黃方亮

科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征，是科學(xué)課程的重要內(nèi)容。各種版本的初中科學(xué)教材都有探究活動設(shè)計，可這些活動往往受課程內(nèi)容的限制顯得有些單調(diào)，有些探究活動也并不是學(xué)生真正想要的探究。教師如果僅局限于教材的上幾個探究活動，對全面提高每一個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的要求來說是遠遠不夠的。

科學(xué)課程通過探究活動的呈現(xiàn)，意在發(fā)展學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究習(xí)慣。要想真正提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，得從學(xué)生熟悉的和感興趣的事物出發(fā)，所以要聯(lián)系生活實際，大力開發(fā)適合學(xué)生實際的探究性學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生真正展開自主探究活動。以下結(jié)合自身的教學(xué)實踐對此談幾點粗淺的看法。

一、關(guān)注實驗活動，從細節(jié)中尋繹資源

科學(xué)實驗活動是課堂教學(xué)的補充和延續(xù)，是科學(xué)教學(xué)中不可忽視的環(huán)節(jié)?？茖W(xué)教師不能為了實驗而實驗，更不能讓實驗走過場。教師應(yīng)多關(guān)注實驗活動中出現(xiàn)的小問題、小插曲甚至小失敗，并從這些細節(jié)中抽引探究性資源，去推求新知。

如在進行“探究稀鹽酸與金屬氧化物（氧化銅）反應(yīng)”的學(xué)生分組實驗教學(xué)時，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實驗報告中有兩種不同的結(jié)果，一種是“黑色粉末消失，溶液變成藍色”，另一種是“黑色粉末消失，溶液變成綠色”。為什么氯化銅溶液會出現(xiàn)這兩種完全不同的顏色呢？這一現(xiàn)象激起了筆者探究氯化銅溶液顏色的興趣。依據(jù)學(xué)生實驗中涉及藥品的量及實驗時加熱溫度會有所不同，于是從氯化銅溶液濃度和溫度兩個方面進行了探究，并從Cu2+配位絡(luò)離子角度進行微觀分析，最終得出：“氯化銅溶液的顏色既跟氯化銅溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)有關(guān)，也跟氯化銅溶液的溫度有關(guān)；濃CuCl2溶液呈綠色，稀CuCl2溶液呈藍色，藍色的稀CuCl2溶液，當(dāng)溫度升高時溶液將由藍色變成綠色?！焙髞恚P者將研究成果寫成《氯化銅溶液顏色的探究》一文，發(fā)表在《教學(xué)儀器與實驗》（2011年第7期）上。隨后，筆者將研究過程與學(xué)生一同分享，在課堂中讓學(xué)生再次進行體驗性探究。部分實驗報告如下：

實驗?zāi)康模禾骄柯然~溶液顏色。

猜想一：氯化銅溶液的顏色跟溶液濃度有關(guān)。

猜想二：氯化銅溶液的顏色跟溶液溫度有關(guān)。

【實驗一】配制不同濃度的氯化銅溶液，觀察記錄溶液顏色情況。

實驗器材：略。

實驗過程：略

實驗記錄：氯化銅溶液顏色與溶液濃度的關(guān)系如表1所示。

表1

【實驗二】升高CuCl2溶液溫度，觀察記錄溶液顏色情況。

實驗器材：略。

實驗過程：略。

實驗記錄：氯化銅溶液顏色與溫度的關(guān)系如表2所示。

表2

實驗結(jié)論： 。

上述研究源于學(xué)生實驗的兩種不同結(jié)果，較能激起學(xué)生的探究興趣。筆者通過展示自身的探究成果，向?qū)W生傳遞了科學(xué)探究精神。在讓學(xué)生體驗探究的過程中，不僅拉近了師生的距離，而且進一步鍛煉了學(xué)生的探究技能，更讓學(xué)生體會到科學(xué)家似的探究并不遙遠。這樣的教學(xué)，學(xué)生的受益必將是可持續(xù)的，這才是真探究。

二、關(guān)心學(xué)生課余，從學(xué)生中尋捉資源

科學(xué)探究始于問題，如何提出適合學(xué)生探究的問題？對此，教師不妨多親近學(xué)生，走進學(xué)生的課余生活，及時捕捉學(xué)生的新奇發(fā)現(xiàn)與問題。因為學(xué)生在生活中產(chǎn)生的問題才是他們自己的真問題，才能激起真探究。

