基于真实问题情境的科学探究

覃稔 许燕红 黄昱璇

摘   要对不同版本教材中“燃烧的条件”的实验体系及其功能价值进行分析，在充分考虑学科知识的需要、与实际生活的关联度以及学生的接受程度等因素的基础上，为了使教学内容具有一定的层次性、连续性和深广度，将教学过程分为感性认识阶段、理性认识阶段以及实践应用阶段等三个阶段。明确不同阶段的学习或探究目标，选择恰当的实验体系进行探究。

关键词初中化学  真实问题情境  科学探究  燃烧的条件实验体系 教学设计

一、研究背景

初中生以经验型的逻辑思维为主，他们往往从已有的生活经验出发，借助生动直观的形象对概念和结论进行理解。因此，《义务教育化学课程标准（2011年版）》（以下简称《课标》）提出要“贴近学生的生活，联系社会实际”[1]，创设真实的、有意义的、能引发学生兴趣的学习情境。在化学知识内容的选择上，提出要综合考虑学科知识的需要、与实际生活的关联度以及学生的接受程度等因素。因此，教学中要权衡三者之间的关系，使得教学内容既体现层次性和连续性，又具有一定的深广度，让学生对事物的认识从感性认识变成理性认识，实现螺旋式上升，为学生的未来生活提供必要的生存和发展基本技能。

为了进一步认识“贴近学生的生活，联系社会实际”的具体要求，我们以《课标》为文本，利用Microsoft Word中的查找与替换功能对关键词“生活”进行检索，再对检索结果进行整理与归纳，发现其在《课标》中主要体现在三个方面：第一，在相关素材的选取上要注重贴近学生日常生活，让学生了解化学与生活之间的密切关系;第二，化学知识内容应体现实践性和探究性，结合学生实际生活和生产经验进行科学探究，认识事物的本质;第三，注重培养学生从化学视角重新审视生活中的现象，进而对事物形成新的认识，运用相关的化学知识解释日常生活和生产中的一些现象，认识不同物质在实际生活中的重要性及其影响。从以上可以看出，《课标》倡导从生活中的现象发现问题，并对相关问题进行探究，进而认识事物的本质特征，并将其用于指导我们的日常生活。

物质的燃烧是一个与生活、生产联系紧密的化学反应过程，通过观察与思考生活中的燃烧现象，得出物质燃烧时所应具备的条件，并对燃烧条件之间的关系进行探究，有利于发展学生的科学探究能力，认识燃烧的本质特征，感受理论知识在生活中的指导作用。因此，本文以初中化学“燃烧的条件”为例，对不同版本教材中实验体系的选择及其功能价值进行分析，并在此基础上改进教学。

二、不同版本教材中的“燃烧的条件”实验体系的选择及其功能价值分析

化学实验作为科学探究的一种有效途径，是学生认识化学及其变化规律的科学方法。化学实验体系主要包含三个要素：实验对象的物质体系、适当的仪器装置和必要的安全措施以及合理的实验步骤和规范的操作技术[2]。利用实验进行教学时，选择怎样的实验体系是由探究的目标决定的，选定实验体系后，仪器装置以及实验步骤也就基本上确定了。化学实验体系的选择在培养学生的科学探究精神中具有重要作用，然而在当前的化学实验教学中，我们却将关注点主要放在了对仪器装置的认识以及基本实验操作的训练上，较少关注化学实验体系的选择及其功能价值，因而不利于学生实验能力的全面发展。

1.不同版本教材中的“燃烧的条件”实验体系的选择

人教版、粤教版以及沪教版中“燃烧的条件”的实验体系，如表1所示[3-5]。从表1可以看出，不同版本教材所选择的实验体系有所不同，其最大区别在于得出物质燃烧的三个必备条件的方式不同。人教版是通过教师演示白磷和红磷的三组对比实验得出燃烧的三个条件;粤教版则是通过学生实验探究燃烧所需要具备的条件;沪教版是通过对日常生活中的燃烧现象进行交流与讨论，总结归纳出物质燃烧需要满足的三个条件。在学生实验部分，不同版本教材所选择的实验体系大同小异，均是选择日常生活中学生所熟悉的事物。

