基于学科观念的科学探究教学

采有余

【摘要】化学作为一门以实验为基础，研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科，一直以来，在推进和改善人类生活与生产方面都起着不可或缺的作用。构建化学基本观念有助于终身教育、可持续发展的需要，有助于推进化学新课程改革的实施，有助于深化学生对学科特征和本质规律的认识，有助于促进学生的科学素养，有助于促进学生学习方式的转变，有助于促进教师专业的发展。

【关键词】化学；研究；构建

一、背景

化学作为一门以实验为基础，研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科，一直以来，在推进和改善人类生活与生产方面都起着不可或缺的作用。初中化学新课程以全面提高学生的科学素养为根本宗旨，构建了“知识与技能”“过程方法”“情感态度与价值观”相融合的初中化学课程目标体系。化学新课程想要改变过去知识传授式的教学，把学生看成发展中的人，看成有思想、有灵魂的人，要求学生在掌握知识与技能的同时，体验科学知识的发现过程，掌握分析和解决问题的科学方法，从而形成正确的情感态度与价值观，使学习的过程不再是建造“空中楼阁”，而是学生自己建构科学知识、掌握科学技能、发展科学思维、运用科学方法解决问题的过程。

基于此，以“探究燃烧的条件”为例，笔者设计了如下一课。

二、教学思路设计

燃烧是一种极易发生的特殊的氧化反应，更是一种普遍的、重要的、庞大的化学反应。燃烧反应不仅能产生巨大的能量，同时也为大自然和人类提供了新物质（包括有用的和有害的）。探究燃烧的条件是九年级化学中一个比较重要的探究实验，它的意义在于学生在以后的生活中能够更合理、更科学地对燃烧进行安全、有效的利用。

从化学学科的学习来看，通过实验怎样才能学到更多的化学知识，亦即为什么要把燃烧作为初等化学中的一个主题？解决了这个问题，就有可能通过教学和实验活动使得学生对于燃烧、着火和灭火的认识，由小学科学和日常生活积累的认识水平，提高到初等化学学科的水平上来。所以这是一个值得认真研究的问题。

科学探究是化学学习的方式，又是化学学习的内容。学生通过经历和体验探究活动，激发学习化学兴趣、学习科学探究的基本方法，发展科学探究的能力，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。本节课以蜡烛为载体，通过对蜡烛在空气中和在氧气中燃烧、燃烧条件以及熄灭蜡烛的方法等的探究，采用多种科学探究方法。如控制实验条件法（控制变量法）：通过对白磷、红磷的温度，与空气是否接触等条件的控制进行实验。对比法：通过探究、观察，对白磷和红磷的燃烧情况进行对比，得出哪个更易燃烧。分析、归纳法：通过控制实验条件可知白磷更易燃烧，在取得实验事实的基础上分析实验现象，归纳得出实验结论。体现和发展变化观，通过实验探究燃烧的条件、灭火和促进燃烧的方法体现实验观。增进对科学探究的理解，通过分析蜡烛的灭火、促进蜡烛燃烧的方法，了解燃烧的条件，理解燃烧的实质，列举燃烧在生活、生产中的广泛应用，认识到控制燃烧发生的要素就能控制燃烧反应。