如在一次課外活動時，有幾個學(xué)生在校園的灌木叢中發(fā)現(xiàn)了許多像“蛋蛋”一樣的東西，這是什么呢？學(xué)生們拿著“蛋蛋”興奮地跑過來問筆者?？赡苁区B蛋！可能是動物的糞便！可能是……學(xué)生議論紛紛。這對筆者來說是一次很好的實施探究教學(xué)的機會，因為學(xué)生不久前剛學(xué)習(xí)了“科學(xué)探究”。于是筆者借機引導(dǎo)學(xué)生對此展開探究：“把蛋剝開看看，如果是鳥蛋里面應(yīng)該是液體，如果是動物的糞便里面應(yīng)該是固體?！庇谑?，學(xué)生找來一把鑷子小心地把蛋剝開：里面是條黃綠色蟲子，用鑷子戳一下還會動！這蟲子像一種毛毛蟲，但又不像毛毛蟲那樣周身是毛。這是什么動物？可以通過什么方法來了解呢？于是，筆者與學(xué)生一起，通過搜索網(wǎng)絡(luò)，翻看有關(guān)書籍，查閱檢索表，最終確定這“蛋蛋”是青刺蛾的蛹。

這樣，在獲取事實與證據(jù)的過程中，學(xué)生自然認識了青刺蛾的生活史：青刺蛾在發(fā)育過程中要經(jīng)歷受精卵、幼蟲、蛹、成蟲四個時期。此外，學(xué)生還進一步了解到：像青刺蛾這樣，幼蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能與成蟲顯著不同的發(fā)育過程叫作完全變態(tài)發(fā)育。在筆者的引導(dǎo)下，學(xué)生還列舉出了發(fā)育過程與之相似的昆蟲如蚊、蠅、菜粉蝶、蜜蜂、家蠶等。

在整個探究過程中，學(xué)生是帶著疑問和興奮的心態(tài)進行的，因為這是來源于學(xué)生自己的探究材料，問題是發(fā)自學(xué)生內(nèi)心的。通過探究，學(xué)生了解了科學(xué)研究的重要方法是觀察與實驗，提高了運用網(wǎng)絡(luò)搜索新知的能力，嘗試了使用檢索表查找檢索的方法，當(dāng)然也加強了與同學(xué)、老師的交流與合作，進一步感受了科學(xué)探究的過程。與此同時，學(xué)生自然而然地提前學(xué)習(xí)了下個學(xué)期要學(xué)的完全變態(tài)發(fā)育知識。這種學(xué)習(xí)不是教師硬塞的，而是學(xué)生在積極主動地探求真知的過程中自主學(xué)會的。

三、留心衣食住行，從生活中覓取資源

科學(xué)源于生活，生活之中處處有科學(xué)。教師應(yīng)深入了解日常生活和生產(chǎn)實踐中的科學(xué)現(xiàn)象，學(xué)會運用科學(xué)知識解決生活實際中的問題和解釋生活中的現(xiàn)象。只要用心觀察、善于發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究的“面包”總會有的。

如學(xué)校的早餐經(jīng)常會提供面包，有一次學(xué)校提供了一種“充氮面包”?？雌饋砉墓牡拇?，里面的氣體真的是氮氣嗎？對此，筆者不免產(chǎn)生了探究的興趣。因為當(dāng)時學(xué)生正好學(xué)習(xí)了“空氣與氧氣”一節(jié)內(nèi)容，教材對氮氣用途有所介紹，但沒有涉及氮氣的化學(xué)性質(zhì)。筆者覺得可以借此進行拓展探究，于是將“充氮面包”帶進課堂，與學(xué)生一道重點對如何收集袋內(nèi)氣體進行了討論，并對如何檢驗氮氣進行了拓展學(xué)習(xí)。此后，筆者還將這一探究過程設(shè)計成探究性習(xí)題以方便今后的教學(xué)。習(xí)題設(shè)計如下：

小明早餐吃面包時，發(fā)現(xiàn)鼓起的包裝袋上寫有“充氮面包”字樣，善于質(zhì)疑的他心想：“包裝袋內(nèi)的氣體真的是氮氣嗎？”對此他進行了以下探究：

（1）小明用如圖1所示方法收集了一瓶袋內(nèi)氣體，然后用燃著的小木條伸入集氣瓶中發(fā)現(xiàn)小木條立即熄滅了，于是他得出結(jié)論：袋內(nèi)氣體是二氧化碳。

這個結(jié)論可靠嗎？說說你的理由： 。

（2）老師對小明的結(jié)論也給予了否定，并提示只要將上圖裝置中的液體稍作改動，若收集的氣體還能使燃著的小木條熄滅，這樣得出的結(jié)論就更可靠。

你認為老師的提示應(yīng)該是 。

（3）小明通過查閱資料得知：氮氣是一種化學(xué)性質(zhì)極不活潑的氣體，若要檢驗它可以采用如圖2所示的方法。

若收集的氣體是氮氣，則第二步中鎂帶能在氮氣中劇烈燃燒并生成淡黃色固體Mg3N2，第三步中往淡黃色固體中加入少量水，將有白色沉淀Mg（OH）2生成，并產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣（NH3），該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。

