高中學習銜接的重要內容。總之，在本節(jié)課中體現了基礎性與發(fā)展性的統(tǒng)一與協調，達成對課程標準要求“共同但有區(qū)別”落實的目標。

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版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012：10-11

[2] 王克濤. 有效性——課堂教學的永恒追求[J]. 甘肅教育， 2010（6）：27

[3] 趙華.化學實驗探究教學的冷思考 [EB/OL]. http：//www. jxteacher.com/cy/column12866/2f9544fe-de1a-4534-86da- 2862b08a5c1d.html