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“问题探究式教学”初探—探究铁及其化合物的氧化性和还原性
作者:倪霞    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2007-8-31

倪霞     安徽省淮北一中 安徽 淮北 235000

摘要:问题探究式教学是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法。它的教学模式是:创设情境、发现问题→分析探究、提出问题→收集信息、做出假设→设计方案、论证评价→得出结论、实际应用。在教学过程中,通过创设问题情景,引起必要的认知冲突促使学生主动地探索,从而让学生自己主动建构新的认识结构、自主思考、自主探索,归纳探索研究的结果并进行实际应用。本文以探究铁及其化合物的氧化性和还原性为例,阐述以探索问题为主线来引导学生开展探究式学习的过程。

立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养,新一轮高中课程改革正在中国基础教育界中有序进行。想象力、思维能力是新课程教学中必须培养的基本技能,而这些基本技能需要学生多动脑筋,多思考些问题才能得以培养和提高。因此,在我国当前的新课程改革把问题探究式教学摆在了突出位置。

问题探究式教学是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法。建构主义学习理论强调:学生的学习活动必须与问题相结合,以探索问题来引导和维持学生的学习兴趣和动机,让学生带着问题思考、带着问题探究,使学生拥有学习的主动权。通过学生的自主学习,一方面使知识由外向内转移和传递,知识不断丰富;另一方面学生在自主建构知识的过程中能力不断地发展和提高。基于上述理论,一种以问题为主线,学生围绕问题主动构建新知识的教学方法——问题探究式教学法被广泛研究并应用于教学中。它的教学模式是:创设情境、发现问题→分析探究、提出问题→收集信息、做出假设→设计方案、论证评价→得出结论、实际应用。在教学过程中,教师应根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,创设出思维的最佳情景,激起学生思考的欲望,让学生从中发现并提出问题,自主思考、自主探索,共同总结归纳探索研究的结果并进行实际应用

  这是一个在化学课程的学习过程中应用问题探究式教学法的实例——探究铁及其化合物的氧化性和还原性。设计该案例的目的是让学生应用氧化还原反应知识,自主设计实验和有关的活动方案,探究铁及其化合物的性质。在探究的过程中,注重发展学生学习化学的兴趣和培养他们科学探究的能力。该案例从介绍自然界中常见的含铁元素的物质,并根据铁元素的化合价对物质进行分类导入,预测含有不同价态铁元素的各种物质哪些具有氧化性或还原性或即具有氧化性又具有还原性。然后提出问题,怎么验证推测是否正确,并引导学生根据氧化还原反应理论设计验证方案来验证推测。实施实验后,对实验结果进行分析、整理,确定含有不同价态铁元素物质具有的性质和相互转化关系。最后根据结论解释生活中的实际问题。该过程包括四个阶段:

第一阶段 创设情境,提出问题

在该阶段,由教师创设一个恰当的问题情境,提出探究的主题。首先通过图片,让学生了解在自然界中的各种铁的化合物的颜色状态和含有离子或离子溶液的颜色(为含不同价态铁元素物质转化的实验做知识铺垫),并根据铁元素的化合价对含有铁元素的物质进行分类。然后引导学生根据氧化还原反应理论,预测出只具有还原性,即具有氧化性又具有还原性,只具有氧化性。提出问题:怎样验证预测是否正确?

第二阶段 分析问题,提出探究方案
  该阶段涉及三个方面的内容:

讨论研究方法
  一旦学生产生了问题意识,教师就要引导他们将问题变成一种可解决的形式。探究含有不同价态铁元素物质的性质,首先选出每种价态的代表物,确定金属铁,氯化亚铁和氯化铁分别为含有,,的代表物质。教师指导学生阅读“方法导引”,进行小组讨论认识用实验证明一种物质具有氧化性或还原性的理论依据。教师适时给予总结:验证某物质的氧化性应寻找一种具有还原性的物质通过实验证实两者能发生氧化还原反应来检验,验证某物质的还原性应寻找一种具有氧化性的物质通过实验证实两者能发生氧化还原反应来检验。

设计实验方案
  在明确要探究的主题和方法之后,根据所提供的试剂学生分组讨论进行实验方案的设计并写出简要实验操作步骤。

实验试剂:铁粉、稀硫酸、FeCl3溶液、氯水、稀硝酸、KSCN(硫氰化钾)溶液、锌片、铜片。

此时,教师应引导学生在所提供的试剂中找出哪些是常见的氧化剂,哪些是常见的还原剂,然后再选取适当的试剂设计实验,提示学生在设计实验时应预期有明显的实验现象(溶液颜色变化)能说明氧化还原反应的发生从而得出结论,给出检验溶液中Fe3+的方法(Fe3+SCN-反应使溶液显红色)。

学生设计的方案:

铁与稀硫酸、稀硝酸、氯水反应验证其具有还原性。

氯化亚铁与氯水、稀硝酸的反应验证其具有还原性。

氯化亚铁与锌的反应,验证其具有氧化性。

氯化铁与锌、铜的反应验其具有氧化性。(氯化铁与铁的反应易被忽视)

确定可行性探究方案
  小组代表公布实验方案后,师生共同讨论分析提出的实验方案是否可行,最后确定实验方案。

可行性探究方案:

(1)     验证铁的还原性

铁与稀硫酸、稀硝酸、氯水反应(每个小组可任挑其一)

(2)     验证氯化亚铁的还原性

氯化亚铁与氯水、稀硝酸反应(每个小组可任挑其一)

(3)     验证氯化亚铁的氧化性

氯化亚铁与锌的反应

(4)     验证氯化铁的氧化性

氯化铁与锌、铁、铜的反应(每个小组可任挑其一)

  在探究活动中,教师应及时引导剖析问题并规范科学探究的过程,挖掘其中的探究要素,对学生开展探究活动进行实效性指导。

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