Mg3N2中N的化合價為 價。

請寫出第三步實驗中生成氨氣的化學(xué)方程式： 。

如何將袋中的氣體收集到集氣瓶中？這對剛學(xué)了“空氣與氧氣”一節(jié)內(nèi)容的學(xué)生來說，很難快速將課本中所學(xué)的知識與具體應(yīng)用實例聯(lián)系起來。學(xué)生的討論結(jié)果不一。在筆者的指點下，學(xué)生進一步學(xué)習(xí)了排水集氣法與排空氣法的異同，在具體實例中深化了所學(xué)的知識。氮氣的性質(zhì)比較穩(wěn)定，也不支持燃燒，但學(xué)生往往習(xí)慣性地認為只有二氧化碳不支持燃燒。在此要排除二氧化碳的干擾，就得增加二氧化碳的檢驗一項。探究內(nèi)容看似高于課本，其實源于課本。第三小題是對氮氣檢驗的拓展延伸，通過信息的給予，提高了學(xué)生獲取新知、遷移知識的能力。

四、留意課外實踐，從實踐中覓索資源

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標準（2011年版）》指出：“科學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)是開放的，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)僅僅依靠課堂教學(xué)是不夠的。課外活動是課堂教學(xué)在時間和空間上的延伸。”

筆者有一次帶領(lǐng)學(xué)生參觀西溪鎮(zhèn)寨口蜜梨基地，無意中發(fā)現(xiàn)了梨樹枝條上有一種特殊的枝瘤（如圖3所示）。據(jù)調(diào)查，這是當(dāng)?shù)毓r(nóng)在給果樹整形時，用細繩子綁在梨樹枝條上的，目的是使樹枝向四周伸展開，由于繩子打的是死結(jié)，當(dāng)樹枝增粗后，樹枝受繩子的束縛作用就在固定處形成了這些瘤狀物。這梨樹上的瘤狀物怎么跟浙教版《科學(xué)》（八年級下冊）描述的枝瘤（如圖4所示）不一樣呢？兩者的主要差別為：前者是傷口兩側(cè)都有膨大瘤狀物，而后者只是傷口上方出現(xiàn)瘤狀物。教材對枝瘤成因的解釋為：“剝?nèi)ヒ蝗淦ひ院?，由于葉制造的有機物向下運輸?shù)耐ǖ辣磺袛嗔?，有機物就積存在傷口的上方，傷口上方部位的細胞分裂和生長都加快，樹皮就膨大起來，于是形成了瘤狀物?？梢娙~制造的有機物，是通過篩管向下運輸?shù)摹！碑?dāng)所見所聞與課本上的知識不一致時，學(xué)生不免對有機物在篩管中的運輸方向產(chǎn)生了懷疑，從而激起了濃厚的探究興趣。于是，筆者帶領(lǐng)學(xué)生一起進行梨樹枝瘤橫向切片取樣顯微鏡觀察，枝瘤去樹皮縱切分析，并專門對校園內(nèi)的××植物進行了樹皮環(huán)剝研究。活動方案如下：

選擇一株長勢良好的××植物，取一枝條進行環(huán)剝處理。用解剖刀在枝條上剝除約1cm寬的一圈樹皮，露出木質(zhì)部，不間斷進行觀察，情況記錄如表3所示。

表3

1年后，將此枝條剪下，剝?nèi)淦とサ袅鰻钗?，進行縱切觀察。具體如圖5所示。

與此同時，筆者通過查閱潘瑞熾等所著的《植物生理學(xué)》后得出：有機物在韌皮部的篩管中并非只是由上而下輸送，而是上下雙向通行的；枝瘤中的膨大部分主要是木質(zhì)部，它是植物體受擠壓、束縛、創(chuàng)傷、有機物等外界刺激下形成的一種愈傷組織。

從發(fā)現(xiàn)枝瘤與課本知識的沖突，到后續(xù)的一系列探究，學(xué)生始終是帶著質(zhì)疑進行的。教師要鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑，質(zhì)疑就是創(chuàng)新意識的種子，所以應(yīng)該為這顆種子“澆澆水，施施肥”，使它盡快發(fā)芽。這一探究，不僅發(fā)展了學(xué)生的實驗技能，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識，提高了他們的實踐能力。

課堂內(nèi)外有著豐富的科學(xué)教育資源。教師要善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)，留心身邊事，留意身邊物，尋覓適合學(xué)生實際的探究性資源，補充和延續(xù)課堂上的探究性學(xué)習(xí)活動，從而增進學(xué)生的科學(xué)探究興趣，促使學(xué)生自主探究，真正提高科學(xué)探究能力。