三、教学过程

【创设的情境】引导学生观察蜡烛的组成。小心点燃一支蜡烛，仔细观察实验现象，并提出与蜡烛燃烧有关的问题。观察与思考蜡烛的燃烧。

【教师】引导学生动手实验，并提醒注意安全。巡视、指导学生进行实验。

【创设的情境】

①用火柴点蜡烛时，为什么开始不易点着？

②蜡烛燃烧需要哪些条件？是不是在任何情况下都能燃烧？

③蜡烛燃烧时，是棉线烛芯在燃烧还是石蜡在燃烧，还是两者都在燃烧？

④蜡烛中间为什么要放一根棉线？棉线的作用是什么？能否用其他材料代替？

⑤蜡烛燃烧时，为什么有黑烟？黑烟是什么物质？

⑥蜡烛一经点燃，为什么能持续燃烧？

⑦如果没有棉线，石蜡会不会燃烧？燃烧情况会怎样？

⑧蜡烛火焰为什么会闪烁摇晃？为什么火焰外部明亮中间暗？……

（科学探究是一个解决问题的活动，因此，它是以问题为起点的。把化学的学习定位为一种问题解决活动而不是接受知识的活动，是依据新课标所确立的新的化学学习观。）

【教师】教师针对学生分组实验，与学生一起分析得出燃烧的三个条件。

【教师】如何引燃蜂窝煤炉？引火材料的放置顺序是怎样的？依据的化学原理是什么？点燃所起的作用是什么？

（师生共同探究）

【教师】再探究蜡烛的燃烧——在纯氧中 ，完全燃烧与不完全燃烧的不同。

从发生条件、燃烧速率、放出热量、燃烧产物四个方面比较完全燃烧与不完全燃烧的不同，获得结论。从微观分析谈与氧气反应的实质，得出反应物相同，生成物不一定相同。通常应促进可燃物的燃烧，既节约资源，又保护环境。

【学生】用燃烧匙将燃着的蜡烛自上而下慢慢伸入盛有氧气的集气瓶中，比较蜡烛在空气中和在氧气中燃烧的现象。观察集气瓶内壁的现象，再向集气瓶中加入少量的澄清石灰水，振荡，观察实验现象并记录。

【教师】展示2012年6月江苏部分城市（睢宁、南京、苏州、扬州）焚烧秸秆导致的雾霾天气的图片。

（培养学生的环保意识。获得结论：应促使燃料完全燃烧，节约资源，保护环境。）

熄灭蜡烛的方法

【学生】点燃蜡烛，利用教师提供的用品或仪器进行实验。及时记录，并加以解释得出结论：降低温度至着火点以下；隔绝氧气；移走可燃物。

【总结与回顾】查阅相关资料了解有关蜡烛燃烧时不同部位的现象，提出更多的问题，体会解释或涉及的科学概念。

四、反思

从学生司空见惯的燃烧和灭火现象入手，目的是以学生已有的生活经验作为学习的起点，使学生从化学的角度认识燃烧就是一种化学反应，体会到化学就在身边，启发学生学习化学的兴趣和愿望，自然而然地走近化学。本节课最大的亮点在于对“蜡烛的燃烧”教育价值的挖掘：从认识初探蜡烛在空气中的燃烧，到再谈蜡烛的燃烧—在纯氧中，再到三探蜡烛的燃烧—熄灭蜡烛，认识灭火的原理，教师适时引导学生灵活探究，在注重学生对科学知识的掌握和理解的同时，更加注重学生对科学探究的体验。学生在活动过程中的参与意识、合作精神、操作技能、探究能力都得到了较大程度的提高，对知识的理解水平、分析问题和解决问题的能力在探究中得到了提升。

引导学生将自身的生活经验与化学知识联系起来。体会一切事物均有其规律性，认识规律，掌握规律，就可以使事物向一定的方向发展，趋利避害。就学生而言，学生通过实验探究，感受了燃烧的条件、促进燃烧的方法、灭火的原理及灭火的趣味性和复杂性；通过运用实验探究，体验了成功的喜悦，而这些恰恰是化学实验教学的魅力所在，同时也是化学学科育人的价值所在。

以蜡烛这一常见的物质为载体，让学生在空气中点燃，将干冷的蒸发皿放在火焰的上方，再罩灭蜡烛，交流讨论，提出有关蜡烛燃烧的问题并进行探究实验，认识燃烧发生的条件，理解燃烧和灭火的含义和实质，了解预防火灾的基本措施。通过蜡烛在氧气中燃烧实验的对比，知道化学变化的发生需要一定的条件，控制条件能夠促进或抑制化学变化。通过学习燃烧与灭火，增强安全意识，了解防火和灭火的常识。运用图片等素材，培养学生获取信息并对信息进行分析加工的能力，利用教材中的探究活动，发展学生的科学探究能力。

作为教育者，需要关注的是如何有效推进学生的理性思维，从而帮助学生理解和掌握燃烧的条件的内涵和外延，提高学生的学习效率；关注的是教材内容、化学学科观念与学生的已有生活经验怎样有机结合，才能既顺利完成教学目标，又能体现教师自身的特点。同时，情感态度价值观的隐性获取方式也是我们思考的问题之一。

构建化学基本观念有助于终身教育、可持续发展的需要，有助于推进化学新课程改革的实施，有助于深化学生对学科特征和本质规律的认识，有助于促进学生的科学素养，有助于促进学生学习方式的转变，有助于促进教师专业的发展。