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探中出真知

2018-04-02宋海潮

湖北教育·教育教学 2018年3期
关键词:氢氧化钠变质气体

化学实验是开展化学探究的基本方法,对于提高学生的动手能力、观察能力、思辨能力具有重要作用。然而,课改至今,用讲述代替操作、用做题代替探究的现象始终不同程度地存在。襄阳市樊城区教研室宋海潮名师工作室在实践中提炼、总结出的“三探五段”实验教学模式,较好地克服了这方面的弊端。

“三探五段”的结构与内容

“三探”指探究文本、探究操作、探究结论。它既是一种教学思想,又是课堂教学活动的三大环节。

探究文本的主要任务是明确实验目的,了解实验原理,提出猜想并初步设计出实验方案,基本思想是学生自主探究、独立思考;探究操作的主要任务是确立猜想,选择方案,设计实验,选择器材,实验分工,合作实验,记录现象,获得证据,基本探究思想是师生合作、小组合作;探究结论的主要任务是梳理信息,归纳对比,分析推理,获得结论,完成报告,展示交流,完善方案,质疑互补,共同成长,基本探究思想是质疑思辨。

“五段”指明确目标、自主学习、合作探究、展示交流、当堂测评,是具体的教学流程。如果与三大环节对应起来,“明确目标、自主学习”对应于“探究文本”,“合作探究”对应于“探究操作”,“展示交流、当堂测评”对应于“探究结论”。

每一个流程的具体任务分别是:明确目标阶段,引导学生分析学习目标,明确实验目的,并宣布个人评价与小组评价相结合的评价措施;自主学习階段,明白实验原理,根据实验器材自主设计实验流程;合作探究阶段,先小组合作,讨论交流,选择出合理的实验方案,然后合作完成实验,并根据实验现象、数据等得出结论;展示交流阶段,要求学生在观察提问、实验比较、推理概括、质疑补充中掌握基础知识,理解实验原理,落实学习目标,明晰学习方法,完善知识结构;当堂测评阶段,设计5~8分钟的达标检测题,促使学生巩固所学知识,达成学习目标。

“三探五段”的教学策略

“三探五段”是一个整体,不能将其割裂开来谈论教学策略,但因二者又有一定的区别,为了表述方便,笔者将二者分开来谈。

1.三探,重在一个“探”字

作为一种教学思想,“三探”着重突出了“探”的思想。

(1)以学定教,确定“探”的方向

教要以学为起点。教师准确地把握学情,以学生的最近发展区为着力点引导其开展探究,能激发他们的学习动力。把握学情的有效方法是鼓励学生先学,让其在自学过程中发现问题,提出疑问,然后教师据此归纳、提炼出学习主题。

人教版初中化学第一个实验探究活动是“探究呼出气体和吸入气体的成分”。课前,教师先收集学生在提出问题、进行猜想、设计实验方案等方面遇到的问题和困难,然后筛选、归纳,确定出共性问题并分别制作出“资料卡片”。实验课上,教师根据学情提供“资料卡片”,帮助学生了解呼吸后的产物氧气、二氧化碳性质的不同之处,以及如何收集呼出的气体等,引导他们制订出具体的实验方案;接着让学生展示实验方案,并在对比不同小组方案的基础上提出疑问;然后教师根据学生的表现打开不同的“锦囊卡”,提供对比实验控制变量的要求,如,如何证明氧气的含量不同,如何证明二氧化碳的含量不同等,引导学生讨论对比,不断完善、形成三组对比实验;最后学生分组完成实验、记录实验过程,并推理出实验结论。

上述每一个环节,学生探的方向都十分明确,并且这些方向都基于学生的起点,所以他们学得轻松,掌握得牢固。

(2)点拨启发,找到“探”的路径

在探究推进的过程中,学生常常因为思维不清晰导致实验操作无头绪。教师设计有效的问题,或为学生指点探究方法,或暗示学生可选用的探究材料,或点燃学生思维的火花,能让他们豁然开朗,找到“探”的路径。

比如,“氢氧化钠变质”的实验探究中,教师可以在探究文本、探究操作、探究结论时,分别提出具有启发性的问题。

探究文本时可以提出这样的问题:根据所学知识归纳,氢氧化钠为什么要密封保存?氢氧化钠与空气中的哪些成分发生反应?变质后生成的物质与氢氧化钠的性质有什么相同点和不同点?敞口放置的氢氧化钠变质后的成分有哪几种可能性?这些问题能打开学生思维的突破口,引导他们从氢氧化钠与空气成分的反应入手,探究相关物质的性质。

探究操作时可以提出的问题有:用哪些方法可以证明氢氧化钠变质了?氢氧化钠与碳酸钠的水溶液都呈碱性,如何证明氢氧化钠的存在?如何排除碳酸钠对氢氧化钠验证的干扰?如果证明碳酸钠存在的同时,还要证明氢氧化钠的存在,你会选择什么物质证明碳酸钠的存在?氢氧化钠没有变质,只需要验证固体中没有哪种物质?氢氧化钠部分变质,需要验证固体中有哪些物质?氢氧化钠全部变质,如何验证固体中全部是碳酸钠而没有氢氧化钠?归纳以上问题,我们只需要选择哪两种试剂,做哪两个实验呢?一系列问题能让学生一步步理清实验思路,最终排除干扰找到合适的实验方案。

