陈均辉

【摘要】引导探究是化学课堂教学中开展探究的主要方式,以科学探究中的基本环节一一提出问题、猜想假设、设计实验等引导学生开展探究,从而将课堂教学与探究活动紧密地结合起来,有效落实教学目标,最终实现课程目标,同时促进学生的全面发展。

【关键词】化学教学 探究 问题 猜想 实验

新课程倡导自主、合作、探究的学习方式,探究有自主探究和引导探究之分,其中,自主探究更适合于学生开展研究性学习,而引导探究则更适合于课堂教学。因此,在课堂教学中广泛开展探究必将有利于实现课堂教学目标乃至课程目标,如何引导学生开展探究则成为了每一位化学教师思考的问题和实践的起点。

一般说来,科学探究的基本过程包括提出问题、猜想和假设、制定计划或设计实验、观察与实验以获取事实与证据、检验与评价、表达与交流等基本环节,而课堂教学中的探究往往不能完整地进行每一个环节。因此,可以问题、猜想和实验为策略引导学生进行探究活动,增进学生对探究过程的体验、理解和应用。

一、以问题引导探究

布鲁纳认为,在教学过程中,学生不是知识的被动接受者,而是主动的、积极的探索者,教师的作用是要形成一种使学生独立探究的情境,而不是提供现成的知识,要让学生自己去思考,参与知识获得的过程。因此,在教学中,通过提出具有典型性、启发性、挑战性的问题,启发并引导学生由易到难、由简到繁、由浅入深、由形象到抽象的层层递进思考,带领学生由“未知区”向“最近发展区”靠拢,最后达到将“未知区”转化为“已知区”的目的。

在学习“镁的提取及应用”时,将教学内容设计成一个个问题逐渐呈现给学生(表1),问题与问题之间紧密联系、环环相扣、层层递进,形成问题链,让学生在问题链的引导下通过自主探究解决问题,通过合作交流获取新知识。

通过一个接一个问题向前推进,学生沿着问题所提供的线索自主探究,最终主动获取知识。教师所设计的问题在这个过程中起到了引领和导航的作用,教师所做的适当讲解则起到了参与和支持的作用,自然而然地成为了学生学习的引导者、参与者和支持者。

二、以猜想引导探究

从某种意义上来说,科学的发展是猜想不断被证实的过程,猜想是自然科学发展的重要途径。学生在学习中也可以根据已知的实验事实和化学知识,对未知的物质及其变化规律做出合理的判断。但猜想并不是毫无根据的幻想,更不是胡思乱想,在教学中要不断地引导学生提出假设,适时地点拨,充分调动学生主动参与的心理,明确因果联系,强调逻辑推理,同时容许学生有多种不同的联想与猜测。通过猜想,引导学生探究,不仅训练了学生的联想、类比、发散思维,同时又在不断地在对信息的收集、分析和解释中多角度地获取知识、训练技能、增强体验。

为了研究电离平衡的影响因素,在“弱电解质的电离平衡”的学习中设计问题“醋酸溶液中加入少量的下列物质[A.加Zn粉;B.盐酸;C.NaOH溶液;D.CH3COONa(s);E.NaCl(s);F.Na2CO3],对醋酸的电离平衡有何影响?”引导学生类比化学平衡移动原理,猜测影响电离平衡的因素,并判断平衡移动规律,然后结合化学平衡移动的原理来验证这些猜想的准确性。根据两个或两类不同物质所具有的某种共性,推出其中一种物质可能具有另一种物质所具有的性质而形成猜想。学习“含硫化合物的性质和应用”时,根据SO2与CO2组成上的相似性及化合价上的异同,让学生展开猜想:①SO2是非金属氧化物,类似于CO2,有可能是酸性氧化物,可以和水、碱、碱性氧化物等反应;②从SO2的化合价来看,SO2中的S元素为+4价,化合价可以升高,SO2可能具有氧化性;③从SO2的化合价看,SO2中的S元素为+4价,化合价可以降低,SO2可能具有还原性。

从特殊、个别事实所获得的认识或规律,通过归纳提高到一般的认识和规律。如同主族元素和同官能团有机物的学习,就可以通过一个或几个具体元素或物质的结构与性质的研究,推导出一族元素或一类物质的性质,如通过学习氯来学习卤素,通过学习溴乙烷推测卤代烃的概貌。学习“钠、镁及其化合物”时,则根据已有的Fe+CuSO4= FeSO4+Cu等知识,归纳“金属与盐的置换规律”,进而猜想并验证Na与CuSO4 溶液的置换反应,从而认识金属和盐之间发生置换反应的普遍性与特殊性。

同一类事物可能具有相同的性质,根据化学现象和资料的某些重要特征,通过分析现象、整理资料形成猜想。为了探究不同溶液的酸碱性,在学习“盐类的水解”时,引导学生在对盐类分类的基础上根据已有的知识或认识进行猜想(表2)与实验验证,从而认识“谁强显谁性”的水解结果。

在学生进行猜想时,教师要适时地鼓励学生大胆猜想,帮助他们将已有的知识与在猜想中获得的新知识加以整合。在验证后,还应要求学生将事实和原先的猜想进行对照分析,从而培养学生批判、反思的能力。

三、以实验引导探究

新课程改革从“提高学生的科学素养”出发,倡导“从实验中学习化学”。在苏教版教材中设置了“观察与思考”和“活动与探究”等栏目,旨在为学生提供更多的实验探究机会。教材中的实验有验证性和探究性之分,对验证性实验的简单加工可以帮助学生领会知识内涵,为研究蛋白质的性质,可以设置以下3组对比实验进行探究:①向2支盛蛋白质溶液的试管中分别加入等体积的蒸馏水及饱和硫酸钠溶液,然后加水稀释;②向3支盛蛋白质溶液的试管中分别加少量乙酸铅溶液、加少量浓硝酸溶液、加热,然后加水稀释;③分别将一小块凝固蛋白、一根头发、一根棉纱线在酒精灯上灼烧,闻其气味。通过对比实验,引发学生思考实验现象有同有异的原因所在,推测并分析反应原理的异同,从而获取知识。

以实验的目的、原理、装置、步骤、现象和结论等实验方案的要素为切入点,可以为实验探究教学创造更多的实践途径,实验目的变“验证”为“探究”,实现了探究理念的发展与超越;实验原理变“单一”为“发散”,发展了发散思维;实验装置变“给予”为“创造”和实验步骤变“指定”为“设计”,发展了创造思维;实验现象变“事实”为“问题”、实验结论变“确认”为“批判”,发展了逆向思维和批判性思维,从而实现思维和实践层面上的发展与超越。以实验引导探究,不仅要创造条件让学生参与实验探究,还要努力发挥化学实验在探究学习中的作用,激励学生参与实验的设计,引导他们通过实验探索和发现解决问题的方法,在实验探究中培养学生的科学素养,使其学习方式实现由被动接受向自主探究的转变。

不论以问题、猜想和实验等策略还是以其他策略引导学生开展探究,只有遵循了知识的生成规律、化学的学科特点和学生的认知规律,才能真正体现“以学生为主体,以教师为主导”的教学观。

参考文献:

[1]教育部.普通高中课程方案(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.

[2]刘知新.化学教学论(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]阎立泽,韩庆奎,于清江,等.化学教学论[M].北京:科学出版社,2004.

[4]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学[M].南京:江苏教育出版社,2007.

[5]林海斌,胡江.基于实验的探究教学开发[J].化学教育,2009,30:(4).