简谈探究用探究性不足点燃学生思维火花

一、 理论依据及研究的相关背景

教育心理学研究表明，要保护和发展学生的创造力，首先要保护和发展学生的问题意识，进行问题性教学。问题意识、问题能力可以说是创新意识、创新能力的基础。所以，我们理应追求以问题为纽带的教学，让学生带着问题走进教室，带着更多的问题走出教室。在新课程理念的熏陶下，广大教师已越来越注重在教学过程中培养学生的问题意识和探究学习能力。显然，作为一门以实验为基础的自然科学，化学教学对培养学生的问题意识和提升学生的探究学习品质具有得天独厚的优势，并且为之提供了广阔的平台和十分丰富的课程资源。
基于上述思考，笔者进行了长达三年的《探究性问题教学法在高中化学新课程中的应用研究》课题研究，力求在一种既轻松和谐又充满挑战的认知情景中促进学生对知识的主动建构，提升学生的科学素养，并培养学生的创新精神，提高学生的实践能力。本文是笔者探究性问题教学法在高中化学“钠”一节教学中的应用尝试。

二、 探究性问题组的设计及思考

金属钠是一种重要的活泼金属，也是学生升入高中后，在学习了典型的非金属元素——“卤素”后，继续认识典型的金属元素，这不仅为学生学习《化学2》中元素周期律和周期表的知识奠定了一定的基础，也使学生充分感受到化学物质的丰富多彩性。通过对“钠”的学习，不仅可以帮助学生掌握钠的特性和了解有关金属的一些通性，更有助于学生初步理解研究金属元素的一般方法。在新课程苏教版“钠”这节课的教学设计过程中，笔者试图以精心设置的四个探究性问题组为线索，以此引领学生通过合作学习，自主地探究钠的理、化性质，收到了十分理想的效果。
[探究性问题组Ⅰ]

1. 请同学们仔细观察课桌上盛有钠的小广口瓶，你能发现什么？你能提出什么问题？

2. 用滤纸吸干钠表面的液体，再用小刀将其切开，仔细观察切面的颜色和光泽，最后将钠暴露在空气中，继续观察钠切面颜色、光泽的变化。
[思考]

1. 为什么金属钠要保源于：论文www.618jyw.com

存在某种液体中？而这种液体又是什么呢？课堂气氛顿时活跃起来，同学们纷纷猜测，有同学说：钠暴露在空气中会变质，故必须保存在某种液体中……于是笔者请同学们打开试剂瓶塞，让同学闻一闻液体的气味，大家异口同声说出了“煤油”。笔者又请同学们用镊子取出钠，用滤纸吸干其表面的煤油，再用小刀切开，学生很快发现了钠的一些物理性质，如质地柔软、有美丽的金属光泽、密度大于煤油等等。还有许多同学发现，钠被切开后会很快失去金属光泽并迅速变暗，钠的表面生成白色的固体。认知弹性理论也认为，在真实情景中解决问题的学习是一种“高级学习”，它要求学习者具有更高的思维深度、力度和容量。化学实验不仅可以创设鲜活逼真的认知情境，而且还能设置课堂教学的兴奋点，更能有效地激发学生的学习动机，大大提高学生的学习兴趣，课堂教学的效率将得到有效的保证。
2. 将教学目标转化为清晰明确、具体化的探究性问题，是达成教学目标最重要的手段之一，在教学过程的导入阶段，用问题激活并启动学生的思维，激发学生探求新知的内驱力，教学再也不是教师单纯传递知识，而是学生自己发现并解决问题，变成学生自主地探究学习。因此，学生掌握的知识也是牢固的、本质性的和具有生成力的知识，因为通过新、旧知识的相互作用，学生利用已有知识顺利地同化了新知，建构了新的认知结构，其学习能力、创新性的思维品质得到了有力的锻炼。
[探究性问题组Ⅱ]