探究结论时可以提出的问题包括:出现什么现象证明氢氧化钠没有变质?出现什么现象证明氢氧化钠全部变质了?出现什么现象证明氢氧化钠部分变质了?当溶液中碳酸根离子和氢氧根离子同时存在时,如何检验这些离子的存在?如果氢氧根离子、碳酸根离子、硫酸根离子同时存在,利用我们所学的探究原理,如何分别进行检验?这些问题既能巩固所学知识,又能为学生提供总结规律、拓展思维的路径。

2.五段,突出一个“段”字

层次分明,循序渐进,且每一个阶段的目标与任务清晰,是对一节好课的基本要求。“五段”正是为了达成这些要求所设置,与此相应的教学策略主要有三种。

(1)层层推进,步步为营

实际操作中,探究内容和步骤是合理分解在“五段”之中的,分解时做到层层推进、步步为营,学习才能张弛有度,一步一个脚印。

我们来看“二氧化碳的实验室制取的研究”的“五段”分配情况。一段,明确实验目的是初步学会选择合适的原理制取气体,会选择发生装置和收集装置,会检验制取的气体。二段,根据文本资料了解实验室制取气体原理的一般要求,如原料易得廉价、实验速率适中、生成气体纯净等;对比实验室制取氧气的相关内容,知道通过反应物状态和反应条件选择发生装置,通过气体的密度和水溶性选择收集装置;回顾二氧化碳气体的检验方法,为后面的探究打好基础。三段,分小组开展碳酸钠、碳酸钙、石灰石与稀盐酸反应,以及石灰石与稀硫酸反应的对比实验,选择合适的物质制取二氧化碳;讨论选择实验装置的依据,各小组选择实验装置,通过实验收集一瓶二氧化碳并进行检验;记录相关的现象和感想,为后面的分析和推理提供支撑。四段,各小组展示自己的实验装置,以及实验装置的特点;展示验满和检验方法的不同;通过交流完善思路和方法,达成实验目的;构建知识框架,梳理探究流程,明确探究原理。五段,教师展示几种不同的装置图,让学生寻找这些装置与他们选择的装置有什么不同之处,并思考它们在制取二氧化碳的过程中有什么特殊作用。

这样的五段既相互独立,又前后关联,它们能引导学生经历一个完整的学习过程,并最终达成学习目标。

(2)任务驱动,目标明晰

任务驱动、目标明确是“五段”的基本策略,这种特点在上述“二氧化碳的实验室制取的研究”中已鲜明地体现出来。为便于理解,笔者再结合这个实验做简要分析。

一段的任务是明确实验目的,并从原理、装置、检验三方面入手理清探究思路,也就是明确“做的目的”。二段的任务是根据自学提纲,预习实验室制取二氧化碳的化学反应方程式的相关内容,包括如何选择发生装置,如何选择收集装置、实验步骤等,也就是知道“做什么”。三段的任务是小组合作,完成实验。具体有四个任务:一是对比实验,记录现象,讨论如何选择反应原理;二是知道如何选择发生装置和收集装置,并对装置进行组合;三是知道如何验满和验证气体;四是制取并收集一瓶气体,并进行验证。简而言之,这个阶段的任务是知道“怎么做”。四段的任务是分组展示,总结、归纳出实验室制取气体的一般思路,以及选择发生装置、收集装置的依据,也就是明白“做的规律”。五段讨论教师所给装置图的特点和作用,拓展应用,也就是明白“还能做”。

上述五段,每一段都有具体的任务、明确的目标,每一段的侧重点都不一样,但它们的指向是归一的,即让学生在动手动脑中获取知识,形成科学探究的意识。

(3)小组评价,合作共赢

“五段”教学强调小组合作,所以评价的标准偏重于组内之间的互相督促,互相帮助,互相激励,共同进步。

一段,教师公布評价方案,激发“我能行”的探究热情。二段,小组间互相抽查自学提纲完成情况,督促组内同伴不掉队。三段,组内合作完成“实验和探究报告”,教师抽查评价,评定等次。四段,每小组展示正确者加分,鼓励学生大胆表现、善于质疑、勤于思考。五段,检测反馈,综合评价,让学生得到肯定和赞赏。

小组捆绑式评价强化了学生之间的监督与帮助,弥补了教师难以精准辅导的不足,对整体提升学习质量大有裨益。

3.三探五段,“探”为核心

科学探究是新课改倡导的核心理念。“三探五段”是在践行这种理念的过程中形成的实验教学模式,它包含着明、暗两条主线,明线是实验内容的探究,暗线是学生科学探究能力、精神的培养。事实上,每一个实验只不过是一个例子,教师应借助这些例子,倾注心血去引导学生学会实验探究的方法,让他们领会实验探究的基本流程和根本思想。比如:如何提问?怎样根据所学知识进行猜想?怎样设计实验方案(特别是对比试验)?怎样从几组实验方案中选择最佳的实验方案?如何评价实验方案、实验装置的优劣?什么是有效的证据?分析推理的方法有哪些?这些才是“三探五段”希冀的目的。

(作者单位:襄阳市樊城区教研室)

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