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關鍵詞:問題意識、結構型探究、誘導型探究、自由型探究、反思型探究、學科素養
【分類號】G633.8
一、問題的提出
大多數高中學生認為化學難學,化學實驗更是難上加難。究其原因是多方面的,大多數高中學校的實驗軟硬件都離教學大綱要求,而新課改對學生自主學習和合作探究能力提出了更高的要求,如何在現有條件下的實驗教學中培養學生探究學習所需的各項基本技能,對新課程目標的達成起著決定性的作用。在化學實驗的教學中我主要采取了“體驗式探究學習”。即在學習過程中,讓學生從已有的實際經驗出發,親自經歷實際問題的操作、解釋與應用過程,并在此基礎上主動建構知識、獲得學習方法。在新課程背景下,構建體驗式探究學習的教學模式,對轉變學生化學實驗的學習方式,激發學生對化學的學習興趣有一定的積極作用。
二、“體驗式探究學習”化學實驗教學模式的指導思想
實施體驗式探究學習首先要求學生要有一定的問題意識,能夠在科學領域和現實生活中發現問題;其次要求學生能提出解決問題的假設;再次學生要有獨立開展探究活動的能力,通過探究,得出科學結論。所以教師有必要在事前向學生傳授各種方法,對學生的活動提出明確的要求,最終達到學生獨立嘗試探究的境界,并引導學生反思總結,提升學生的思維,培養學生的創造能力。
三、“體驗式探究學習”化學實驗教學模式的具體實施
根據上述探究能力培養的發展原則,可以根據不同學段、不同課題開展結構型探究、誘導型探究、自由型探究、反思型探究等不同層次的驗教學,從而達到循序漸進、科學有序地培養學生的探究能力。
1、 實施結構型探究實驗教學,養成學生探究的基本技能,優化學生的探究作風
結構型探究實驗教學是指在實驗教學中,對所進行的演示或分組實驗給予探究目的、提供實驗探究框架、提供探究及實驗所需材料、提供實驗步驟等內容,但不給出預期的結果和結果要反映的實質性知識,學生只要在相應框架下按部就班進行實驗的實驗教學活動。其功能主要在于培養學生的探究習慣,形成比較規范的操作技能和探究方法,不注重學生的發散思維能力的培養,主要在于實驗步驟的培養。如關于氯氣的性質探究實驗教學活動:
實驗 1、取兩瓶氯氣觀察,然后把一瓶倒扣在水槽中,振蕩;與另一瓶氯氣對比觀察。
實驗 2、先聞氯水的氣味,然后取2ml氯水于試管中,并滴加2滴石蕊試液。
實驗3、取2 ml的氯水于試管,先加AgNO3,再滴加稀硝酸。
學生通過這些步驟的學習,養成手取物品、倒扣、振蕩、定向觀察、對比觀察、藥品取用、儀器使用等基本操作,并進一步培養學生對比、分析、歸納的能力,養成探究過程的嚴謹之風。
2、 實施誘導型探究實驗教學,養成學生的探究設計能力,優化學生的探究思路
誘導型實驗探究教學是指在實驗教學中,通過一定的情景創設,提出教學需要解決的問題,誘發學生的實驗探究動機,探究問題或探究目的明確,但沒有提供實驗的具體步驟,藥品及器材都需自行準備,實驗步驟自己規劃,實驗過程中遇到困難請教教師,整個探究實驗建立在教師指導和誘導下進行。這種探究有一定的開放性,有利于學生發散思維的培養,但必須建立在規范操作基礎之上,對科學素養的培養有比較高的提升。
如,鈉的化學性質實驗教學,教師結合帶來的鈉,提出如下問題和新聞背景。
【事實一】鈉元素在自然界中分布很廣,在海水中儲量極為豐富,但只以化合態形式存在:NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3。
【事實二】一則報道:珠江河段“水雷”劇烈爆炸(鈉的爆炸)(詳見中國新聞社2001年7月9日)。
進而提出探究問題:為什么自然界中不存在單質呢?鈉有什么性質?
在引導學生對鈉原子結構進行分析、猜想后,教師提供實驗探究思路指導:
⑴鑒于上述對鈉的了解和猜測,你準備如何探究鈉的物理性質和化學性質,請考慮藥品用量及儀器。
⑵請寫出你的探究步驟?
