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化学实验教学中培养学生探究能力的研究

2011-04-13成际宝曹晓香郭玉芳

化学教与学 2011年7期
关键词:探究实验教师

成际宝 曹晓香 郭玉芳

(江苏省高邮第一中学 江苏 高邮 225600)

新课程标准的核心理念是为了学生的一切发展,关键之一在于培养学生的探究能力。化学学科的特点是化学实验,应着重通过化学实验培养学生的探究能力。要在化学实验教学中培养学生的探究能力,首先教师的实验探究理念与职能要进行转变,其次要促进学生的探究理念转变,再者要有一套培养学生探究能力的步骤。笔者及课题组对此经过研究多年,阐述如下:

一、教师实验探究理念与职能的转变

1.从传授知识转变到方法传授

实验探究教学中,教师的理念应从传授知识转变到传授方法。知识永远是学不完的,只要掌握学习方法,学生才会终身学习。如在学习二氧化硫性质一课时,先引导学生思考SO2可能与什么物质的性质相似?让学生得出CO2,再引导学生实验探究如下问题:

(1)SO2与CO2的化学性质有那些相同点?

(2)SO2与CO2的化学性质有哪些不同点?

学生通过思考、查阅资料、小组讨论、提出探究方案、实施实验探究,最终都能或多或少的得到点儿结论。教师关键在于要引导学生分析学习二氧化硫时用了什么方法?得出对比法在学习中的应用。建议大家课后用对比法复习氧气与氯气性质的异同点,加深对比法的应用。接着引导大家分析SO2与CO2为什么有这些异同点?归纳到物质的类别与价态上,即归纳到理论高度,再引导大家从物质的类别与价态的角度课后探究两者还有哪些异同点?最终让学生认识到理论对探究的巨大引领作用,最终使学生充分体验到学习方法的重要性。

2.从担心学生探究出错转变到担心学生不出错

实验探究过程中,教师经常担心学生探究出错,耽误时间、影响进度。实际上教师大可不必如此,既然是探究,就有可能探究错,探究错了大家再讨论、再探究,这就是实验探究的特点,也是科学进步的过程。在新课程教学中我们着重关注的是探究过程,而不是结论;着重传授的是方法,而不是知识。如果在探究过程中,学生都不出错,反而应该是不正常的现象。如上例中,二氧化硫与二氧化碳的化学性质异同点是很多的,除了重点以外,学生没有必要全部掌握,只要学会对比法和理论法就行。这样可供探究的时间就多了,教师的教学重点就凸现了,教学进度就保障了。

3.从全盘探究转变到重点探究,同时不否定其他问题探究的可能性

实验探究过程中学生提出的问题是多种多样的,由于受课堂时间和学生水平所限,学生提出所有问题不可能都去探究,我们只能就重点问题进行探究。对于课堂上难以探究的问题,可以留到课后让学生查资料、做实验自我探究或者师生、生生共同探究,而不应该当场否定。

例如在《化学能与电能》的教学中,首先让学生明确电力在当今社会的重要性,通过分析火力发电的原理、利弊和燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化,引导学生提出探究问题:能否设计一种装置直接将化学能转化为电能(以锌与稀硫酸反应为例)?怎样才能实现这个转变?引导学生对以下系列问题进行探究:

①反应中哪种物质失去电子,哪种物质得到电子?

②锌是通过什么途径将电子转移给溶液中的氢离子的?

③用什么办法使锌与氢离子分开,不让氢离子直接在锌表面得电子?

④如果用导线将锌片和铜片连接,再平行插入同一盛有稀硫酸的烧杯中,推测氢离子到哪里得电子?导线中有无电流?如何知道导线中有电流?