2.“燃烧的条件”实验体系的功能价值分析

在演示实验部分，人教版选择不同条件下白磷和红磷的对比实验，该实验装置简洁、实验现象明显，较好地体现了控制实验条件的思想。然而白磷和红磷与学生的日常生活联系不怎么紧密，与学生熟悉的燃烧现象显得有些不匹配。因而，将该演示实验作为学生初步认识物质燃烧的条件显得有些突兀，不太符合学生的认知发展。在学生实验部分，人教版和沪教版的学生实验均是在认识燃烧的三个必备条件后再进行探究的，其目的是为了让学生体验实验探究的过程，进一步加深对燃烧条件的认识。学生实验部分所选取的实验对象均为学生所熟悉的事物，在学生已经知道燃烧条件后再进行学生实验，与新课讲授内容重复，并不能有效激发学生的探究兴趣;实验对象的物质体系过于繁杂，实验内容不连续，对学生探究燃烧的条件造成了一定的干扰，这两者均弱化了实验的探究功能，也缺乏实践的效果。此外，有些实验是否有必要让学生探究也是值得考究的，如分别将蜡烛和石块进行加热，探究其是否能够燃烧。可见，如果不能权衡学科知识的需要、与实际生活的关联度以及学生的接受程度这三者的关系，就无法选择恰当的实验体系，也就很难发挥不同实验体系的功能价值。因此，想要发挥不同实验体系的作用，在进行“燃烧的条件”教学时，就应该明确学习或者探究的目标，并在此基礎上选择合适的实验体系。

三、教学建议

“燃烧的条件”作为初中学生必须要完成的八大基础化学实验之一，《课标》在课程内容中建议通过燃烧条件的实验探究认识物质燃烧的三个条件，在教学建议中提到可设计三组探究实验，从物质燃烧条件的三个方面——可燃性、氧气（或空气）、着火点引导学生进行探究。此外，还可以在查阅资料的基础上经过分析和讨论，再归纳出物质燃烧的三个条件。由此可以看出，探究活动存在多种形式，应该根据学生的已有认知、学习内容和目标来决定选用哪种形式。值得一提的是，《课标》在教材编写建议中提到：“为了培养学生的创新精神和实践能力，除了化学实验外，教材还应结合具体学习内容，设计既开放又具实效的、形式多样的学生活动，如交流、讨论和调查等”。

为了使教学内容具有一定的层次性、连续性和深广度，在充分考虑学科知识的需要、与实际生活的关联度以及学生的接受程度等因素的基础上，将“燃烧的条件”教学过程分为三个阶段。第一阶段，感性认识阶段。基于学生的已有认知，重现生活中有关物质燃烧的一些情境，在充分交流与讨论的基础上，让学生思考可能影响物质燃烧的条件（因素）有哪些。第二阶段，理性认识阶段。利用人教版中的白磷和红磷的对比实验，探究燃烧的三个条件之间的关系，让学生认识到物质必须同时具备三个条件燃烧才能发生。第三阶段，实践应用阶段。学生分组实验，根据所给材料选择合适的材料加热半烧杯的水。在实践的过程中提升学生对物质燃烧的认识和综合实践能力。其中，第一、二阶段为新课讲授（1课时），第三阶段为学生实验（1课时），具体的教学设计见表2。

四、教学反思

表2所示的课例以真实问题情境中的科学探究为背景，在综合考虑学科知识的需要、与实际生活的关联度以及学生的接受程度等因素的基础上，将日常生活、化学实验以及学生实践串联起来，逐步引导学生通过观察、反思以及实践，认识化学与生活的联系，将学生对物质燃烧的认识由感性认识提升到理性认识的层面，并指导生活实践。既强化了学生体验科学探究的过程，增进学生对学习内容的理解，又培养了学生将理论运用于指导实践的能力。教学实践表明，创设与生活联系紧密的学习情境，既有利于提高学生学习的参与度，又有利于增进学生对学习内容的理解。值得一提的是，学生对实践应用阶段的活动方案表现出较为强烈的兴趣，虽然这个过程可能会出现一些小问题，但或许正是因为这些“意外”才显得有趣。只要教师处理得当，这些问题都会在反思环节起到意想不到的效果。此外，该实践活动也为本章余下内容的学习提供了很好的体验基础。

教学过程中需要注意以下几个问题：第一，感性认识阶段，要突出联系学生的实际生活，采用循序渐进的策略让学生逐步认识影响物质燃烧的因素。第二，理性认识阶段，要引导学生对比不同情况下物质所具备的燃烧条件上的异同点，培养控制试验条件的意识，引导学生发现物质燃烧的三个条件之间的关系。第三，实践应用阶段，实际应用的开放性有些大，没有具体的活动方案，具有一定的实际应用的挑战性，故而一定要强调实验安全以及同学间的相互学习，不然可能会出现较为混乱的局面，导致有些小组无法顺利完成任务。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.義务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2] 宋心琦.化学实验教学问题[J].中学化学教学参考，2011（11）.

[3] 王晶，郑长龙.义务教育教科书：化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[4] 江琳才.义务教育教科书：化学（九年级上册）[M].北京：科学出版社;广州：广东教育出版社，2012.

[5] 王祖浩，王磊.义务教育教科书：化学（九年级上册）[M].上海：上海教育出版社，2012.

[作者：覃稔（1992-），男，广西来宾人，广西师范大学化学与药学学院在读硕士研究生;许燕红（1969-），女，广西平南人，广西师范大学化学与药学学院教授，硕士生导师;黄昱璇（1994-），女，安徽合肥人，广西师范大学化学与药学学院在读硕士研究生。]

【责任编辑   郭振玲】