科学探究中培养学生思维能力的教学初探

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　　【摘 要】化学课堂教学中，科学探究既要避免“探究泛滥”，也要避免“探究放任”。本文以沪教版九年级化学上册《质量守恒定律》复习课中的教学设计为例，探索在科学探究中培养学生思维能力的有效途径与方法。
　　【关键词】探究活动；思维能力；教学初探
　　【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2019）16-0087-02
　　义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，对发展学生的科学素养具有重要的作用。在化学教学中，如何利用好探究式教学，如何提升学生思维能力，如何避免为了探究而探究？本文以沪教版九年级化学上册第四章《质量守恒定律》复习课中探究活动的教学设计为例，探索培养学生思维能力的有效途径与方法。
　　1 内容合理，真实探究
　　目前，教师在设计公开课或示范课上课形式时，个别老师会随意安排几个学生实验，就认为是科学探究课，但实质没有探究意义，既浪费课堂时间，课堂效率还较低。教师应根据教学内容、学生的真实需求来决定是否需要探究，设计合理的探究实验，进行真实、有意义的探究，而不是一场“秀”。通过学生制作第四章内容的思维导图和结合学生日常的学习情况，学生普遍反映本章的重点和难点是《化学反应中的质量关系》，对其运用也存在一些困难。根据学生的真实反馈确立复习的核心内容---质量守恒定律，结合课本材料开展真实探究。
　　1.1 课例设计
　　师：根据大家对本章学习的反馈，认为化学反应中的质量关系是本章的重点和难点，早在两三百年前，就有两位科学家研究了这个关系，请阅读屏幕上的资料。
　　师：谁的观点正确？
　　学生：拉瓦锡，因为波义耳在敞口容器内进行实验，波义耳在密闭容器中进行实验。
　　师：验证质量守恒定律的实验一定需要在密闭容器内进行吗？
　　学生：有气体参与或生成的实验需要。
　　师：碳酸钠和稀盐酸反应需在密闭容器内进行吗？
　　教师用锥形瓶、橡皮塞、小试管组装成的密闭装置进行碳酸钠和稀盐酸反应的演示实验，结果发现橡皮塞被弹出。
　　1.2 设计意图
　　以史料引入，利用学生已有的知识展开复习，让学生很快进入思考的状态，打开第一道思维。碳酸钠和稀盐酸反应是对书本实验石灰石和稀盐酸反应的一个知识点升级，是学生思维上稍微跳一下就能完成的任务。橡皮塞的意外弹出，让学生在真实的情境中意识到在密闭容器内进行质量守恒定律的验证时还需要考虑气压对装置的影响，从开启了真实的探究，如何改进实验装置。
　　2 有的放矢，高效探究
　　学生分组实验需运用科学探究的要素合理启发、引导学生按“提出问题、猜想、假设、设计方案、进行实验……”的基本流程开展探究活动，而不是将仪器、药品直接扔给学生，没有实验操作提示，学生盲目实验，教师对实验过程中出现的各种“异常状况”视而不见。若只“做”不“思”，这样的探究流于形式。“探究放任”会让一节课失去效率和节奏感、甚至失去上课的意义。因此，教师需要根据学生的认知来构建探究实验的内容和
　　难度。
　　2.1 实验设计
　　设计可以克服气压、浮力等因素影响的实验装置。
　　1、2组仪器：针筒、橡皮塞、锥形瓶
　　3、4组仪器：石灰水、小试管、胶头滴管、锥形瓶
　　5、6组仪器：塑料瓶、试管
　　2.2 设计意图
　　此设计是对学生知识能力、思维能力拔高、升华的一个过程，不能光提升，而没有实际操作意义。若把这么多仪器不进行分类，而是混乱在一起，让学生去寻找并组装设计，放任探究出现的情境就是学生对着这些仪器傻傻的看，无从下手，浪费时间，毫无意义。通过明确分类，学生有目的地进行设计并解释原理。
　　3 贯穿情境，层层探究
　　学源于思，思源于疑。化学新课程标准中要求真实的情境引发真实的问题，真实的思考，不断质疑、解疑，施行层层递进式探究。
　　3.1 课例设计
　　质量守恒定律验证设计：从利用碳酸钠和盐酸反应验证质量守恒定律所用的装置选择开始，通过发现密闭装置的选择需要考虑反应后气压对装置的影响；引导学生改进装置，接一个气球或者塑料袋之类的物质来缓冲气压，结果实验发现反应后装置总质量减少；学生思考后发现密闭装置的选择还要考虑到浮力对实验的影响，引导学生实验装置再设计。
　　质量守恒定律运用设计：学生观察实验药品碱面包装发现其配料是碳酸钠，学生质疑是不是纯的碳酸钠并设计实验来计算碳酸钠的含量。学生建议将之前实验中的塑料袋剪破，挤走二氧化碳气体，装置减轻的质量便是二氧化碳的质量，根据二氧化碳求碳酸钠的纯度。
　　3.2 设计意图
　　在整个教学过程中始终围绕碳酸钠和盐酸反应这个情景展开学习，不断引导学生质疑、解疑，激发学生的探究精神，学会科学探究的一般方法。圍绕同一个主题情境可以让学生思考集中，减轻思考难度，便于引导学生不断生疑和设计解疑的方案；递进式地探究，将不断扩展学生知识面、更新学生认知结构、升华学生的知识运用能力。
　　4 拓展思维，加深探究
　　我国古代学者就提倡“学以思为贵”，“学而不思则罔，思而不学则殆”。可见，思维能力的培养在学习中的重要性。教师启发诱导得好，学生的逻辑思维能力就发展得越好，对事物认识的能力就越强，自制能力、自学能力、创新能力、探究能力就越强，这将对学生的终身发展起到良好地促进作用。
　　4.1 课例设计
　　通过对碳酸钠纯度的计算，发现每组的计算结果都不一样，但是方法是一致的，引发学生再度思考、拓展思维广度。小组间相互比较、再次探讨差异的原因，得出：本节课的测量是一种粗略测量，每组中存在一些误差。从而领悟到科学思维的逻辑、科学探究的方法。
　　4.2 设计意图
　　通过本节课的学习学生感到是一场强大的“头脑风暴”课，在课堂中真实体验到质疑的要点、体验探究的魅力、感受到成功解疑的喜悦、领悟到探究的真谛。
　　科学安排演示实验与学生分组实验，既要关注学生实验技能的培养，更要关注学生在探究活动中身体机能的高度激活，深度参与。教师要花大力气设计探究问题，以问题驱动探究活动。要结合学生生活实际，将探究活动与学生思维能力的培养相融合，多开展开放性、递进式的探究活动来培养学生的思维能力。
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