探究前置 教材后移

于忠榮+朱永侃

摘要：回避教材，充分利用學(xué)生對未知世界的好奇心與探究欲，以“探究前置，教材后移”方式“探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”，激起學(xué)生積極、主動地參與探究，達(dá)到提升探究能力的目的。

關(guān)鍵詞：探究；空氣；氧氣；體積分?jǐn)?shù)；教學(xué)

文章編號：1008-0546（2014）02-0060-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.023

人教版九年級化學(xué)教材上冊第二單元課題1編排的教學(xué)內(nèi)容是“空氣[1]”，一般第1課時(shí)內(nèi)安排“空氣是由什么組成的”。實(shí)施本部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)，大多數(shù)教師都會選擇“學(xué)生閱讀教材→教師解析史料實(shí)驗(yàn)→學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)→教師解析演示實(shí)驗(yàn)”等流程組織教學(xué)。即，首先學(xué)生課前（或課首）閱讀教材；其次教師在課堂中解析拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象和結(jié)論；再次教師演示實(shí)驗(yàn)2-1，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如產(chǎn)生大量白煙、分析水倒吸入瓶中等于或小于1/5的可能原因等），拋出空氣組成，講授純凈物和混合物概念以及區(qū)分方法，提供練習(xí)題；其間學(xué)生學(xué)習(xí)活動則是聽課、記錄、做練習(xí)等。這種學(xué)生事先知曉學(xué)習(xí)內(nèi)容的課堂，由于沒有濃郁的“探究味”，從而鮮有真正的師生互動、有效的討論與爭辯，學(xué)生思維“鈍化”、學(xué)習(xí)效果低下，課堂缺乏生命活力。為了解決上述問題，有效激起學(xué)生積極、主動參與課堂探究的興趣，我們則是回避教材的干擾或暗示作用，將探索性教學(xué)活動置于學(xué)生閱讀教材之前；探究學(xué)習(xí)結(jié)束（或課后），再來引導(dǎo)學(xué)生與教材“對話”、溫故學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)他們進(jìn)行認(rèn)知完善與內(nèi)化。這樣的“探究前置，教材后移”教學(xué)方式，能充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性作用、突出“學(xué)生總是學(xué)習(xí)的主體”，可以促成學(xué)生從“盲從”走向“探索”，從而利于他們更為持久地保持知識、經(jīng)驗(yàn)，更有利于他們掌握科學(xué)探究的方法和發(fā)展觀察、分析、推理等探究能力。筆者現(xiàn)將“空氣（第1課時(shí)）”教學(xué)實(shí)踐的具體過程呈現(xiàn)如下。

一、教學(xué)過程

1. 課堂引入

[教師投影]（如圖1）。

[教師提問]什么物質(zhì)“過江千尺浪，入竹萬竿斜”？

設(shè)計(jì)意圖：借詩句開門見山切入主題，引起學(xué)生對空氣的關(guān)注。

2. 初識空氣

[教師提問]我們身邊還有哪些現(xiàn)象可以說明空氣真實(shí)存在？空氣是單一物質(zhì)組成的嗎？（請舉例說明）生活中，你嘗試了哪些“捕獲”空氣的方法？

設(shè)計(jì)意圖：考查學(xué)生的已有知識、經(jīng)驗(yàn)與技能。

3. 拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象和結(jié)論

[教學(xué)過渡]誰讓我們知道了“空氣不是由單一物質(zhì)組成的”？

[教師投影]200多年前，法國科學(xué)家拉瓦錫用定量試驗(yàn)的方法測定了空氣成分。他把少量汞（Hg，俗稱水銀的一種金屬）放在密閉容器中（如圖2所示）加熱12天，發(fā)現(xiàn)部分汞變成紅色粉末，同時(shí)，空氣體積減少了1/5左右。通過對剩余氣體的研究，他發(fā)現(xiàn)這部分氣體不能供給呼吸，也不助燃，他誤認(rèn)為這全部是氮?dú)?。后來，拉瓦錫又把加熱生成的紅色粉末收集起來，放在另一個(gè)較小的容器中再加強(qiáng)熱，得到汞（Hg）和氧氣（O2），且氧氣體積恰好等于密閉容器中減少的空氣體積。他把得到的氧氣導(dǎo)入前一個(gè)容器，發(fā)現(xiàn)所得氣體與空氣的性質(zhì)完全相同。由此，拉瓦錫得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的，且氧氣占空氣體積1/5的結(jié)論。19世紀(jì)前，人們認(rèn)為空氣中僅有氮?dú)馀c氧氣。再后來，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)空氣中還含有稀有氣體（如，氦、氖、氬、氪、氙等）。目前，人們已能精確測量空氣成分，若按體積計(jì)算，大約其中氮?dú)庹?8%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他氣體和雜質(zhì)占0.03%。

