化学教学中培养学生探究能力的策略
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作者: 周志源
[摘要] 新课程标准明确提出要让学生有机会主动地体验探究过程。强调科学探究是一种重要而有效的学习方式,并将科学探究作为义务教育阶段化学课程重要学习内容。在实际教学中,教师应该从多方面考虑该如何培养学生的探究能力。
[关键词] 化学教学 探究能力 培养
让每一位学生以轻松愉快的心情去认识多彩的化学世界,让学生有更多的机会参与探究过程,体会探究的乐趣,是新课程赋予化学教育工作者的使命。如何在教学中体现探究理念,培养学生的探究精神,是化学教育工作者应该深入思考的问题。在教学中,可以从以下几个方面入手:
一、利用教材,挖掘探究性素材
化学是以实验探究为基本特征的科学,因此,化学教学也应体现这一特征,并将其作为化学教学的主模式。在实验教学中,应尽量将教材中的验证性实验改造成探究性实验,以增加实验内容的探究性,同时也可以给教师进行实验教学提供了自由发挥的空间。如“空气中O2含量的测定”实验,可让学生联系化学知识设计反应原理;“木炭在氧气中燃烧”的实验,可让学生探究为什么燃烧匙伸进集气瓶时,不能过快也不能过慢,应由上而下缓慢插入?
实际上,验证性实验和探究性实验都有不可替代的作用,关键是如何有效地发挥它们的功效。由于初中学生掌握的化学知识和技能的限制,没有真正发挥验证性实验的作用,容易造成学生不能正确认识科学的研究方法。所以,改进验证性实验,强化探究性实验是非常必要的。
二、拓展视野,积极开展课外探究学习
课堂永远是探究性学习的主阵地,探究性学习的形式多样。诸如开展课题式探究,首先由教师提出与知识相关的若干问题,交给学生选择,确定自己的设计课题,然后学生用一周左右的时间查阅资料,独立或小组合作设计初步方案交教师审阅,从中选出具有代表性的方案,集中在课堂上进行演示、交流,介绍设计实验的原理、方法、步骤,由师生共同评定优劣,并探讨实验成败的原因。
如学习《自然界的水》后,可以让学生走出课堂,调查本地水资源的利用和河水污染情况,深入生活实际去获得第一手的信息,通过发现问题后提出解决问题的合理化建议,并写出调查报告。这样的课题调查有利于启迪学生的科学思维,培养学生的人文素养。
三、利用认知冲突,激发学生探究欲望
探究性实验以问题和矛盾入手,力图使学生产生强烈认知冲突,从而激发学生的内驱力。在教学过程中,我们充分考虑学生的实际能力,坚持自主性和启发性相结合的原则,循序渐进地使每一位学生都能达到成功的彼岸。如:在做铁丝在氧气中燃烧的实验时,可按以下步骤进行教学。先将铁丝在空气中燃烧;将铁丝在不同浓度的氧气中燃烧;将不同粗细的铁丝在同浓度的氧气中燃烧;将纳米铁粉在空气中燃烧。通过这一系列的探究实验,激发了学生学习化学的兴趣,探究欲望也得到增强。这种学习方式有别于学生以往的学习方式,学生的思维品质和学习心向也得到改变,使学生更理性地投入学习,不断进取,努力追求自我完善。
四、开放实验室,为探究学习提供“场外”平台
实际教学中,很多实验是在教室内完成的,这些实验多是有既定实验步骤及实验目的的,鲜有“规定动作”之外的实验。如果在学生的学习过程中,有目的的开放实验室,使学生有机会完成“规定动作”之外的实验,可以开拓学生的视野,使思维得到碰撞,认知得以加深。
例如,在学习CO2实验室制法时,对于实验药品的选择,教材仅仅安排了石灰石和稀盐酸两种物质。对学生而言,困惑是明显的,因为酸和碳酸盐都有很多种,为什么要选择这两种药品?有没有替代的药品?实验该怎么完成?此时,教师应该因势利导,要求学生自己设计相关实验,证明自己的猜想。此时,化学课就走出教室,进入实验室,“场内”平台就让位于“场外”平台,因为在“场外”平台中可以提供实验所需的一切药品和仪器。在这里,学生会根据自己的实验设计选择药品,进而验证自己的猜想。比如:常规实验是不可能用石灰石和稀硫酸反应制CO2的,但却有学生用一定浓度的稀硫酸和一定粒径的石灰石反应,较稳定地制得了CO2。
当然开放实验室的益处绝非一种,对于培养学生动手能力及与他人和谐相处、合作交流也是大有裨益。
五、强化试题教学,在解析试题的过程中提高探究能力
分析近年全国各地的中考试卷,不难发现,探究性试题俨然成了中考试卷的“执牛耳者”,一份高质量的试卷必然有高质量的实验探究题。这类试题往往具有合理的梯度设计、充满美学元素的精巧结构,不仅有助于学生理解知识间的纵横关系,而且有助于学生开拓思路,培养学生的探究能力,同时还能及时反馈学生在知识和能力上的缺陷,是诊断学生学习困难的重要手段。
如探究CO还原Fe2O3反应的产物时,设计了如下探究试题:
对于实验后试管中的黑色物质,同学们设计了如下实验进行验证。实验方案实验现象甲取少量黑色粉末加入30%热的盐酸中无气泡、溶液颜色变成黄绿色乙取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液中无任何现象,但黑色粉末可被磁铁感应丙取黑色粉末均匀铺在纸槽中,在一端点燃黑色粉末连续燃烧,生成红棕色粉末资料卡片:
资料一,Fe2O3和CO反应是逐步进行的,铁的氧化物的热稳定性顺序是FeO(黑色)>Fe3O4>Fe2O3;
资料二,在用酒精灯加热(400℃～500℃)条件下,CO很难和Fe2O3反应生成Fe;
资料三,FeO不能被磁铁吸引,纳米Fe粉和Fe3O4粉末在空气中都能燃烧;
结合资料分析,你认为生成的黑色物质应为。
这道试题的研制情境是九义化学教材(沪教版)第五章《金属与矿物》一节中CO和Fe2O3的反应。限于初中生的认知能力及理解能力,实验的结论是确定的,即试管中黑色粉末就是反应生成的铁粉。但是试题表明,实验结束后,试管中的黑色物质并不是铁粉,这就激发了学生的探究热情,使学生产生探究的自然需求,在解析过程中,学生会从原有认知(黑色物质是铁粉),过渡到新的认知(黑色物质是Fe3O4)。与此同时,学生的思辨能力、信息加工和处理能力、探究能力都会得到培养和提高。
新课程需要我们培养学生的探究精神和探究能力,但是学生探究能力的培养并非一朝一夕的事情,作为化学教师,应该着眼于长远,充分利用可利用的资源,营造探究氛围,创造探究条件,使学生的探究能力得到真正的培养,使学生的学习得到真正意义的发展。
参考文献:
[1]全日制义务教育化学课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2002.
[2]刘春英.中学化学探究性实验教学初探[J].教学仪器与实验,2007,(7).
[3]吕延平.化学课堂教学中学生科学探究能力的培养[J].新课程研究,2009,(4).
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