選題背景

“問題”是科學探究的邏輯起點，也是激發(fā)學生好奇心、想象力和探求欲的原動力。這就需要科學教育要緊緊圍繞“問題解決”而展開，讓科學的神奇激發(fā)學生的好奇。傳統(tǒng)教學模式下，學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《義務教育科學課程標準（2022年版）》強化探究實踐、發(fā)展科學思維的要求，針對以上痛點設計了《讓“問號”變成“嘆號”》科學探究課。設計魔術(shù)小花變色、雞蛋入瓶2個生活化實驗，將初中銜接知識點（酸堿指示劑、壓強）轉(zhuǎn)化為可操作的探究任務。旨在喚醒探究意識、培養(yǎng)探究能力、激發(fā)學習興趣，為科學素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展提供支撐，也為破解中小學知識銜接難題提供實踐路徑。

教學目標

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

2.能力目標。提升實驗操作與現(xiàn)象捕捉能力；強化邏輯分析、歸納概括及運用科學知識解決實際問題的能力，掌握“發(fā)現(xiàn)問題—猜想假設—驗證結(jié)論”的科學探究流程。小組實驗報告100%包含合理假設與數(shù)據(jù)支撐；通過自主探究式和驗證應用式雙實驗策略，提升學生差異化科學思維。

3.情感態(tài)度目標。認識到自然現(xiàn)象的規(guī)律性，激發(fā)持續(xù)探究未知的興趣；體驗科學的實用性與趣味性，增強學習自信心；深刻理解從“疑問”到“真理”的探索意義，樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。課堂生成有效問題數(shù)量≥10個，建立質(zhì)疑—實證的科學態(tài)度；課后延伸問題解決率達70%，促成“課雖終而思未止”的探究自覺。

教學設計創(chuàng)新

創(chuàng)新點1：問題鏈階梯化設計

突破零散提問模式，構(gòu)建三級問題鏈。導入層：科學史經(jīng)典問題引發(fā)共情；沖突層：常見的現(xiàn)象制造認知失衡；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？遞進深化。

創(chuàng)新點2：雙實驗差異化賦能

創(chuàng)新點3：科學家歷程具象化

將波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑歷程拆解為“現(xiàn)象→困惑→實驗→結(jié)論”四步，學生同步復現(xiàn)科學史關鍵節(jié)點，體驗“真理誕生于一百個問號之后”的具象認知。

創(chuàng)新點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。

教學實施

環(huán)節(jié)一：點燃問號—制造認知沖突

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

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

環(huán)節(jié)二：深探問號—開放式探究

1.魔術(shù)導入，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？展示實驗材料，學生設計實驗方案，驗證猜想。學生觀察到“紫花遇到不同液體會變紅或變藍”后分組討論實驗方案，最終確定實驗方案：將不同液體分別滴在小花上，觀察顏色的變化。

2.動手實驗，分析現(xiàn)象。教師巡視指導實驗，提醒學生記錄現(xiàn)象。引導學生歸納：實驗中發(fā)現(xiàn)了什么？變紅的液體有什么共同點？變藍的呢？紫色小花中有什么秘密嗎？學生小組合作完成實驗，書寫實驗報告單。在依據(jù)現(xiàn)象將所有試劑分組時驚訝地發(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，因蘇打水是堿性的，進而推測堿性物質(zhì)能使紫色小花變藍。

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

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

4.總結(jié)方法，實驗成果可視化。教師小結(jié)：在剛才的探究活動中我們就像科學家那樣通過發(fā)現(xiàn)問題、作出猜想、設計方案、實驗驗證，最終發(fā)現(xiàn)了小花變色既與花本身有關也與噴灑的液體有關，同時得出了有關酸堿變色的科學結(jié)論。

環(huán)節(jié)三：拉直嘆號—驗證式進階

1.大氣壓實驗演示。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？待學生爭論后演示實驗，當看到紙片牢牢托住水時，學生發(fā)出驚嘆。隨后播放“大氣壓強形成”視頻。實驗前一半學生認為“水會灑”，看到結(jié)果后開始思考，大氣壓強有多大？我現(xiàn)在身邊就存在大氣壓強嗎，為什么我感覺不到？師生共同探討解決提出的問題。

2.雞蛋入瓶實驗。教師出示空瓶和熟雞蛋，如何將雞蛋完整放入瓶內(nèi)？引導學生結(jié)合大氣壓知識設計方案。提供酒精棉等實驗用品，學生分組實驗，提醒注意用火安全。學生給出方法：將雞蛋輕輕按癟塞進瓶內(nèi)；給瓶口加熱，讓瓶口受熱膨脹，使雞蛋進入瓶內(nèi)。最后學生在教師引導下，結(jié)合剛剛學習到的大氣壓強相關知識和教師提供的實驗用品，小組討論后提出：點燃酒精棉放入瓶內(nèi)再放雞蛋的方法。學生分組實驗，實驗成功的小組歡呼雀躍，實驗沒成功的小組自我反思分析原因，并請教其他同伴探尋實驗成功的關鍵。

3.分析原因，遷移應用。教師引導學生共同解釋雞蛋進入瓶中的原因。從酒精燃燒消耗氧氣→瓶內(nèi)氣體的量減少，壓強減小→大氣壓力將雞蛋壓入瓶內(nèi)。然后讓學生思考生活中能用大氣壓強解釋的現(xiàn)象。學生回想實驗過程，分析原因。思考生活中與大氣壓強有關的現(xiàn)象，嘗試解釋。

4.挑戰(zhàn)任務，探究延伸。教師引導學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

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

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

《人民教育》2025年第15-16期