1. 画出钠的原子结构示意图，预测它在化学反应中应该体现出什么性质？

2. 为什么钠切开后其表面银白色会迅速变暗？钠可能与空气中的什么物质发生了反应？

3. 将硬质玻璃管水平固定于铁架台上，并将绿豆大的一小块钠置于硬质玻璃管内靠近管口的一端，用酒精灯对准钠加热，待钠开始燃烧时撤去酒精灯。
[思考]
1. 笔者充分利用学生已经掌握的原子结构的知识，将钠的金属活泼性与其原子最外层电子排布紧紧联系起来，当学生写出反应方程式：4Na+O2= 2Na2O后，笔者请学生标出电子转移的方向和数目，并提问：“为什么钠在常温下就容易失电子？它表现出什么性质？”再一次运用“发现法”的学习原理，使学生自主地发现钠的金属活泼性是由其原子结构所决定的，旨在让学生深刻领悟“物质的结构决定物质的性质”这一观点。并为学生迁移活用知识解决下列问题提供了范型，使教学资源得到有效和动态的生成。
2e-
（1）2Na+Cl2=2NaCl（由学生自行完成实验）
2e-
（2）2Na+S=Na2S（板演）
2. 通过相互启发和补充，学生口答出钠在空气中燃烧前后的现象：钠稍受热便熔化成闪亮的小球，燃烧的火焰呈，无火星四射现象，产物为淡固体。钠在空气中燃烧，对学生来讲是一个并不陌生的实验情景，但是本实验的内涵还是十分丰富的：
（1）钠稍加热便熔化，证明其熔点较低。
（2）火焰呈，而黄光射程远，可透过迷雾，故高压钠光灯可作航海指示灯。
（3）Na2O2是淡固体，很美！如果在新制的Na2O2上加少量水，反应剧烈甚至伴有火星，滴加酚酞后，溶液先变成鲜艳的红色，振荡后又立即褪为无色。这些现象令学生很惊奇！学生也再一次感受到化学的美，化学的奇妙和变幻无穷！
（4）常温下生成氧化钠，加热却生成Na2O2，条件不同产物不同，使学生初步了解控制条件对化学反应的重要意义，这应该是化学素质的培养，也理应是科学素养的提升。
[探究性问题组Ⅲ]
1. 钠与O

2、Cl2等非金属的反应能证明钠是强还原剂吗？

2.将绿豆大的一小块钠投入滴有两滴酚酞的水中，观察到的现象能证明钠有哪些性质？根据上述现象写出钠与水反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。[思考]

1. 学生齐声回答：不源于：论文摘要怎么写www.618jyw.com

能！因为O2和Cl2本身是强氧化剂，要证明钠具有强还原性，必须寻找一种弱氧化剂，通过教师的启发和学生的讨论和思考，大家一致认为选择水作为弱氧化剂比较恰当。
2. 奥苏贝尔指出：学习是旧知识对新知识的一种“同化”甚至更深刻的“顺应”作用，要顺利完成对“钠具有强还原性”知识的意义构建，教师一定要有意识地将前面所学的氧化还原的有关概念和知识渗透到对钠的性质的探究过程中，激发学生的认知冲突，使学生的认知快速进入“最近发展区”，并由此引发了对钠与水反应的深入探究。同学们开始时凝神屏气，紧接着便欢呼雀跃，最后掌声如潮，课堂教学因此而达到了。同学们争先恐后，踊跃发言，通过相互启发，学生用言简意赅的5个字归纳出本实验的主要现象，这既体现了学生思维的严密性，又体现了学生思维的灵动。
（1）浮：钠浮在水面上，证明ρ（Na）ρ（Na）=0.97g·cm-3 >ρ（煤油）=0.8g·cm-3 。
（2）游：钠在水面上作不规则游动，证明有气体生成。
（3）熔：熔成闪亮的小球，说明此反应是放热反应，且钠的熔点较低。
（4）响：发出嘶嘶的响声，偶尔有火星，可看出此反应很剧烈，生成的气体能燃烧。
（5）红：产物能使酚酞变红，显然有碱生成。
3. 这里是实施探究教学重要的切入点。教师要充分利用实验过程中的现象，帮助学生透过现象抓住本质，并紧紧围绕氧化还原反应中电子得失守恒，不失时机地渗透守恒的学科思想，最终由学生自主地得出钠与水反应的化学方程式。其思维过程大致如下：首先由元素守恒及产物能使酚酞变红可推出NaOH，再由Na → NaOH，钠元素化合价升高，分析H2O分子中，氧为-2价，氢为+1价，只有氢元素化合价会降低，得出另一种产物一定是H2。在这里，教师应启发学生以氧化还原反应的概念为抓手，并以此来启动和激活学生的思维，这一过程充分培养了学生的逻辑思维及灵活、敏锐地迁移知识的能力。
4. 显然，这些知识并不是教师直接告诉学生的，更不是教师生硬地填塞到学生的大脑中去的，而是学生亲身感受并主动探究而获取的。现代教育思想认为：教学不应是单纯地传授知识，探索知识的过程及其方法比获得知识本身更重要。行为主义心理学家皮亚杰指出，学生的学习是一个主动的过程，教师应采取“让学生通过自我发现的方法来进行教学”。美国著名认知心理学家布鲁纳主张，教学过程中教师要向学生提供一定的材料，指导学生通过积极的思维亲自探索和研究问题，使自己成为探索者和发现者。
[探究性问题组Ⅳ]

