選題背景

“問題”是科學(xué)探究的邏輯起點(diǎn)，也是激發(fā)學(xué)生好奇心、想象力和探求欲的原動力。這就需要科學(xué)教育要緊緊圍繞“問題解決”而展開，讓科學(xué)的神奇激發(fā)學(xué)生的好奇。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生往往處于被動接受知識的狀態(tài)，缺乏主動觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題并深入探究的意識和能力，好奇心和探究欲逐漸被消磨。

本課例基于《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)化探究實(shí)踐、發(fā)展科學(xué)思維的要求，針對以上痛點(diǎn)設(shè)計(jì)了《讓“問號”變成“嘆號”》科學(xué)探究課。設(shè)計(jì)魔術(shù)小花變色、雞蛋入瓶2個(gè)生活化實(shí)驗(yàn)，將初中銜接知識點(diǎn)（酸堿指示劑、壓強(qiáng)）轉(zhuǎn)化為可操作的探究任務(wù)。旨在喚醒探究意識、培養(yǎng)探究能力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為科學(xué)素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展提供支撐，也為破解中小學(xué)知識銜接難題提供實(shí)踐路徑。

教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)。掌握酸堿指示劑的作用原理，學(xué)會區(qū)分生活中常見的酸性、堿性物質(zhì)；理解大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生機(jī)制及實(shí)際應(yīng)用場景。90%以上的學(xué)生能列舉3種酸性、堿性物質(zhì)；85%以上的學(xué)生能復(fù)述大氣壓存在的證據(jù)，說明雞蛋入瓶的科學(xué)機(jī)制。

2.能力目標(biāo)。提升實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象捕捉能力；強(qiáng)化邏輯分析、歸納概括及運(yùn)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，掌握“發(fā)現(xiàn)問題—猜想假設(shè)—驗(yàn)證結(jié)論”的科學(xué)探究流程。小組實(shí)驗(yàn)報(bào)告100%包含合理假設(shè)與數(shù)據(jù)支撐；通過自主探究式和驗(yàn)證應(yīng)用式雙實(shí)驗(yàn)策略，提升學(xué)生差異化科學(xué)思維。

3.情感態(tài)度目標(biāo)。認(rèn)識到自然現(xiàn)象的規(guī)律性，激發(fā)持續(xù)探究未知的興趣；體驗(yàn)科學(xué)的實(shí)用性與趣味性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心；深刻理解從“疑問”到“真理”的探索意義，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。課堂生成有效問題數(shù)量≥10個(gè)，建立質(zhì)疑—實(shí)證的科學(xué)態(tài)度；課后延伸問題解決率達(dá)70%，促成“課雖終而思未止”的探究自覺。

教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

創(chuàng)新點(diǎn)1：問題鏈階梯化設(shè)計(jì)

突破零散提問模式，構(gòu)建三級問題鏈。導(dǎo)入層：科學(xué)史經(jīng)典問題引發(fā)共情；沖突層：常見的現(xiàn)象制造認(rèn)知失衡；探究層：魔術(shù)小花為何變色→哪些物質(zhì)能使小花變色→變色背后藏著什么密碼？遞進(jìn)深化。

創(chuàng)新點(diǎn)2：雙實(shí)驗(yàn)差異化賦能

創(chuàng)新點(diǎn)3：科學(xué)家歷程具象化

將波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑歷程拆解為“現(xiàn)象→困惑→實(shí)驗(yàn)→結(jié)論”四步，學(xué)生同步復(fù)現(xiàn)科學(xué)史關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，體驗(yàn)“真理誕生于一百個(gè)問號之后”的具象認(rèn)知。

創(chuàng)新點(diǎn)4：技術(shù)賦能打破固定思維

慢動作回放最速降線軌跡，破解“直線最短”迷思。

教學(xué)實(shí)施

環(huán)節(jié)一：點(diǎn)燃問號—制造認(rèn)知沖突

1.科學(xué)史經(jīng)典問題。播放牛頓被蘋果砸中、阿基米德洗澡時(shí)浴缸溢水動畫短片，教師點(diǎn)睛：一個(gè)蘋果砸出萬有引力，一池洗澡水發(fā)現(xiàn)浮力—科學(xué)始于對平?，F(xiàn)象的追問！學(xué)生活動：講述科學(xué)家的探究故事，引起共情。

2.常見的現(xiàn)象。學(xué)生觀看視頻時(shí)專注思考，結(jié)合已有知識回答；面對新問題時(shí)面露困惑，有學(xué)生懷疑：兩點(diǎn)之間直線最短，小球怎么會走曲線更快？產(chǎn)生認(rèn)知失衡。