⑶小組合作交流,。將觀察到的實驗現象和所得的結論小組交流。
(4)對出現不同現象者,請提出質疑性的問題。
通過教師誘導,學生半開放式的實驗探究,金屬鈉的性質漸漸展開,學生的學習逐漸推向。
3、 實施自由型探究實驗教學,培養學生發現問題的能力,提升學生的探究境界
自由型實驗探究教學指教師借助學習和生活平臺,開放實驗室讓學生為解決實驗中遇到具體的問題或為解開某一感興趣的模糊領域的事情而自發進行的實驗探究學習活動。這種探究屬于探究學習的最高層次,在化學的模塊教學體系中比較少用,但適用于學生的研究性學習。
查閱相關物質的性質知識依據物質的性質和實驗條件確定實驗方案制定實驗步驟和具體操作方法選擇、準備實驗儀器進行實驗,記錄實驗現象分析現象,推理、判斷,得出結論。如課程實驗的問題也可成為很好的自由型實驗探究課題,通過這些實驗中產生的新問題,拓展化學探究的空間,延伸學生的思維,使學生獲取新的知識。
4、 實施反思型探究實驗教學,培養學生的質疑能力,提升學生的探究勇氣
反思型探究實驗教學是指利用實驗教學平臺,對教材中不成功的實驗或自己實驗中出現的反常現象進行反思,調整實驗思路,更換實驗器材,調整實驗周邊環境,在實驗的成敗得失分析中獲取知識。如人教版高中化學《必修一》傳統地按教材實驗室用NH4Cl與Ca(OH)2加熱制取氨氣時,室溫在28℃以上,試管不易破損。室溫在28℃以下,試管易破損,溫度越低,破損率越高,在溫度低于25℃以下,試管破損率可達90%以上。如果改用(NH4)2SO4來代替NH4Cl制取氨氣,試管不易破損。另一方面,生成的CaCl2會吸收大量的氨氣,造成藥品浪費。因此實驗室用固體加熱制取氨氣,(NH4)2SO4是最優試劑。
袁振國指出:“過程教學比結果教學更重要,因為任何知識都有它的來龍去脈,都有它產生、發展、更新的過程。”其實,追尋知識發展的過程,就是將我們的思維活動一步步帶入深入的過程。因此,在化學實驗教學中,教師要更多地創設真實的問題情境,讓學生經歷有意義的過程體驗,提高化學實驗教學效果。
參考文獻:
1、中學化學實驗手冊 人民出版社2008
[關鍵詞]化學實驗 探究 實驗思維
[中圖分類號]G632 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2014)02-0192-01
林芝(1964-),吉林長春人 吉林省長春市第55中學,化學教師,中教一級。
一、化學實驗探究的優勢
(一)提高實驗興趣,塑造科學品格
相對于驗證性實驗,探究性實驗不知道實驗的結論,全靠在實驗過程中得出,未來充滿了不確定性,使實驗者對實驗的結果充滿了期待,因此,提高了實驗的興趣。興趣是最好的老師,“樂學”才能“學好”。同時,為了得到正確的結果,必須保證每步都認真正確地操作,仔細地觀察,準確地記錄。因此,塑造了實驗人員科學嚴謹的實驗品格。
(二)有利于實踐能力,創新精神的培養
化學實驗的現象是多種多樣的,實驗人員要通過如此多的現象看到內在的本質,得出結論。實驗不僅要求人員具有操作能力和觀察能力,還要具有分析綜合能力,從多角度思考問題,把感性認識上升到理性高度。
(三)充分發揮了實驗人員的主體作用
在探究式化學實驗中,實驗人員不再是事先就被灌輸了某種概念,也不是一味的在旁邊觀看導師操作,而是在充足的時間和空間中,自己來設計,自己來分配,充分參與到實驗中,對實驗結果的產生具有完全的直觀感受,成為學習的主體,激發了熱情,也對結論的得出印象深刻。
二、應用的要求
(一)重視培養實驗思維
思維的培養是一個循序漸進的過程,因此,在化學實驗探究中要做好過程設計,為實驗人員創造好的實驗情境和思維導向。選擇能夠啟迪思維,激發熱情的實驗內容,使實驗人員能夠熱情投入,積極領悟,盡早掌握化學實驗思維要求。化學實驗也是一個創新的過程,不能按部就班,要勇于創新,通過實驗探究過程使實驗人員掌握實驗過程和物質特性,在此基礎上努力創新,產生積極的成果。
(二)重視培養綜合分析能力
化學實驗的結果是多種多樣的,因此需要實驗人員具有綜合分析的能力,這就要求在實驗中要著重培養實驗者這方面的能力。將實驗的本質定位為探究知識的本質,實驗內容不局限,與多學科相聯系,使實驗人員能夠熟練運用這些知識進行研究。