通过以上设计将重点问题系列化、层次化,促使学生顺利实施实验探究。当然学生在此实验探究过程中,他们也发现了其他很多问题,如锌片上也产生气泡、时间一长铜片上的温度也有升高等,由于不是课堂上主要解决的问题,教师可以引导学生课后探究但千万不能否定这些问题,这样既能使探究在课后延续、发展,又充分保护和调动了学生探究的积极性。

4.教师职能的转变

实验探究教学中教师首先明确实验探究的主体是学生,应充分体现学生的主体作用。教师在课前要充分研究学情,即学生的基础如何、什么问题是独立探究可以得到的、什么问题是学生合作探究所能得到的等。提出的问题要让学生能够探究,不至于多数人不会探究或探究好长时间没有结果,或一下子就得到探究答案。因此教师的重要职能之一就是在课前选取高质量、有层次的探究问题。探究问题提出后不能急于做答,更不能一提出问题就马上去启发,要给学生查阅资料和充分思考时间,给学生一个讨论问题的机会,让他们智力的火花相互碰撞,在碰撞中使思维得以深化。因此教师的重要职能之二就是引导学生如何发现问题、如何思考、学会采用何种学习方法和探究方法,激发大家的探究兴趣与保持探究的热情。对于学生提出的各种想法或方案,首先要肯定他们的勇气,尤其是合理而又有新意的应及时予以表扬,对于不足的部分时要引导学生对其质疑、分析评价,协助学生完善其方案,然后鼓励学生通过所选方法去完成实验探究,确保学生实验探究有一定的成果。

二、学生实验探究理念的转变

1.实验探究一定要到实验室去进行

提起实验探究,学生就往实验室跑,好象实验探究一定非要在实验室完成不可,实际上不一定如此。实验探究也可以借助于别人的实验成果来完成自己的探究,而不一定非要每个实验都要自己完成,因为我们都是站在前人肩膀上的,要完成所有实验也是不现实的。对于有些实验探究,我们对要做的实验进行多角度查阅资料,就可以得出探究结论。再者将来你毕业了,想实验探究个问题,还有哪个实验室等你来做呢?

2.实验探究的一定是书本上的实验

进行实验探究,学生往往翻开书本或实验手册的某页进行实验。其实化学是一们实践性学科,现在的书本实验来自于社会、生活,如能将很多课本实验改成生活中的实验,效果要好得多。如进行硝酸性质实验时,将其改成探究假元宝的主要成分,既学习了硝酸的性质,又调动了学生的学习兴趣。

3.我会实验探究吗

很多学生认为实验探究很神秘,离我很遥远。实际上很多东西值得我们应该去探究但我们没有,如形成你家门口河中的污水原因以及如何处理问题等,我们就可以用学到的知识去探究解决,但你去探究了吗?

4.实验探究一定要有教师在场指导

进行实验探究,学生首先想到要有教师在场指导才行。等到你毕业了,还有哪个老师专门来指导你呢?因此当你进行实验探究时,首先评价实验操作的危险性。如果没有什么危险,就不一定需要教师在场了,如探究加碘食盐中是否含有碘元素的实验;如果有危险,要对防止危险的发生提出预案,实在不行的话,再请教师到现场指导与协助。

三、培养学生实验探究能力系列步骤

1.创设认知冲突,激化探究欲望

只有学生的认知产生了冲突,才会激发学生产生探究的欲望。通过对伏打电池起源的探究,让学生共同探讨死去的青蛙腿为何会抽搐?为什么只有在特定条件下蛙腿才能抽搐?死去的青蛙怎么会抽搐呢?

2.引导学生观察生活,培养学生探究意识

发现问题比解决问题更为重要。现实生活中的有很多问题与化学有关,很多情况下用我们学到的化学知识就能解决问题,但又有多少人去解决问题呢。如身边的环境污染问题,什么是该污染的主要原因等,不是我们的学生知识水平不够,而是没有意识到,即没有问题探究的意识。因此教师在探究过程中应注重培养学生发现问题、主动探究问题的意识。如果有较强的问题探究的意识,将来即使离开教师,他也会自己思考问题,也能在社会这个大舞台中发现更多的问题去探究。