[教師提問]請從定量角度說出空氣的具體組成。

設(shè)計(jì)意圖：考查學(xué)生從文本中提取信息的能力，并加以認(rèn)知。

[教師講述]以空氣、氧氣為例分別講述混合物、純凈物概念。

[教師投影]拉瓦錫給汞加熱12天后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖3所示）。

[組織討論]結(jié)合圖3討論：（1）在拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)中，汞屬于哪類物質(zhì)？氧化汞呢？玻璃鐘罩內(nèi)的剩余氣體呢？（2）該實(shí)驗(yàn)中的主要現(xiàn)象有哪些？⑶玻璃鐘罩內(nèi)液面上升的原因是什么？⑷從反應(yīng)時(shí)間、藥品性質(zhì)與裝置繁簡角度看，該實(shí)驗(yàn)中存在哪些不足之處？

設(shè)計(jì)意圖：借討論⑴幫助學(xué)生學(xué)會給物質(zhì)分類，初步建立混合物和純凈物概念，并學(xué)習(xí)判斷方法；借討論⑵培養(yǎng)學(xué)生從圖片中提取和加工信息的能力；借討論⑶引導(dǎo)學(xué)生將物理和化學(xué)知識結(jié)合起來思考問題，認(rèn)知“發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗了容器內(nèi)空氣中的氧氣，生成了體積極小的固體物質(zhì)（呈紅色），容器內(nèi)外形成了壓強(qiáng)差，引起鐘罩內(nèi)汞的液面上升”，并從中學(xué)會想象；借討論⑷幫助學(xué)生知曉該實(shí)驗(yàn)存在反應(yīng)時(shí)間太長、汞有毒、實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜且曲頸甑不利于氣體流動等缺點(diǎn)，為設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)做好教學(xué)鋪墊”。

4. 用新實(shí)驗(yàn)探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)

（1）選取藥品

[教學(xué)過渡]若在較短時(shí)間內(nèi)探究出空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)，首先需要選好代替汞的藥品。

[教師投影]資料卡片。

[組織討論]資料卡片中哪種藥品可代替汞？請說出不選用其他藥品的理由。

設(shè)計(jì)意圖：通過藥品選取討論活動，特別是說出不選的理由，能幫助學(xué)生深刻理解拉瓦錫實(shí)驗(yàn)中的物理、化學(xué)原理，利于發(fā)展學(xué)生的思維能力。

（2）搭建裝置

[教學(xué)過渡]除以紅磷代替汞之外，我們還需要搭建一套順利消耗氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置。

[展示投影]已經(jīng)備好的儀器（如圖4）。

[組織討論]儀器選取，畫出草圖；儀器組裝、氣密性的檢查方法；描述操作過程并預(yù)測可能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師投影]實(shí)驗(yàn)裝置圖（如圖5）。

設(shè)計(jì)意圖：考慮到學(xué)生目前還是化學(xué)初學(xué)者，不具備任選儀器組裝實(shí)驗(yàn)裝置水平，通過選用給出儀器進(jìn)行裝置組建，適度留給學(xué)生思考空間，利于他們提高實(shí)驗(yàn)與探究技能，又不影響他們的探究興趣。endprint

（3）觀察實(shí)驗(yàn)

[教學(xué)過渡]從同學(xué)們健康和安全著想，下面讓老師利用圖5裝置完成實(shí)驗(yàn)，請認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師演示]完成圖5實(shí)驗(yàn)（用酒精燈點(diǎn)燃紅磷，與課本實(shí)驗(yàn)2-1相同）。

[組織討論]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論；成功完成該實(shí)驗(yàn)，操作上的注意事項(xiàng)；操作不當(dāng)，可能引起的后果。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及依據(jù)現(xiàn)象獲取結(jié)論的能力，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)反思。

5. 總結(jié)評價(jià)

[學(xué)生總結(jié)]通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們從定量角度認(rèn)識了空氣的組成，改進(jìn)了拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)，并成功探究了空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)……。

[評價(jià)]研讀教材，思考下列問題。

問題1：200多年前，拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出了空氣組成，這給我們帶來什么啟示？

問題2：寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式，并說明文字表達(dá)式中各組成部分的涵義。

問題3：課本實(shí)驗(yàn)2-1，除操作不當(dāng)易引起倒吸的水小于1/5之外，還有其他原因嗎？

問題4：請結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)2-1推測氮?dú)饩哂械男再|(zhì)。

