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中学化学探究性实验教学模式的研究*

2015-12-09张少丽苗深花

菏泽学院学报 2015年5期
关键词:探究性课题化学

张少丽,苗深花

(曲阜师范大学化学与化工学院,山东 曲阜273165)

化学是一门以实验为基础的自然学科.化学实验是化学教学过程中最基本的也是最能体现化学学科独特性的教学手段.现代社会的高速发展对学生的探究能力和实践能力提出越来越高的要求.化学探究性实验是由教师或学生提出化学实验课题,学生自己设计实验方案,然后根据方案进行实验探索,正确处理实验结论的一类实验[1].它可以有效地使学生学习科学的探究方法,逐步形成自主探究意识,开发创新性思维,从而培养其科学探究和实践能力.化学实验探究性教学恰好迎合了当代社会对培养学生探究能力和实践能力的要求.因此,研究适合中学化学探究性实验教学的教学模式十分重要.

1 化学探究性实验教学实施的前提和保障

1.1 教师与学生角色的转变

师生角色的转变是化学实验探究性教学顺利开展的前提.

1.1.1 教师角色的转变

教师要转变教育理念.化学实验探究性教学过程不再由教师全盘控制、主导,教师应该相信学生的能力,适当放手还学生的主体地位,通过设置合理的问题情境,引导学生主动探究,逐步增强其实践探究能力.

1.1.2 学生角色的转变

学生要逐渐适应自己是课堂主人这一角色的转变,在学习过程中从被动接受化学知识变为主动探究并掌握研究化学物质变化的方法和程序,相信自己离开老师的“悉心呵护”而在老师的引导下也有能力自主发现问题、探究问题、解决问题,最终升华为自主探究的能力.

1.2 探究性实验课题选择要合理

合理的选题是使探究性实验教学顺利进行的保障.探究性实验在所有的实验类型中难度较大,如果探究课题选择不合理很容易打击学生探究的自信心,进而失去对实验探究的兴趣,所以要求教师要十分明确课题探究的内容,对其有整体的把握,设置合理的问题梯度.选择的探究性实验课题不应太难、太复杂,要简单易于操作,其主要目的是激发学生的兴趣、培养探究意识,在学生有了自主探究能力的基础后,可以让学生自主选择探究课题,教师给出建设性意见,循序渐进提升学生的探究能力.

2 化学探究性实验教学的特点

2.1 学生的主体性

教师不再是化学探究性实验教学过程中的主角,而是通过创设合理的问题情境,启发引导学生自主发现并思考要探究的问题,提出探究方案,解决要探究的问题.学生变被动为主动,在积极探求知识的过程中,掌握研究化学物质变化的一般方法和程序,培养化学创新思维,增强自主探究与创新能力,学生在课堂教学中的主体性得以充分体现.

2.2 教学过程的探究性

化学探究性实验不同于传统的验证性或演示性实验,整个探究过程不再由教师全盘控制,教师只负责提出富有启发性的指导建议,帮助学生认识到解决探究过程中出现的问题的方法并不唯一、明确.学生通过自己思考发现探究问题、提出研究假设,收集数据资料、讨论交流后制定验证方案.在这一过程中,学生在教师的鼓励启发下独立思考、大胆质疑,在探究过程中能提出解决问题的新方案[2].教学过程的探究性特点可以启迪学生的思维,增强对自主探究的认识并培养积极探究的精神.

2.3 教学课题的开放性

化学探究性实验教学内容的选取不再仅仅局限于课本所提供的实验内容,探究的内容及形式丰富多样.既可以将一般的验证性实验改进后进行探究,也可以就与生活息息相关的化学问题以及工农业生产中的化学问题进行探究.课题的开放性不仅可以帮助学生理解学科知识,丰富学生课堂探究的内容,还可以认识到化学学科的生活性,树立科学源于社会生活,学习科学是为了更好地造福于人类生活的思想,为以后立志从事科学探究打下基础.