3.培养学生基本操作技能

现实生活中的很多问题与化学有关,不是所有同学都没有探究意识,为什么大多数人没有去探究?原因是多方面的,其中重要的一点就是学生的实验基本操作技能差。很多初中、高中学校的化学实验开放率较低,导致很多学生基本实验操作很不规范、基本技能较差。学生在实验探究过程中,教师总是担心安全问题,如加热试管时,他不会将试管口对准自己,但在不知不觉中会对准其他同学和教师;再如在氯气的性质实验中,学生将氯气的性质实验装置装了半天,才装好,而且还漏气,漏了气,还不知道如何去检查。因此教师要经常以身示范、经常用视频播放基本操作录象、经常在实验探究过程中指导其正确的基本操作,在实验探究中培养学生的规范操作和提高其基本技能。只有学生的操作能力强,才能又快又好地探究解决所发现的的问题。反之就是实验探究的意识再好、方法再多、理论水平再高,如果动手能力不行,最终还是解决不了问题。

4.培养学生实验仪器替代能力

前面研究到很多学生看到生活中许多问题与化学有关,为什么大部分同学没有去探究?还有更重要的就是学生手中没有仪器和药品,他拿什么去进行探究呢?因此我们在日常的实验探究教学中,要培养学生的仪器替代能力。学生最终要走向社会,为了使学生在将来也能探究他所发现的问题,因此在平时的实验结束后,就要求学生找出本次实验中哪些仪器可以用生活中常见用品来替代?如实验室做实验时大多是用试管,到了家里没了试管用什么替代?就可以用感冒胶囊的底版来替代,或将雪碧或果粒橙瓶子的底部剪开,有凹槽的部分就可做反应器。注射器,气密性好,活塞上下伸缩性好,不仅取液方便,还可以取用气体试样,还可以满足恒压、恒温反应的不同需要,它还有比较精确的刻度,可做计量和控制反应进程;注射器也可与软塑料瓶、导管等组合成气体发生器。滴眼液的滴瓶就可以用来做胶头滴管。医用带刻度的药剂瓶、输液用的导管经消毒后,可以当量筒、导管使用。生活中的冰激凌的小勺可以做取用固体药品的药匙;纱布可以作为滤布;在超市可以买到漏斗、温度计等许多作为仪器使用的东西。因此平时经常要求学生收集日常生活用品,如塑料瓶、装药的小药瓶、西药片剂的底版,废旧电池中的锌皮、碳棒等,说不定就成为实验探究的仪器和用品。

5.培养学生药品的替代能力

对于实验探究所需要的药品,可以到正规药店、化工试剂店去购买,也可以去学校实验室、科研机构实验室去借或代买。至于家庭实验,不太精密的话,就可以用一些药品去替代,如淀粉就可以自己制作也可以买;酸就可以用白醋酸代替;强碱如没有烧碱,看看能不能用石灰水来替代等;还可以用一些药的主要成分来进行实验,如市场出售的纯碱中含有比较纯的碳酸钠等。要求学生注意某些含化学物质比较纯的药,注意化工试剂店、药店中卖哪些试剂,这样实验探究需要时就能找到自己需要的药品。

6.将验证性实验改成探究性实验

书本上的实验大多是验证性实验,我们可以用它来培养学生的实验操作规范与动手能力。同时我们应该对课本实验进行改装,将验证性实验改成探究性实验。如讲氢氧化铝的性质实验时,不如改成探究药“斯达舒”中是否含有氢氧化铝,这样学生的积极性、探究性顿时就高涨了起来。这样既应用了所学的知识来解决了现实的问题,又要让学生体验了学习的成就感。

总而言之培养学生探究能力,教师首先要在课前设置高质量、有层次、有针对性的探究问题,确保学生独立和合作探究后能够探究成功。其次在探究教学过程中,就探究问题抓大放小。抓大即把握住重点系列问题进行探究,利用知识为载体激发学生探究问题的意识与欲望、传授探究方法、引导学生如何思考问题、指导学生规范操作、培养基本操作能力,为学生的终身探究打下坚实的基础;放小即使学生课后利用己建立的实验箱接着进行探究,使探究得以深入和发展,从而将探究实验延伸到家庭,并且可以延伸到未来。最后教师应在课后分析学生本节课中出现的问题,针对性设计出下一节课探究问题,使探究得以升华和发展。

[本文为江苏省教育学会“十一五”科研课题,课题编号1085]

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