問題5：將物質(zhì)分為純凈物和混合物的分類標(biāo)準(zhǔn)是什么？

二、教學(xué)反思

本案是“探究前置，教材后移”課題組的教學(xué)實(shí)踐課，也是一堂富有朝氣的課。本案中安排的學(xué)習(xí)容量適切于學(xué)生，也符合新課標(biāo)的基本要求，是比較科學(xué)合理的。粗看，學(xué)生是在完全未知學(xué)習(xí)內(nèi)容和沒有使用教材的情形下進(jìn)行學(xué)習(xí)的，整個(gè)學(xué)習(xí)過程都是通過師生、生生合作等形式來實(shí)現(xiàn)的，其間有討論、有爭辯、也有贊許。細(xì)看，首先通過相關(guān)問題調(diào)出學(xué)生對空氣組成的已有認(rèn)知，建設(shè)好全面認(rèn)知空氣定量組成的學(xué)習(xí)“支架”，讓學(xué)生從拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成過程的文本中發(fā)現(xiàn)空氣的定量組成，能培養(yǎng)他們提取信息的能力，之后借助解析和討論等活動幫助學(xué)生初步建立了混合物和純凈物概念以及區(qū)別方法；其次通過分析拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象和結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)的不足之處等學(xué)習(xí)活動，誘發(fā)學(xué)生利用拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的基本原理創(chuàng)設(shè)了探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的新實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)了學(xué)生的想象、推理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察等探究能力，增強(qiáng)了探究興趣，提升了思維深廣度（如選取實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，學(xué)生除想到選用酒精燈點(diǎn)燃紅磷之外，還想到選用放大鏡會聚太陽光的點(diǎn)燃方式，難能可貴、令人欣慰?。?。

總體看來，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維打開了、敢于質(zhì)疑了、善于合作了，新實(shí)驗(yàn)成功后，個(gè)個(gè)喜笑顏開。由此可見，“探究前置，教材后移”既關(guān)注了學(xué)習(xí)結(jié)果，更重視了學(xué)習(xí)過程，特別有利于學(xué)生掌握探究的過程與方法和形成探究能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王晶，鄭長龍.義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012

[2] 中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012endprint

（3）觀察實(shí)驗(yàn)

[教學(xué)過渡]從同學(xué)們健康和安全著想，下面讓老師利用圖5裝置完成實(shí)驗(yàn)，請認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師演示]完成圖5實(shí)驗(yàn)（用酒精燈點(diǎn)燃紅磷，與課本實(shí)驗(yàn)2-1相同）。

[組織討論]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論；成功完成該實(shí)驗(yàn)，操作上的注意事項(xiàng)；操作不當(dāng)，可能引起的后果。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及依據(jù)現(xiàn)象獲取結(jié)論的能力，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)反思。

5. 總結(jié)評價(jià)

[學(xué)生總結(jié)]通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們從定量角度認(rèn)識了空氣的組成，改進(jìn)了拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)，并成功探究了空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)……。

[評價(jià)]研讀教材，思考下列問題。

問題1：200多年前，拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出了空氣組成，這給我們帶來什么啟示？

問題2：寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式，并說明文字表達(dá)式中各組成部分的涵義。

問題3：課本實(shí)驗(yàn)2-1，除操作不當(dāng)易引起倒吸的水小于1/5之外，還有其他原因嗎？

問題4：請結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)2-1推測氮?dú)饩哂械男再|(zhì)。

問題5：將物質(zhì)分為純凈物和混合物的分類標(biāo)準(zhǔn)是什么？

二、教學(xué)反思

本案是“探究前置，教材后移”課題組的教學(xué)實(shí)踐課，也是一堂富有朝氣的課。本案中安排的學(xué)習(xí)容量適切于學(xué)生，也符合新課標(biāo)的基本要求，是比較科學(xué)合理的。粗看，學(xué)生是在完全未知學(xué)習(xí)內(nèi)容和沒有使用教材的情形下進(jìn)行學(xué)習(xí)的，整個(gè)學(xué)習(xí)過程都是通過師生、生生合作等形式來實(shí)現(xiàn)的，其間有討論、有爭辯、也有贊許。細(xì)看，首先通過相關(guān)問題調(diào)出學(xué)生對空氣組成的已有認(rèn)知，建設(shè)好全面認(rèn)知空氣定量組成的學(xué)習(xí)“支架”，讓學(xué)生從拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成過程的文本中發(fā)現(xiàn)空氣的定量組成，能培養(yǎng)他們提取信息的能力，之后借助解析和討論等活動幫助學(xué)生初步建立了混合物和純凈物概念以及區(qū)別方法；其次通過分析拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象和結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)的不足之處等學(xué)習(xí)活動，誘發(fā)學(xué)生利用拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的基本原理創(chuàng)設(shè)了探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的新實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)了學(xué)生的想象、推理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察等探究能力，增強(qiáng)了探究興趣，提升了思維深廣度（如選取實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，學(xué)生除想到選用酒精燈點(diǎn)燃紅磷之外，還想到選用放大鏡會聚太陽光的點(diǎn)燃方式，難能可貴、令人欣慰?。?。

