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新课程背景下“活动与探究”栏目的使用现状与思考

2012-03-15吴春峰高晓莹

化学教与学 2012年8期
关键词:试管栏目化学

吴春峰 高晓莹

(宿迁中学 江苏 宿迁 223800)

一、现状和原因

在课程标准的指导下,江苏教育出版社出版的高中化学新教材与旧教材的很大不同就是增加了符合新课程理念的栏目,譬如“活动与探究”栏目。该栏目的设计是为了转变教师的教学方式和学生的学习方式,特别是为了培养学生自主、合作、探究的学习方式而设立的。笔者通过调查和交流却发现在“活动与探究”栏目的实际教学活动中暴露较多的与新课改要求相悖的问题,违背了新课改的宗旨并一定程度影响了教学的效果。如以下几个方面:一是不乏部分教师仍旧“穿新鞋,走老路”,执行的还是使用老教材积累下来的模式,即验证型实验模式:教师提出问题—教师验证—教师归纳,并且这种演示实验开出率也较低,更不要说学生分组实验了;二是觉得“活动与探究”部分就是通过实验得到课本上已有的结论,况且栏目内容较多,认为逐一探究课时不够,不如直接推导或告之学生,这样更加省时省力;三是唯教材为中心,照本宣科地“教教材”,对教材“活动与探究”的编排体系和呈现方式缺乏领悟,没有体现主动性和创造性地使用新教材,导致学生学习了不少的化学陈述性知识,但是遇到一些实际的问题,还是不能从化学的视角去分析解决问题,更谈不上创新。

这种现状的原因是如何产生的呢?通过探讨得出几个具有代表性的原因。

(1)从学生方面来讲,课前在教师设计的导学案的指引下(探究的结论已经呈现),学生对课本上设计的活动与探究部分的结论早已了然于胸。再按部就班地进行活动与探究已缺乏较多的新奇和期待,学生缺乏主动探索知识的兴奋状态。

(2)从教师方面来讲,创造性地使用教材对教师的教学提出新的挑战,教师必须具备在一定的教学理论的指导下对活动与探究栏目重新加工、整合和改进的能力。如果这方面能力有所欠缺,教师就不能很好的按照计划完成新课程化学教学的三维目标要求。因为部分探究活动方案如果按照教材的设计来进行效果不明显甚至得不到相应的结论。

(3)部分活动与探究的设计,针对课堂来说,要想得到理想的实验效果,等待现象的时间较长,这样会给课堂教学带来不利的影响,使整节课缺乏连贯性;部分实验存在设计过于简单,缺乏探究性,甚至少数没有充分考虑绿色化学的要求。

(4)在高考导向上存在针对化学实验知识的考查的甄别功能不够。

二、利用教材活动与探究栏目的思考

1.进一步理解课改新理念,灵活、创造性地运用“活动和探究”栏目开展教学

教师具有的教学观念决定他采取的教学方式。新教材中的“活动与探究”部分呈现的只是一个素材,教师要学会去挖掘它们潜在的教学价值,所以在使用前要深入了解栏目设置的意义和作用。有选择性的处理和加以改进,彰显教师灵活处理教材及善用教材的能力。从而在实现“知识与技能”教学目标的同时,强调“过程与方法”和“情感态度与价值观”的培养。纵观其形式,可以从挖掘活动和探究栏目隐含的生活联系、探究价值、以及化学学科素养三个方面来开展有效教学。

(1)联系生活,挖掘栏目的生活气息

苏教版《化学反应原理》中“金属的电化学腐蚀” 一节设置了以下的活动与探究来揭示铁的吸氧腐蚀的原理:向铁粉中加入少量的碳粉,混合均匀后,撒入内壁用氯化钠溶液浸润过的具支试管,然后用橡皮管连接具支试管与直角导管,让直角导管下端浸没在盛有水(在水中预先滴有几滴红墨水)的试管的液面以下,一段时间后,打开有橡皮管上的止水夹,观察导管中的水柱变化(如图1)。而在苏教版的必修2 的39 页已经以资料卡的形式介绍了钢铁的吸氧腐蚀的原理,学生对此探究的新鲜感不强,且教材的实验做法有时需要十多分钟的时间才能观察到明显现象,效果不太理想。