2.4 同学之间的合作性

21世纪是一个个性化十足的时代,每个人看待问题的角度不同,对问题的理解也就不同,解决问题的方法也不同.因此,学习只有集百家之长,才能不断取得进步.所以学生想要取得学习上的成功,就应该学会与同学之间以及与老师之间的合作.化学探究性实验往往采用实验分组的方式合作探究,小组成员相互配合,小组之间讨论交流,教师在整个探究过程中进行指导,使实验在合作中有条不紊地进行下去.探究过程中个体之间的交互过程,可以有效地锻炼培养学生的合作精神.

2.5 教学内容的趣味性

化学实验有着浓厚的趣味性,不论哪个学段的学生对化学实验的认识都存在着一定的感性.所以化学探究性实验教学要抓住学生的认知特性,教师在教学过程中不断出新招、出奇招,尽最大努力增加探究内容的趣味性,激发并保护学生的好奇心,逐步将对探究性实验的兴趣转变为自主探究的内部动力.

3 化学探究性实验的教学模式及其程序

3.1 化学探究性实验的教学模式

参考有关学者对探究性实验教学的研究,并综合考虑学生的心理认知发展特点,以及由探究课题内容的来源、难易程度和师生间的互动方式,将化学探究性实验教学模式分为课内限定式师生共同探究和课外开放式学生自主探究两种模式.两者呈递进关系,前者的开展是为后者顺利进行做铺垫.

3.1.1 课内限定式师生共同探究教学模式

这种教学模式在课堂教学的限定下,探究课题大多源于教材的实验内容,难度较小,教师对于实验过程和结论大多都能预测,其主要的目的是激发学生探究化学的兴趣并锻炼基本的实验操作技能,引导学生发现问题并培养解决问题的能力.学生在教师的启发引导下按照一定的教学程序循序渐进,借助探究学习化学知识以及探究的过程与方法,体验探究的乐趣,教师和学生是一对共同探究体.

3.1.2 课外开放式学生自主探究教学模式

这种教学模式是在课内限定式师生共同探究教学模式的基础上,学生有了初步实验探究的能力后,根据自己的兴趣选取与社会生活密切相关的探究课题进行探究.探究的内容和过程都十分开放,但探究的难度较大,对于实验的探究过程和结果一般不能准确预知,所以教师一般只提供建设性的意见和指导.其主要目的是通过学生自主探究进一步提高学生自主发现问题、分析问题和解决问题的能力,认识到化学在社会生活中的巨大作用,树立科学源于生活、源于社会的意识,培养学生运用所学知识解决生活和工农业生产中问题的能力.

3.2 化学探究性实验教学的程序

学生可以通过化学探究性实验学习化学知识、掌握科学研究的方法并学以致用提高实践能力.根据化学课程标准中关于重视探究学习活动,发展学生的科学探究能力的教学实施建议[3],总结出两种不同探究模式下的化学探究性实验的教学程序.

3.2.1 课内限定式师生共同探究教学模式的程序

课内限定式师生共同探究教学模式的程序,见图1.

图1 课内限定式师生共同探究教学模式的程序

确定课题:不是所有的课题都适于课内探究性的实验教学,因此需要教师对教材有全面、深刻的认识和把握.探究课题的难度要适宜,过大会打消学生的积极性,难度太小则激发不起学生的探究欲望;内容则既要贴近实际生活又要使学生学习到相关的化学知识,这样才能保证学生在完成学习知识的基础上,积极主动地进行探究活动.课内限定式模仿探究教学模式课题的确定对教师的能力有很高的要求.

提出假设:在探究课题确定后,教师要利用相关的问题情境引导学生思考、发现探究的问题,并联系学生已有的化学知识,针对探究问题提出合理的研究假设.探究的初始阶段,学生的知识有限,只给出探究课题会让学生感到无从下手,学生只有带着探究问题才能有针对性地完成探究,所以教师要遵循学生的认知规律,明确课题的探究内容以及要达到的探究效果,引导学生找到正确的探究方向,逐步提升学生提出探究问题的能力.

制定方案:对课题要探究的问题提出有针对性的假设后,学生在教师的引导下,根据所学的知识以及查阅资料后模仿已有的实验方案制定验证方案.对于中学阶段的学生来说模仿比自主创新容易得多,但完全照搬已有的实验方案就失去了探究的意义.学生应该有自己的想法,教师则要鼓励学生在前人的基础上大胆创新,引导启发学生积极思考,制定出合理、可行的验证方案,以培养学生的创新意识和创新精神.