三、應用的程序
(一)明確實驗目標
當前,化學實驗探究要求實驗者不僅是用實驗驗證某個結論,更是通過探究的過程得到新的結論。因此,實驗者必須從始至終專注于問題的探究,而不是中途被溶液艷麗的色彩所吸引。所以,在應用化學實驗探究模式時,必須首先明確實驗的目標,并在實驗過程中將重點放在培養實驗獨立性和操作性中,對實驗過程不斷提出問題,加深對每個實驗步驟的掌握。
(二)做好準備工作
化學實驗探究是一項嚴謹細致的工作,任何一個環節出現差錯都有可能偏離目標或產生錯誤的結論,因此,更要在實驗之前做好充分的準備工作。首先,要制訂切實可行的實驗計劃。根據實驗的目的、實驗環境的條件制訂符合實際的實驗內容,采購適合的實驗器材和用品。其次,認真構思實驗環節。化學實驗探究是在實驗過程中不斷探索和研究問題,這主要是通過各種的提問實現。因此,導師或每個實驗中的領導者要在實驗之前認真構思好實驗的每個環節,包括可能出現的問題、現象,在哪一個環節提出什么樣的問題,合理安排時間,確保實驗沿既定目標前進,同時提高效率。
(三)做好實驗總結
化學實驗是實驗者通過操作呈現出的種種現象,要獲得某項知識歸根結底是要靠對實驗整個過程的分析和總結,系統的歸納產生知識點。
四、應用舉例
題目:鐵銹生銹原因探究
步驟一:列出各種假設原因,如鐵銹生銹的原因是:1.與空氣中的氧氣化合所致;2.與水中的氧氣化合所致;3.與空氣中的水和氧氣共同化合所致。
步驟二:根據假設設計實驗。1.取一鐵釘置于干燥的試管中并密封,使鐵釘只與空氣接觸;2.將一鐵釘置于純凈的蒸餾水中并以油封,使鐵釘只與水接觸;3.將一鐵釘一半置于蒸餾水中,上半部暴露于空氣中。
步驟三:觀察鐵釘生銹情況,對實驗過程做出討論和探究,得出結論,鐵銹是在空氣和水的共同作用下生成的。
步驟四:對實驗進行總結。考慮得出的結果和經驗是否吻合,實驗中收集到的證據是否足夠充分證明結論,并對各自得出的結論進行討論交流,看是否得出了一致結論。
【關鍵詞】探究實驗;高中化學;應用研究
1、探究性實驗概述
高中化學是以實驗為基礎的學科,通過探究性實驗可以讓學生獲得感性的認知,從而更好的理解化學知識,對化學概念和理論實現比較全面系統學習。探究性實驗不僅注重化學實驗的結果,同時也為科學合理的學習化學知識打下了堅實的基礎,讓學生知道任何一個化學理論和知識都是基于事實的論證。探究性實驗就是通過具體的實驗步驟理論來得出實驗結論的教學方式,探究性實驗不同于演示實驗,演示實驗是教師和學生都知道實驗結果,是教材中既定的實驗。教師為了讓學生直觀清晰的觀察,所以在課堂上將教材中的實驗進行了相關的模擬和創新,旨在為了加深學生對化學相關知識的認識。但是探究性實驗是提出問題,讓學設計相關的實驗步驟進行操作,最終根據具體的實驗數據和實驗現象得出結論。探究性實驗在引導學生進行探究的同時,不僅可以讓學生獲得化學基礎知識,學會相關的基本技能,并且還能夠讓學生在情感、態度和價值方面得到發展和提升。使學生的個性得到尊重和張揚,情感態度價值觀都得到充分發展,由此實現由“靜態的教科書教學”向“動態的知識教學”的轉變。
2、探究實驗在高中化學教學中的應用研究
2.1探究實驗在高中化學教學中的實施步驟
探究實驗的主要目的就是加深高中化學知識理論基礎和拓展學生的知識體系,是一個從未知到已知的過程,探究實驗的過程是最重要的。教師會根據探究實驗過程提出問題,學習需要對這些問題進行思考和探究,大膽的猜測實驗結果,通過教師的講解和學生之間的交流對實驗結果有個大致的方向,然后根據具體的實驗結果去驗證自己的想法。其實對于探究實驗來說,最重要的是實驗設計的過程,因為探究實驗不同于其他實驗,要根據探究問題考慮到多個方面的因素,根據具體的實驗設想去設置實驗步驟和過程。當得出探究實驗結論以后需要和之前的猜想進行對比,如果不相同,那么就要看實驗過程是否出現了問題,甚至可以進行二次實驗,要不求甚解,直到最終得出正確的結論。以下通過具體的實例來說明探究實驗的步驟:
首先,在教師的引導下發現問題,通過以前的一些化學知識引出問題,并且把問題擴大化,從而引起學生的想象。
在化學中,氫氣和氧氣反應生成水,但是氫氣和水不發生反應,氟氣與水反應可以生成氧氣,那么試探究氯氣和水反應嗎?如果反應生成物是什么?