图2

这时如果我们能够通过创设问题情境把生活实际引进来,既能让实验取得较好的效果,又让学生体会化学就在身边,调动学生的探究积极性,使其获得具有生活气息的知识,促进师生的融洽交流。

[创设情境]人们在日常烹调中用菜刀切泡菜时,菜刀粘上泡菜水后会很快观察到菜刀上产生斑斑铁锈,这节课大家就以此为例一起探究铁在空气中的生锈过程和原理。

[实验设计]改氯化钠溶液为泡菜水,用它浸泡铁粉和碳粉的混合物,再粘到具支试管内壁上。

表1 钢铁吸氧腐蚀实验改进前后结果对比

泡菜水除加入的食盐外,还含有腌制过程中产生的大量有机和无机盐也进入了溶液,溶解了的盐种类丰富,能够大大加快钢铁吸氧腐蚀的速率,此实验的研究也完全符合新课程标准的精神,把化学知识放在学生熟悉的生活情境中去学习和研究,贴近生活,有利于调动学生的思维,并且现象的可视性很好,真正起到有效利用活动与探究的目的。

(2)符合个性心理发展,注重挖掘栏目的探究性

有时听到同事抱怨:“该讲的我都讲了,该做的实验我也做了,课堂气氛也不错,但遇到实际问题的时候,学生还是不能从化学的视角去分析和解决问题,失误较多”。究其原因在于长期的应试教育,教师更重视事实性知识的传授,教学的目标是帮助学生把教材的事实性的知识“理解了”、“记住了”、会去解一些常规题,却没有从学生的认知心理发展特征去重新整合设计,教学效果当然不够理想。最初涉教,我也有过类似的困惑,现在回想起来,如果“无精心设计,无思维碰撞”的活动与探究还是让我们的学生处于被动接受的位置,违背新课改“以生为本”的理念。譬如苏教版必修1“硝酸的性质”中有关硝酸的强氧化性的活动与探究。如果把课本实验做完后总结一下,从形式上看是以实验为先导,完成了知识的传递。按道理应该突破该节课的难点了,但实际情况并不理想。

这时我们不妨从学生的认知心理出发,循序渐进。先从学生熟悉的盐酸、稀硫酸可与活泼金属产生氢气,实质是氢离子得到电子还原为氢气为切入点。设问“铜能否与酸反应”,这样学生“胃口”一下子调动起来,有的同学猜想可以,因为铜为金属也是种还原剂,可以失电子而溶解反应;也有的同学猜想不可以,因为铜是不活泼金属,与酸溶液不易失去电子,故不溶解。这样在思维火花的相互碰撞中,学生非常期待进行探究活动,想知道自己的猜想是否合理。

[实验设计] 预先设计四个实验,让学生来自主探究。

实验一:在试管1 中取少量稀盐酸(不超过试管的1/3),然后放入铜丝,加热,观察现象。(注:此实验不可用浓盐酸,因为铜可以溶于热的浓盐酸,生成配合物H3[CuCl4]和H2)

实验二:在试管2 中取少量硝酸钠溶液(不超过试管的1/3),然后放入铜丝,加热,观察现象。

实验三: 在U 形管中依次加入稀盐酸和硝酸钠溶液,并使U 形管的一段充满混合液,然后再插入铜丝,加热,观察现象。(注:此实验用的是两端不等高的U 形管,一端塞上插有分液漏斗和铜丝的双孔橡皮塞,从另一端加液)。

实验四:在试管3 中取少量氯化钠溶液(不超过试管的1/3),然后放入铜丝,加热,观察现象。

通过精心设计该实验,实验1 和实验2 有助于学生在离子反应的基础上理解溶液中单独存在H+和NO3-并不能使铜溶解,当然Cl-、H+或Na+、NO3-的组合均不能氧化铜,实验3 和实验4 结合理解Cl-、H+、Na+、NO3-的组合中排除H+、Na+的组合不能溶解铜,自然得出是H+、NO3-的组合具有强氧化性而氧化了铜。这样才能真正突破难点,解决学生看到含NO3-的溶液立即得出溶液具有强氧化性,或者看到含NO3-的酸性溶液认为该溶液不具有强氧化性的两种惰性思维。本实验设计还兼顾了绿色化学的要求。