1. 请同学回忆金属活动性顺序表，思考Na能否从CuSO4溶液中置换出Cu呢？

2. 取绿豆大的一小块钠投入1mol/L CuSO4溶液中，并盖上玻璃片（安全教育）。
3. 在一支试管中加入1mol/L CuSO4溶液约1mL，再加入黄豆大的一小块钠，最后向试管中加入过量HCl。发现试管底部有少量不溶性的红色固体，写出生成这一红色固体的化学方程式。
[思考]
1. 将钠投入CuSO4溶液中，对学生来讲是一个既似曾相识又充满矛盾的实验情景！同学通过实物投影观察到几个“十分反常”的实验现象：首先大大出乎学生预料的是，烧杯中没有生成红色的固体Cu，而是生成蓝色絮状沉淀，蓝色絮状沉淀中还夹杂有黑色固体，尤其是钠在游动过程中被烧杯内壁粘连而突然停住时，此处迅速变黑。笔者要求学生2～4人成立学习小组协同研究，让学生带着这些悬念主动地、饶有兴趣地去探究、思索。笔者的教学意图是：防止学生死记硬背金属活动性顺序表，消除记忆定势而造成知识的负迁移，并培养学生思维的灵活性。对Cu（OH）2中所含CuO杂质的分析：钠在游动过程中被烧杯内壁粘连，导致反应放出的热量不易散失，Cu（OH）2受热分解，由此可培养学生思维的深刻性，使知识内化为学生的素质。
2. 利用实验创设如此大的教学悬念，能激发学生空前的探究学习热情，通过由此及彼相互关联的探究思维，在提出问题、分析问题、解决问题的“波浪式”前进中，培养了学生勇于探索的精神，学生的认知结构发生了从极其兴奋的不平衡到知识有序的一次质的飞跃。
3. 在问题3中，学生居然清晰地观察到有红色的固体Cu生成！这真可谓是一石激起千层浪，这一富有戏剧性而且是极富挑战性的现象一经学生捕捉到，同学们即刻兴奋异常，潜伏的创新潜能跃跃欲试，思维猛烈共振，并突跃到一种极不平衡的“耗散结构”，对知识和技能产生一种极为强烈的“内摄效应”，通过问题的探究和最终解决，思维完成了一次又一次从“平衡”到“极不平衡”的质的飞跃，学生的大脑中的认知结构发生了一次又一次“自组织”的重新构建，学生的智能和创新能力也必然得到同步增长。
总之，现在正处于知识经济时代，知识经济说明知识将成为经济增长的动力，因此这种知识必定是活的知识，是创新的知识，掌握这种创新的知识就需要教师在教学过程中，激活学生的内驱力，培养学生的问题意识。没有疑问何来探究？没有探究又何来创新？让我们在化学教学过程中大力培养学生的探究学习品质和能力，最终培养出一批具有创新精神和创新能力的高素质人才。[□][]
参考文献：
徐敏，莫明远. 优化烃的衍生物教学的几点思考[J].中学化学教学参考，2002（12）：11-14.