環(huán)節(jié)二：深探問號—開放式探究

1.魔術(shù)導(dǎo)入，發(fā)現(xiàn)問題。教師演示“小花變色”魔術(shù)，提問：小花變色與什么有關(guān)？展示實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證猜想。學(xué)生觀察到“紫花遇到不同液體會變紅或變藍(lán)”后分組討論實(shí)驗(yàn)方案，最終確定實(shí)驗(yàn)方案：將不同液體分別滴在小花上，觀察顏色的變化。

2.動手實(shí)驗(yàn)，分析現(xiàn)象。教師巡視指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，提醒學(xué)生記錄現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生歸納：實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了什么？變紅的液體有什么共同點(diǎn)？變藍(lán)的呢？紫色小花中有什么秘密嗎？學(xué)生小組合作完成實(shí)驗(yàn)，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。在依據(jù)現(xiàn)象將所有試劑分組時(shí)驚訝地發(fā)現(xiàn)：白醋等物質(zhì)能使紫色小花變紅，因白醋是酸性的，進(jìn)而推測酸性物質(zhì)能使紫色小花變紅；蘇打水等物質(zhì)能使紫色小花變藍(lán)，因蘇打水是堿性的，進(jìn)而推測堿性物質(zhì)能使紫色小花變藍(lán)。

當(dāng)教師揭示紫色小花浸泡過紫甘藍(lán)汁時(shí)，學(xué)生恍然大悟：原來是紫甘藍(lán)汁遇到不同酸堿性的物質(zhì)能顯示出不同的顏色。

3.科學(xué)史嵌入，古今對比。學(xué)生觀看波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑的短片，原來我們也能像科學(xué)家一樣做研究！

4.總結(jié)方法，實(shí)驗(yàn)成果可視化。教師小結(jié)：在剛才的探究活動中我們就像科學(xué)家那樣通過發(fā)現(xiàn)問題、作出猜想、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)了小花變色既與花本身有關(guān)也與噴灑的液體有關(guān)，同時(shí)得出了有關(guān)酸堿變色的科學(xué)結(jié)論。

環(huán)節(jié)三：拉直嘆號—驗(yàn)證式進(jìn)階

1.大氣壓實(shí)驗(yàn)演示。教師向?qū)W生提問，裝滿水的杯子用紙片蓋住倒立過來，水會灑出來嗎？待學(xué)生爭論后演示實(shí)驗(yàn)，當(dāng)看到紙片牢牢托住水時(shí)，學(xué)生發(fā)出驚嘆。隨后播放“大氣壓強(qiáng)形成”視頻。實(shí)驗(yàn)前一半學(xué)生認(rèn)為“水會灑”，看到結(jié)果后開始思考，大氣壓強(qiáng)有多大？我現(xiàn)在身邊就存在大氣壓強(qiáng)嗎，為什么我感覺不到？師生共同探討解決提出的問題。

2.雞蛋入瓶實(shí)驗(yàn)。教師出示空瓶和熟雞蛋，如何將雞蛋完整放入瓶內(nèi)？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合大氣壓知識設(shè)計(jì)方案。提供酒精棉等實(shí)驗(yàn)用品，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，提醒注意用火安全。學(xué)生給出方法：將雞蛋輕輕按癟塞進(jìn)瓶內(nèi)；給瓶口加熱，讓瓶口受熱膨脹，使雞蛋進(jìn)入瓶內(nèi)。最后學(xué)生在教師引導(dǎo)下，結(jié)合剛剛學(xué)習(xí)到的大氣壓強(qiáng)相關(guān)知識和教師提供的實(shí)驗(yàn)用品，小組討論后提出：點(diǎn)燃酒精棉放入瓶內(nèi)再放雞蛋的方法。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成功的小組歡呼雀躍，實(shí)驗(yàn)沒成功的小組自我反思分析原因，并請教其他同伴探尋實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

3.分析原因，遷移應(yīng)用。教師引導(dǎo)學(xué)生共同解釋雞蛋進(jìn)入瓶中的原因。從酒精燃燒消耗氧氣→瓶內(nèi)氣體的量減少，壓強(qiáng)減小→大氣壓力將雞蛋壓入瓶內(nèi)。然后讓學(xué)生思考生活中能用大氣壓強(qiáng)解釋的現(xiàn)象。學(xué)生回想實(shí)驗(yàn)過程，分析原因。思考生活中與大氣壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象，嘗試解釋。

4.挑戰(zhàn)任務(wù)，探究延伸。教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何取出雞蛋，將探究延伸，促成“課雖終而思未止”的探究自覺。

環(huán)節(jié)四：延續(xù)嘆號—探究無終點(diǎn)

教師回顧課前提出的三個(gè)問題：火箭飛天、漩渦方向、小球下落，布置課后任務(wù)：選擇一個(gè)問題，用今天學(xué)的探究方法進(jìn)行研究，下節(jié)課分享成果。

（作者劉慧囡系遼寧省大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)紅星海國際學(xué)校黨總支書記，宋昀系大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)紅星海國際學(xué)校教師）

《人民教育》2025年第15-16期