譬如,2011年江苏卷第4 题考查常温下1.0mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-能否大量共存。2011年广东卷第8 题考查H+、I-、NO3-、SiO32-能否在水溶液中大量共存。2011年四川卷第11 题考查向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体的原因。相信通过有效的活动与探究,学生能准确回答。因为一切知识结论是在通过学生的自主、合作、探究的过程中收集实验证据自动生成的。探究的结果深刻牢固,探究的方法科学严密,探究的意义长远有益。

(3)培养化学视角,注重挖掘栏目的化学学科素养

现实的问题需要综合考虑多种因素,解决和探究实际问题所需要的化学能力,仅靠教师的讲解、反馈、纠正、巩固是不易形成的。现在高考大题考查绝大多数均设置真实的情景。这就要求学生平时需养成具备自主发现问题、提出猜想(问题)、设计实验方案验证(收集证据)、得出结论的能力,在此过程中还要养成一定的探究方法。

譬如苏教版必修2 中有关化学反应速率的影响因素的活动与探究。为了使学生更好的形成迁移能力,做到举一反三,对教材的活动与探究也可做必要的深加工(表2)。

表2 实验改进前后对照表

这样设计可以避免学生轻易得出探究活动的结论。第1 组方案引入FeCl3也能充当双氧水分解的催化剂,避免了部分同学认为MnO2是万能催化剂的错误。然后通过第2 组方案选择,突出了“控制变量”这一重要的实验方法。第3 组方案催化效率和必修2 生物酶的催化效率介绍相悖,让学生自主探究可能的原因。第4 组方案探究颗粒大小(不同厂家的试剂颗粒规格不同)。第5 组方案让学生自主设计温度、浓度的影响。让教材活起来,就需要挖掘隐含的化学学科素养,包括思想、方法、观点。突显多重价值,进行创造性教学。不再是教师的“独角戏”充斥课堂,让学生形成走上社会所需的化学素养成为课堂的主旋律。当然一线教师也积极恳请教材编写者全面考虑多方面的因素,提供更多以知识为载体,以能力方法形成为目标,与生活更加密切联系的教材实验探究设计。

2.进一步加强高考对实验考查的合理性和甄别功能

多媒体技术应用于课堂教学以来,越来越多的教师为了追求课堂容量,多讲多练,控制时间,加强预设,不少应该演示的实验和分组实验被无情“剥夺”,这是舍本逐末的做法。学生不愿,教师也很累。但一位老师一语中的:这样考试效果挺好,即使不做实验,也能回答得条分缕析,丝丝入扣。对广大一线教师来说,真是尴尬。作为高考指挥棒的高考命题者可以考虑在命题上让做过实验和没做实验的学生拉开差距,让强记实验结论得到高分不再可行,改变不重视活动探究的现状。更重要的一点,化学成绩未纳入高考总分,这也是化学学科地位下降,教师和学生不太重视探究过程的原因。这些都值得我们广大化学教师的深思。

诚然,有效利用教材的“活动与探究”还有其他客观因素的制约,如办学条件限制,实验室的药品、化学仪器不够或不齐,都影响到实验教学的开展和提高。建议这些学校特别是农村学校从现实出发,积极开展一些“绿色化”、“微型化”、“趣味化”的小实验,同样可以达到三维目标的要求。

新课程改革的实践表明,教学的有效性决定了新课程实施的有效性。教学应给予更多时间让学生自主探究、自主构建知识间的联系,形成知识网络。这样才能激活学生的主体能动性,鼓励学生自我发现。“考试说明”强调:“化学学科考试以能力测试为主导,在测试考生将来进一步学习所必需的知识、技能、方法的基础上,全面检测考生的化学学科素养。”这需要教材编写者、高考命题人、一线化学工作者的积极配合,从而实现新课改下的教与学方式的真正转变,做新课改的践行人,把素质教育落到实处。

[1] 王祖浩等.普通高中课程标准教科书·化学反应原理(选修)[M].南京:江苏教育出版社,2008

[2] 北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学无机化学教研室.无机化学(下册)[M].北京:高等教育出版社,1986

[3] 谭宗俊,张莉.钢铁吸氧腐蚀实验的改进研究[J].化学教育,2010,(12):66

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