其次,隨著探究問題的出現,學生也有一定的好奇心,通過化學知識的積累和學習,也會有自己不同的想法,學生可以根據這些想法提出猜想和假設。
A同學認為:氯氣和水不發生反應
B同學認為:氯氣和水發生不完全反應
C同學認為:氯氣和水可以,反應生成
第三,教師要引導學生提出具體的實驗過程和方案,設計的實驗方案要建立在科學合理的基礎上,必須具有可行性,能滿足化學知識理論的相關規律。可以通過學生之間的討論和教師溝通來完成實驗過程,教師還要為學生準備實驗所需的材料和器材,然后根據實驗方案,進行實驗步驟。
在含有紅色酚酞試液的氫氧化鈉溶液中,滴加新制的氯水,邊滴加邊振蕩,發現紅色逐漸褪去。對于紅色消失的原因,可以認為是氯氣與水反應生成的鹽酸和次氯酸中和了氫氧化鈉溶液;也有可能是氯氣與水反應生成的次氯酸具有比較強的氧化性,使得紅色酚酞試液變成了無色物質。
最后,對導致實驗結果不同原因進行分析,最終得出正確的實驗結論。
在之前褪色的溶液中繼續加入氫氧化鈉溶液,如果紅色能夠重新出現,則是因為鹽酸和次氯酸中和;如果紅色不再出現,則是因為次氯酸的強氧化性。
2.2在高中化學教學中開展探究實驗要注意安全
探究實驗作為一種讓學生自己親力親為的實驗,要求學生要熟悉不同的實驗材料和器材,同時還要熟悉器材的操作方法和注意事項,保證實驗順利進行,并且保證實驗過程的安全可行。實驗過程中會遇到各種溶液,產生各種氣體,有些氣體是有毒有害,這樣的氣體要做好收集處理工作,保證空氣流通。還有些氣體是易燃易爆的,也要充分的做好處理準備。在用試劑的時候也要注意安全,有些試劑是具有腐蝕性的,在應用的過程中要注意不要接觸到皮膚。在實驗開始之前,要認真的了解相關知識,并且準備好相關器材。充分熟悉所用試劑溶液和器材的性能和特點。準備好以后,要嚴格按照實驗步驟進行操作,避免操作失誤,帶來的危險。實驗完成以后,要科學合理處理氣體和溶液,針對一些儀器要清洗干凈,放置好。所以在進行探究實驗的時候,不僅要保證實驗過程和步驟的嚴謹性和正確性,同時還要保證人身安全。
3、結束語
面對高中化學新教改的不斷推進和實施,高中化學教學也要進行不斷的突破和優化。作為教師應該緊跟教育形勢的發展步伐,不斷的創新教學理念和教學方式,積極探索。全面提升高中化學教學質量和水平,通過探究實驗教學總結出更好的途徑來貫徹落實新課改,促進自身專業知識的不斷提高,培養學生的綜合素質。
【參考文獻】
[1]朱寶年.如何創設高中化學新課程的教學情景[J].文理導航,2011(07).
[2]黃素雯.化學實驗表演教學集萃[J].發明與創新,2011(05).