浅谈“自然界中的水”的科学探究要素

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科学探究包含的要素可以有：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等，当然，一个探究过程包含的要素可多可少，顺序也不固定.如对“自然界中的水”的探究过程如下.

一、提出问题

用多媒体演示仪播放我国出现的一些干旱和洪涝灾害，城市缺水等电视新闻片段，学生讨论并提出如下问题：（1）水对生命活动及人类的生产和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情况怎样？为什么有的地方干旱缺水，有的地方却洪涝成灾？（3）自然界中的水是否一样？（4）为什么城市要使用自来水？（5）水体的污染来自哪些方面？如何保护宝贵的水资源？

二、收集证据

途径一：回忆自己以前看过的有关水的报道.

途径二：网上搜索.

途径三：查阅报纸杂志等.

途径四：社会调查：调查自来水厂生产过程，化工生产中用水、污水的净化及排放情况，农业生产中农药和化肥的施用情况，城市河流的污染来源等.

途径五：实验探究

（一）猜想与假设

学生根据已有知识和平时积累的经验，认为自然界中的水是①一样 ②不一样 ③水相同，但水中还含有的其他相同的物质 ④水相同，但水中含有的其他不同的物质

（二）进行实验

1.分别采集江水、河水、井水、蒸馏水，观察发现江水浑浊，河水、井水、蒸馏水都澄清.

2.取江水两份，其中一份加入少量明矾，都静置，发现加明矾的很快变清，另一份长时间后变清，再进行过滤，滤液无色澄清，滤纸上有泥沙.

3.取部分滤液、河水、井水、蒸馏水分别加热煮沸，再静置冷却，发现井水有白色沉淀物.

4.取少量滤液、河水、井水、蒸馏水放在玻片上，分别加热蒸干，都产生水蒸气，水蒸气遇冷的烧杯底又凝聚成水，除蒸馏水外，其他在玻片上都留下痕迹.

5.在蒸馏水中加氯化钙、碳酸钙粉未、胆矾，搅拌后静置，观察现象.

6.在氯化钙溶液、井水和蒸馏水中分别加一些肥皂水，搅拌，发现井水和氯化钙溶液中泡沫很少，并形成白色垢状物.

7.将滤液、河水、井水、蒸馏水分别加入水的电解器中通电并观察现象，发现都有气体生成，电源正极放出的气体少，负极放出的气体多.

8.将负极气体点燃并在火焰上方罩一干冷的烧杯，正极气体用带火星的木条检验.

（三）解释和结论

由实验1、2发现江水中有不溶性杂质（泥沙），静置后会沉淀，且加入明矾时能加快沉淀的速度，用过滤的方法可除去不溶性泥砂；由实验3、4发现滤液、河水、井水中有不同的杂质而蒸馏水中没有，固蒸馏水应属纯净物，自然界中的水一般不是纯净物；由实验5、6可知，水中可溶解多种物质，而溶有其他物质后，其性质会有所改变；由实验7、8可知，水在电解时都产生了氢气和氧气，因此水是由氢氧两元素组成.综上所述，自然界中的水一样，但水中一般会含有不同其他物质.

三、获得结论

学生将搜集到的资料按下列分类进行汇总，交流讨论获取共识.（1）水是宝贵的自然资源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性质.（6）水的组成.

反思与评价：（1）如何用实验的方法测定物质的组成？（2）海水能否饮用？为什么？（3）如何保护宝贵的水资源？

评析：水的探究活动通过播放有关水的电视录相，激发学生的认知冲突，引导学生发现为什么许多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等问题，从而为探究活动作准备，也培养了学生善于发现问题，寻找科研课题的能力.

水是我们熟悉的物质，但当我们研究它时，却发现许多新的问题，这些问题一般都来自于社会和自然，解决这些问题获得的知识最后又服务于社会和自然，从而激发了学生的求知欲，培养了学生的学习兴趣.

学生虽然对水比较熟悉，但其知识点比较多，且比较零散，因此，难形成全面的认识，实验的设计应将学生想到的和书本上的进行整合而得到，其他资料的搜集和整理也不可能由一个人来完成，因此该探究过程要分组进行，全体学生共同协作完成，培养学生的集体协作精神和分析整理能力.

环境保护是社会热点问题，学生通过调查研究，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识.

实验探究的设计思路是：通过自然界中的水因含有其他物质而具有一些不同的性质，我们用实验的方法分离出其中不溶和可溶的物质，再在蒸馏水中加入其他物质，使其具有不同的性质，最后通过化学方法证明他们具有相同的组成，由此得出水的组成相同，水中能溶解多种物质，自然界中的水一般都溶有许多物质而不纯等结论，从而培养学生的实验探究能力.

通过实验初步掌握过滤操作技能，了解运用化学反应前后，元素种类不变的原理，分析物质的组成的方法，促进对物质世界的认识，逐步树立崇尚科学，反对迷信的观念.通过社会调查，查阅资料，探究实验等途径获取证据，尽可能全面地、准确地搜集证据，为解决问题做准备，同时培养学生的观察能力、社会活动能力、实验能力.探究活动中教师可作为其中的一员，对探究进行适当的补充和引导，但不能以教师为中心，而应以学生为主体.科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标，教师将其落实到其他各主题的学习中，并以其作为突破口，改变原教学理念，全面提高学生的科学素质.

[江苏省泰兴市洋思中学 （225400）]