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厉磊 海口一中化学组
摘要:随着课程和教学改革的发展,在化学教学中,探究性实验越来越受到教师的重视,让学生通过探究的过程获取科学知识、理解科学思想观念、掌握基本实验技能。本文将针对实验探究教学来阐述教师在教学设计时的理念和思路
在中学化学教学中,充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发化学实验在科学探究中的功能,对于改变学生的学习方法,形成终身学习的能力具有重要的意义。实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化。它是化学教学中最常见、最主要的探究活动,是化学实验教学中落实科学素养目标的重要途径,也是以实验为基础的化学教学观的具体体现。由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案,通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。教师进行课堂设计时注重培养学生多方面的能力。探究性实验教学的活动方式我们认为,探究性实验教学按其适用的场合和活动方式可分为两类:一是新课教学中值得探讨的问题,以师生协同、边讲边实验为主;二是以学生实践为主的综合性研究课题。本文将从教材、学生、课堂三个方面谈谈本人在设计探究实验课的一些做法:
一、对教材的挖掘
1、选择主干知识作为探究内容
教学额内容应根据以下两个原则选择:第一,内容应该是学习领域中的核心知识,对提高学生的理解能力和创造性思维能力具有重要的价值;第二,内容的难度适合与学生所处的年龄特点和能力水平[1]。在《普通高中化学课程标准》(实验)中就有明确的要求:实验必修10个,选修27个;探究实验(设计实验)必修6个,选修16个(见附录)。当然,教师在选择内容时还要兼顾学校的实际情况,对于某些要求较高的实验内容加以调整和改进。
2、精心设计,使实验具有探究性
在化学新课程中,“提出问题”作为科学探究能力的重要环节受到高度重视。化学新课程中所倡导的化学实验问题,应“有探究价值”。所谓探究价值,是指化学实验问题一定要满足化学实验教学的主体─学生,发展科学探究能力的需要,对提高学生的科学素养具有重要的意义和作用。“例如:在进行二氧化硫性质实验前,对二氧化硫性质提出了几个问题:
(1)二氧化硫和二氧化碳都属于酸性氧化物,有哪些相同的地方?又有什么不同的地方?
(2)实验室中你将怎样鉴别二氧化硫和二氧化碳?
对于问题(1)学生通过实验较快地得到了结论。对于问题(2)学生也能够通过实验用品红和酸性高锰酸钾进行鉴别,可是还有的学生也提出不少其他的方案,如:用闻气体的方法,用硫化氢来检验观察是否变混浊,溶于水后用PH试纸检验其酸碱性强弱,将气体先通过灼热碳层后再通过灼热的氧化铜观察氧化铜是否变色等等,还有学生提出了用植物和动物来检验的方案。学生踊跃提出方案是值得鼓励的,但是在实际操作中发现硫化氢和灼热氧化铜的方案操作麻烦,还有污染气体产生;测PH值的方案现象不明显,最后小结实验室中鉴别二氧化硫和二氧化碳的方法,用闻气体气味,用品红和用酸性高锰酸钾进行检验,至于用动物和植物检验的方法由于实验室条件所限没有进行验证。”
总之,在这样的探究问题指引下,既锻炼了学生的思维能力,又加强了动手操作解决实际问题的能力。
3、充分准备,为探究铺路架桥
演示实验是培养学生探究能力的基础媒介。课堂教学中,它是教师用以激发学生学习动机、提供感性认识、启发积极思维和作出技能示范的重要手段。方法简单、现象明显的演示实验有助于学生对知识的理解。但对于教材中现象不明显或者产生有污染性气体的演示实验,教师就应多动手、多动脑对这些实验进行改进和优化,或采用多媒体演示。例如:初中做探究过氧化氢分解产生氧气的实验中,直接加热过氧化氢往往产生的氧气是远远少过水蒸气,在用带火星的木条进行检验时,得不到木条复燃的现象。这时可以用导管将产生出来的气体用排水法收集,除去水蒸气后收集到氧气再用带火星的木条检验,就可以看到复燃的现象了。又如:高中必修一浓硫酸的教学中,蔗糖与浓硫酸反应时产生二氧化硫,在实验的时候为了避免它对周围的污染,可以用一个大烧杯罩在小烧杯上,防止二氧化硫的扩散。同时,在下面放置一个装有氢氧化钠的大培养皿,用来吸收二氧化硫。这是教师在教学设计时要考虑的问题。
二、对学生的分析
认真研究学生的阶段特征和学习准备;“为学习而设计”,必须做到“心中有人”。学生是发展中的人,在不同的年龄阶段都会有不同的特征,不同的认知方式,不同的知识经验准备等等。教学设计应当认真分析学生的这些特点,提供适当的学习指导和支持条件。考虑实验过程中学生情感因素与认知因素,在进行教学设计时将两者统一起来,使情知渗透、求知欲得法统合,在强化认知活动中发展学生的智力兴趣和学习的过程成为学生全面和谐发展的过程。[2]“例如:我在讲电解池原理的探究实验课时,先让学生先做了电解水的实验,提出了几个问题:①纯水几乎不导电,为什么溶液中产生电流?②溶液中硫酸的作用是什么?③硫酸溶液能导电发生电解,那么其它电解质溶液是否也能导电并发生电解呢?然后指导学生再做电解氯化铜溶液的实验。这样下来,学生继续探究电解氯化铜溶液的实验的兴趣高涨,很想知道结果,为本堂课提供了一个很好的开端。”这样设计是根据学生的认知水平和结构考虑的,从初中知识引入,又在原来的基础上提出新的探究问题,既降低了学生学习电解池原理的门槛,又对于后面的学习提供了知识储备和学习动机,效果很不错。
在探究过程中经常出现实际现象与预测的现象或理论知识不符的状况,往往在这时能激发学生很强烈的求知欲。遇到这种情况,教师在教学设计之初就应该考虑到学生心理的特点,用适当的教学策略来引导学生将理论知识与实践操作结合起来,提高学生自主分析与合作探究的能力。不能够将原因简单的告诉学生,敷衍了事。 “比如:学生在电解饱和食盐水溶液的实验时,两极上都看到了气泡,阳极溶液变成浅黄绿色,滴加了酚酞的阴极溶液变红色,而且溶液中出现了少量白色混浊物质。学生看了课本知道阴阳两极分别产生了氢气和氯气,但是溶液颜色的变化和混浊现象感到很好奇,便过来问我。对于现象的问题我在教学设计中就已经想到了,于是就笑着要他们停止了实验。按照设计的思路我没有直接告诉结果而是先要学生自己分析讨论,有的认为是碳棒在上次实验中没洗干净,有的认为是产生了氢氧根但为什么不在阳极,还有的认为混浊可能是析出的食盐晶体等等,讨论非常热烈,可以看出虽然课堂上花费了一定时间讨论,但学生的积极性是相当高的,假设和猜想往往是意想不到的,而且在后来在归纳原因的时候,从他们的眼神中可以看出来注意力是非常的集中,达到了教学设计的初衷。”
看来只要抓住学生的求知欲,结合学生的认知水平和认知结构,并运用合理的教学策略和手段,就能使学生感受到学习的乐趣,不再是为了分数而学习,而且让学生切实体会到了化学学科的魅力。
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