实验验证:学生在确定探究方案后分组进行实验,在探究过程中,除了认真进行实验操作、仔细观察实验现象并做好记录外,还要注意与同组其他成员的分工与合作.这样既可以提高学生最基本的实验操作能力,又能增强学生与人团结合作的意识.

得出结论:结论是将提出的假设与实验验证统一起来的重要环节,通过问题观察现象,透过现象思考问题,最后由小组成员间讨论交流得出实验结论,从而将实验现象与对应问题的假设有机地联系起来,并通过实验现象帮助学生理解知识,加深记忆.不是所有的实验都可以成功地做出相应的实验现象,教师应该抓住实验的这一特性,引导学生自主分析实验失败的原因,提高分析问题的能力,体验到科学探究的艰辛.

例如“验证碘盐中碘元素的存在形式”的实验探究教学程序,如图2所示.

图2“验证碘盐中碘元素的存在形式”的实验探究教学程序

3.2.2 课外开放式学生自主探究教学模式的程序

课外开放式学生自主探究教学模式的程序,见图3.

图3 课外开放式学生自主探究的教学模式的程序

确定课题:学生在进行了课内实验探究之后,有了一定的自主实验探究能力,可以根据自己的兴趣,选取与社会生活相关的化学问题作为研究课题,并在教师的建议启发下发现、提出要研究的问题.

制定方案:教师对学生选定的课题进行要点分析、点拨,学生则通过教师提供的方法途径收集、查阅相关资料,制定出合理的实验方案.教师与学生探讨交流以确保实验方案的安全性、可行性、科学性和创新性.

实验验证:学生根据拟定的实验方案进行验证,探究过程中要仔细观察现象、记录数据,教师则全程提供指导,学生可以对实验过程中出现的问题与老师讨论交流,及时消除疑惑,保证探究实验顺利地进行.

得出结论:完成实验验证后,学生将整个过程以实验报告的形式整理得出探究结论,将实验过程中出现的问题、实验成败的关键加以分析总结,并将自己的体会也以文字的形式总结出来.教师则对学生的探究过程进行分析、评价,肯定学生的优点,加强学生自主探究的信心,并针对过程中出现的问题给出合理的解释和改进意见,掌握学生对于实验探究的心理动向,及时予以鼓励和调整,保持学生对实验探究的欲望和兴趣.

实践应用:自主探究选取的课题源于生活,学生将自己的探究成果应用到生活实践中去,有利于强化探究成果.英国著名哲学家培根曾经说过:“知识就是力量.”没有经过实践验证的知识是无法转变成所谓的“力量”的.学生自主探究化学知识也是如此,只有通过实践运用才能转化成自己解决问题的有效动力,没有实践过的知识永远只是残存在大脑中的文字或符号,不能成为帮助自己克服困难、解决问题的经验或方法.所以学生应学以致用,在实践中检验探究实验的结论是否具有应用价值.

例如“碘盐中碘含量的测定实验”的探究教学程序,如图4所示.

图4“碘盐中碘含量的测定实验”的探究教学程序

化学探究性实验教学模式的实施,不仅有利于学生学习和掌握化学知识、锻炼实验操作技能;而且可以促进学生转变学习方式,学生从被动接受转变为积极探究;相比于强调实验结果,更加注重体验探究过程;化学探究性实验教学模式作为实现人才素质全面发展的一种有效手段,对教师的素质要求更高.因此,教师不仅要研究课本内容,更要了解学生的心理认知需求,找到学习知识与培养解决实际问题能力的最佳契合点,不断改进教学方法、调整教学进程,使教学达到最佳的预期效果.总之在化学实验教学的过程中,教师应重视探究性实验教学模式的开发和利用,为培养创新型人才打下基础.

[1]苗深花,韩庆奎.化学实验教学论[M].北京:科学出版社,2012.

[2]李红.中学数学实验探究教学模式的研究与实践[D].济南:山东师范大学,2005.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验稿)[Z].北京:人民教育出版社,2003.

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