總體看來，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維打開了、敢于質(zhì)疑了、善于合作了，新實(shí)驗(yàn)成功后，個(gè)個(gè)喜笑顏開。由此可見，“探究前置，教材后移”既關(guān)注了學(xué)習(xí)結(jié)果，更重視了學(xué)習(xí)過程，特別有利于學(xué)生掌握探究的過程與方法和形成探究能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王晶，鄭長龍.義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012

[2] 中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012endprint

（3）觀察實(shí)驗(yàn)

[教學(xué)過渡]從同學(xué)們健康和安全著想，下面讓老師利用圖5裝置完成實(shí)驗(yàn)，請認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[教師演示]完成圖5實(shí)驗(yàn)（用酒精燈點(diǎn)燃紅磷，與課本實(shí)驗(yàn)2-1相同）。

[組織討論]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論；成功完成該實(shí)驗(yàn)，操作上的注意事項(xiàng)；操作不當(dāng)，可能引起的后果。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及依據(jù)現(xiàn)象獲取結(jié)論的能力，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)反思。

5. 總結(jié)評價(jià)

[學(xué)生總結(jié)]通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們從定量角度認(rèn)識了空氣的組成，改進(jìn)了拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)，并成功探究了空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)……。

[評價(jià)]研讀教材，思考下列問題。

問題1：200多年前，拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出了空氣組成，這給我們帶來什么啟示？

問題2：寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式，并說明文字表達(dá)式中各組成部分的涵義。

問題3：課本實(shí)驗(yàn)2-1，除操作不當(dāng)易引起倒吸的水小于1/5之外，還有其他原因嗎？

問題4：請結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)2-1推測氮?dú)饩哂械男再|(zhì)。

問題5：將物質(zhì)分為純凈物和混合物的分類標(biāo)準(zhǔn)是什么？

二、教學(xué)反思

本案是“探究前置，教材后移”課題組的教學(xué)實(shí)踐課，也是一堂富有朝氣的課。本案中安排的學(xué)習(xí)容量適切于學(xué)生，也符合新課標(biāo)的基本要求，是比較科學(xué)合理的。粗看，學(xué)生是在完全未知學(xué)習(xí)內(nèi)容和沒有使用教材的情形下進(jìn)行學(xué)習(xí)的，整個(gè)學(xué)習(xí)過程都是通過師生、生生合作等形式來實(shí)現(xiàn)的，其間有討論、有爭辯、也有贊許。細(xì)看，首先通過相關(guān)問題調(diào)出學(xué)生對空氣組成的已有認(rèn)知，建設(shè)好全面認(rèn)知空氣定量組成的學(xué)習(xí)“支架”，讓學(xué)生從拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成過程的文本中發(fā)現(xiàn)空氣的定量組成，能培養(yǎng)他們提取信息的能力，之后借助解析和討論等活動幫助學(xué)生初步建立了混合物和純凈物概念以及區(qū)別方法；其次通過分析拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象和結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)的不足之處等學(xué)習(xí)活動，誘發(fā)學(xué)生利用拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的基本原理創(chuàng)設(shè)了探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的新實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)了學(xué)生的想象、推理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察等探究能力，增強(qiáng)了探究興趣，提升了思維深廣度（如選取實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，學(xué)生除想到選用酒精燈點(diǎn)燃紅磷之外，還想到選用放大鏡會聚太陽光的點(diǎn)燃方式，難能可貴、令人欣慰?。?。

總體看來，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維打開了、敢于質(zhì)疑了、善于合作了，新實(shí)驗(yàn)成功后，個(gè)個(gè)喜笑顏開。由此可見，“探究前置，教材后移”既關(guān)注了學(xué)習(xí)結(jié)果，更重視了學(xué)習(xí)過程，特別有利于學(xué)生掌握探究的過程與方法和形成探究能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王晶，鄭長龍.義務(wù)教育教科書：化學(xué)（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012

[2] 中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012endprint