随着课程改革的推进,科学探究在新教材中的地位和作用越来越重要,它已成为课程目标中的重点目标,是教学活动中重点培养的学生能力之一。笔者在教学实践中对科学探究作了一些研究,其中最具有代表性的是“一朵奇特的花”,现把它呈现给大家,希望能对广大初中化学教师的化学科学实验探究教学有一定的启示。
1. 提出问题
2007年的春季学期刚开学,我们便组织学生进行课堂探究实验。106班的同学们都在实验室里认真地准备自己所需的实验用品,突然,一位同学大叫起来:“老师,我的瓶子开花了!”同学们便大笑起来,老师并没有维持纪律,只是侧身走到该同学的实 验桌旁。果然,该同学的盐酸试剂瓶口出现了一朵漂亮的“白花”(如下图所示),同学们也都随即围了过来,并七嘴八舌地议论着,作为老师的我立即用手机拍摄下照片,引导学生仔细观察,并展开了以“一朵花”为题的科学实验探究。

2.猜想与假设
盛装盐酸的试剂瓶为什么会开花呢?这“花”究竟是什么物质?……。这些都是同学们在议论中提出的问题,老师组织学生进行了猜想和假设,同学们众说纷纭,可归纳为以下几点:
①白花是盐酸中析出白色晶体
②白花是盐酸和试剂瓶的玻璃反应生成新的物质
③白花是挥发到瓶口的盐酸和空气中的某中气体应生成新的物质
④白花是实验桌里其它药品挥发出来与挥发到瓶口的盐酸应生成新的物质
3.制定计划
根据猜想和假设,同学自行组合成四个组,分别对①②③④四个问题进行探究。在教师的引导下,他们各自提出活动的计划和实验方案。通过讨论,对活动计划和实验方案达成以下共识:
3.1查阅盐酸的性质
3.2观察该同学实验桌里的药品与其他同学实验桌里的药品的异同,查找一些初步原因。
3.3查找该同学实验桌里与其他同学实验桌里不同的药品的性质
3.4把寻找到的不同的药品与盐酸直接反应,观察记录现象。
3.5模拟实验桌里的时间和情景进行实验。
4. 表达交流、相关实验与总结
交流表达、相关实验与总结是科学探究的重点环节,也是精彩环节。同学们的表演时常让我们惊叹,不但锻炼了学生的表达能力、操作能力,而且增强了同学之间的协作意识。下面便是同学们的精彩表演:
4.1. 同学们:我们组探究的是“白花是盐酸中析出白色晶体”。首先咱们一起来看下面的实验,这是一个盛有浓盐酸的试剂瓶,我把瓶子打开,同学们会看到什么现象呢?“白色烟雾”。如果这些白色物质在瓶口聚集起来,不就形成“白花”了吗?
按照计划,我们把一瓶盖子不太紧密的浓盐酸单独放在实验桌里,一星期后再进行观察,结果瓶中的盐酸少了,但没有出现“白花”。为什么呢?是时间太短还是其它原因?为此我们查看了摆放较长时间的浓盐酸试剂瓶,同样没有出现“白花”。我们查阅资料得知:盐酸是氯化氢气体的水溶液,具有挥发性,挥发出来的白色物质是气体,不会在瓶口聚集。最后我们组得出的结论是“白花不是盐酸中析出白色晶体”。
4.2. 同学们:我们组探究的是“白花是盐酸和试剂瓶的玻璃反应生成新的物质”。我们查看了实验室所有盛装盐酸的玻璃试剂瓶,结果都没有发现“白花”。最后我们组得出的结论是“白花不是盐酸和试剂瓶的玻璃反应生成新的物质”。
4.3. 同学们:我们组探究的是“白花是挥发到瓶口的盐酸和空气中的某中气体应生成新的物质”。我们的实验和探究过程与第一组的同学的相似。最后我们组得出的结论是“白花是挥发到瓶口的盐酸和空气中的某中气体应生成新的物质”。
4.4. 同学们:我们组探究的是“白花是实验桌里其它药品挥发出来与挥发到瓶口的盐酸应生成新的物质”。首先我们仔细清查所有同学实验桌里的药品,发现该同学的药品比其它同学的多出浓氨水,为此我们认为“白花不是挥发到瓶口的盐酸与挥发到空气中的氨气反应产生的白色固体物质。查阅资料得知:盐酸是氯化氢气体的水溶液,挥发出来的物质是氯化氢气体,而浓氨水挥发出来的氨气。下面咱们一起来看实验,上面的瓶子装有氯化氢气体,下面的瓶子装有氨气,现在我把玻璃片抽掉,同学们会看到什么现象呢?“产生大量的白烟”。如果这些白色物质在瓶口聚集起来,不就形成“白花”了吗?
按照计划,我们把一瓶盖子不太紧密的浓盐酸和一个盛有浓氨水的小烧杯放在一起,并用大烧杯罩住,一星期后再进行观察,结果瓶中的盐酸少了,瓶口有出现“白花”
。最后我们组得出的结论是“白花是实验桌里氨水中挥发出来的氨气与盐酸中挥发到瓶口的氯化氢气体发生化学反应生成的白色固体氯化铵”。
4.5.随着一阵阵热烈的掌声,同学们精彩的表演结束了,老师作了总结:“同学们做得都很好,现在大家知道这‘奇特的白花’是什么吗?它是如何产生的呢?”。同学们响亮整齐的回答证明了探究的效果。“同学们,今后咱们要多做这样的探究,要善于发现身边的问题,积极探究,不但要重视探究的结果,更要重视探究的过程,要加强同学之间交流与协作。谢谢!”。
5. 探究反思与评价
该实验探究活动属于课外探究,成功把握了探究的基本环节、探究的开放性与及化学学科的特点,充分锻炼了学生的观察能力、动手能力、分析能力、表达能力、综合能力等。符合素质教育的要求,不但激发了学生学习化学的积性,而且学会了主动获得知识的方法。
通过本次探究活动,笔者有以下反思:
5.1.只要教师和学生有有探究的意识,落后的农村初级中学也可以克服困难举行课外探究活动。
5.2.课外探究是课程标准的重要组成部分,在教学活动中必须引起高度重视。
5.3.教师要加强学习,充分了解课程改革的动向和学科前沿知识。
5.4.实验室的药品必须规范摆放,否则会因挥发、反应等因素而减少或变质。