在化学实验中进行探究教学的几点看法
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作者: 李 谭
目前,科学探究成为新课程改革所倡导的重要理念。它不仅是一种重要的学习方式,而且是学科课程的重要内容。教材作为课程的重要组成部分,不仅是课程目标得以体现并最终实现的一种重要方式和途径,而且是教师教和学生学的资源与工具。因此,教师应善于从教材中挖掘适合的内容,有计划地为学生开展探究学习提出要求和创造条件,引导他们开展探究性学习,从而实现学习方式的改变。
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。以下我谈谈在化学实验教学过程中发展学生的探究学习能力的几点看法。
一、发展学生的发现和提出化学实验问题的能力
爱因斯坦曾说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”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。所以,教师在设计实验探究问题时除要考虑学生主体的需要,还要考虑学校是否具有实验探究的条件。
二、开展家庭实验,培养创新精神
开展家庭化学实验,是课堂教学的继续、扩展和深化。家庭实验给学生提供了一个更为广阔的空间,学生有充裕时间自主进行探究实验,从问题提出、方案设计、资料查阅、替代药品和仪器收集、现象观察与记录、结论与分析等全过程都由学生独立完成,有利于培养学生独立学习的能力。由于家庭实验真实、直观、安全、易做、有趣,学生通过做家庭实验能获取知识、获取技能、发展能力。因此家庭实验在激发学生科学探究的兴趣,培养学生探究能力方面有着不可替代的作用。
在教学实践中,如何发掘开展家庭实验?教师首先要做好家庭实验的计划工作,实验之前,从实验时间、实验内容的安排到所需药品仪器的安排都要有全面的计划,应向学生明确实验课题、实验目的、实验要求、反应原理、实验操作要点、观察实验的方法和重点等,使学生做到心中有数;其次应做好家庭实验的过程指导工作,要详细地审查学生设计的实验方案,检查计划的药品用量是否适当、操作顺序是否正确,发现问题及时指导纠正,对于一些学生难以预想的影响实验效果的因素要提前向学生说明;最后要及时反馈,每次家庭实验后,教师要组织学生及时交流,认真做好记录。
三、充分利用新课程资源,创新探究教学
1.在实验中探索新知识。创新意识是使学生进行创新、创造行为的心理动机。作为智力正常的学生,一般都具有创新和创造的潜能。教师保护学生创新心理和创新精神的意识,是学生形成创造力的重要条件。如在实验教学中,因材施教,拓宽实验思路,使化学实验更具有趣味性、探索性和综合性,以满足学生动手、动脑、求新的心理特点,支持学生在实验中萌发的创新意识,鼓励他们去探究事物的本质。如在“测定空气中氧气含量”的实验时,我要求学生把书本的实验作为原理自学。然后,出示一些实验仪器:集气瓶、双孔橡皮塞(上有导管、燃烧匙)烧杯、弹簧夹、酒精灯(火柴)等,一些药品:磷、硫、木炭、水等,让学生自己设计测定氧气含量的方案。学生讨论积极,但不敢一试。这时我鼓励和点拨双管齐下,有学生上场了。不同次的实验,倒流入集气瓶中水的体积也有所不同,有的正好1/5,有的超过,有的不到。不管哪种情况,我都让学生继续探究下去,找测不准的原因。然后更深层地探究用木炭或硫代替磷行吗?为什么?这时举手要求实验的学生争先恐后。在我的引导下,学生激发了探究兴趣,部分学生还询问去哪里买实验仪器,好在家里实验;课余时间可以随便进实验室做实验吗?从学生这种主动积极的学习态度上,我尝到了探究教学的甜头。
2.注重学生探究性实验开发。为了提高学生的自主创新能力,在探究性实验中,由学生自行设计实验过程,使之变为探究型、设计型、科研型的实验。例如:在关于质量守恒定律的探究实验中,教师可以给出所需的药品和仪器,然后让学生自拟一个实验方案来验证物质反应前后质量是否守恒。我们可以这样安排:(1)学生自拟实验方案。(2)学生详细设计实验操作过程。(3)师生讨论、评价实验。学生在实验中独立探索、研究,虽然花费时间可能长一些,但在操作中能提高实验设计能力和动手能力,通过解决实验中出现的疑问。
四、以化学实验创设问题情境
探究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动。问题激发起学生探究的欲望,问题引发了学生的探究活动。在化学学习中,除学生自主地发现问题外,教师更要通过各种途径创设问题情境,引导学生发现和提出问题。而化学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。
以化学实验创设问题情境,要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在其感到熟悉和认为有用的情境中特别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。例如在进行初中化学的关于“燃烧条件”的学习时,从实验室酒精灯的熄灭、燃烧木柴要把木柴架空、液化气灶及煤炉都留有通风口等学生非常熟悉的实验情景出发,引导学生思考,发现问题。
以化学实验创设问题情境,要使化学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。影响化学实验现象的因素很多,产生的化学实验现象也错综复杂。教师要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现化学问题,使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。
五、以化学实验验证假说或猜想
在探究性学习中,学生针对提出的问题,经过多渠道的收集信息和深入的思考,将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证,是学生进行化学探究性学习常用的方法。
化学实验验证假说或猜想,要面向全体学生,让每个学生都有体验和经历用化学实验验证假说和猜想的机会。教师要指导学生,特别是要帮助和指导那些有困难的学生完成设计方案并进行实验。如在初中化学中物质构成微粒知识学习时,对“构成物质的微粒之间是有空隙的”的假设的验证,学生在设计方案时可能产生一定的困难,这时教师就可以引导学生设计“一定体积的水和酒精混合”的实验方案和“气态、液态和固态物质的压缩”实验进行验证。
以化学实验验证假说或猜想,实验中要严格控制实验条件。探究性学习中验证假说或猜想的实验方案,在不同的条件下,可能会产生不同的实验现象,要使实验能够用来验证假说或猜想,实验条件必须与题设条件相吻合。通过实验验证过程中对实验条件的控制和选择,学生在探究过程中能了解到实验条件控制是实验的灵魂,从而有效地掌握科学研究的方法。
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