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化学教科书注重通过实验来反映化学原理和事实,淡化了学生实验与演示实验的界限,提倡学生多做实验,把实验作为化学学习的重要手段。而化学探究实验能够帮助学生获取基础知识和基本理论,能够激发学生的创新欲望和兴趣,能够发挥学生的积极性、主体性。
一、运用探究式教学
探究式实验给学生提供一个通过亲自探究来学习化学知识的途径,是把学生看作是天生的探究者,从而培养学生科学的学习方法、创新意识及创新技能。
1.创设探索情境,提出探究问题
教师在教学中应尽量创设困惑(问题)情境,由学生自行提出问题,敢于设想,敢于怀疑前人的结论,激发好奇心和求新求知的欲望,产生亲身探究的强烈意念,增强学生的创新意识。比如,在学生学习燃烧条件的活动与探究实验中,教师可在活动前关上门窗、拉上窗帘,创设黑暗的情境,使学生产生较强的好奇心。教师将一小块白磷用棉花和纸张包紧,在上面加一些废纸,过一会儿,白磷在学生们的议论声中突然起火燃烧,创设了“鬼火”的景光,激发了学生强烈的探索意念。由此而来,有很多问题便在学生之间讨论开来:“不点火就能燃烧,真奇怪?”“火是怎样来的?”“物质为什么可以着火燃烧呢?”等等。从而在学生中间出现了寻找问题根源的创新思维,提高了学生发现问题的能力。
2.创设探索情境,让学生亲临探究
在教学时,教师可抓住知识重点改验证性实验为探索性实验,让学生处于一种主动探索知识的状态,这对培养学生的创新能力和思维的开拓非常有利。比如,在学习酸与指示剂作用的性质时,教科书中编排有稀盐酸或稀硫酸和指示剂进行简单混合的验证性实验。假如教师或学生先设疑:水能否使石蕊试液变红色?氯化钠溶液是否也能使石蕊试液变红色?氯化氢气体能使石蕊试液变红色吗?然后,让学生认真分析问题,设计探索问题的方案。在学生探索上述问题的基础上,再进行稀盐酸或稀硫酸和石蕊试液作用的实验,学生很容易得出稀酸溶液中实际对石蕊试液起作用的成分,最后产生了所有的酸都有这种性质的总论。整个过程学生都处在探索和摸索的状态,活跃了学生的思维,激发了其积极主动探索的热情,激活了创新能力。
3.设计探究方案,开放实验室
教科书中有些活动与探究实验要求学生认真分析问题,处理相关信息和材料,然后自行设计探索实验方案。一开始学生设计实验方案可能有点困难,教师应做适当的引导,从设计实验方案的科学性、可行性、安全性、创造性及实验的趣味性培养学生设计实验方案的方法,使学生养成良好的设计习惯,深化学生的创新思维。当学生按自己设计的方案进行实验时,教师应大胆开放实验室,让学生亲自寻找药品和仪器,避免了传统的“填鸭式”实验和教师准备学生只管“照方抓药”式实验,又让学生自由组合成小组方式,充分体现了师生互动、生生互动的特点。
二、创设课堂情境
创设课堂情景对学生来说,是引发认知冲突的条件,是探究思维的导火线,是学习的内驱力,它可以使学生的求知欲望由潜伏状态转为被激活的状态。而对教师来说,它则是引发学生认知冲突的手段。
1.创设认知冲突情境
在学生原有知识储备和知识经验的基础上,有意识地让学生陷入新的困境,以形成新的认知冲突,从而唤起学生对新知识的渴望和探求的一种问题情境。例如,在“溶液的酸碱性”部分,让学生测一测HCl、NaCl、NaOH及Na2CO3溶液的酸碱性,当学生滴加无色酚酞试液后,测知Na2CO3溶液显碱性时,即产生了与已有认知(酸溶液显酸性,碱溶液显碱性)相矛盾的认知冲突。通过这类问题情景的创设,将学生置身于学习的矛盾氛围中,可大大提高学生的求知欲,激活思维的兴奋点,从中培养学生思维的严谨性、批判性和深刻性。
2.创设探究性实验情境
传统验证性实验教学模式是按“问题→原理→结论→实验证明”的教学模式进行的,在教学过程中学生缺乏独立思考和创造能力,对实验结果只能机械记忆和机械操作。只有适当地增加探究性实验的比重,让学生主动地探究结论,才能激发学生的的学习热忱和学习欲望。例如,当学习了金属和盐的置换反应后,一位学生写出“2Na CuSO4 =Na2SO4 Cu”这个错误的化学反应方程式,这是很多学生容易犯的共同问题。我就让学生自己动手做Na和CuSO4溶液反应的实验,在事先不知道结论的情况下,让学生自己去探究。并要求描述实验现象,展开分析讨论。学生通过实验现象,得出了并没有红色的铜生成,而是生成了蓝色的氢氧化铜沉淀这一结论,这说明Na和CuSO4溶液不会发生置换反应,而是发生了其他的化学反应。这样利用探究性实验既解决了问题,又拓宽了学生的思维空间,让学生在不知不觉中培养了严谨的科学态度和创新意识。
3.创设实际生活情境
理论联系实际,是化学教学必须遵循的原则,同时也能使学生学以致用,对培养学生的能力,扩大学生的知识面,激发学生的学习动机与兴趣等具有独到的作用。例如:在讲授二氧化碳一课时,可以通过对二氧化碳在自然界的循环的讲述,说明二氧化碳在自然界的重要性,引入新课。当学完二氧化碳的性质后,可以让学生用学过的知识解释人工降雨的奥秘,大自然那千姿百态的钟乳石、石柱、石笋等形成的化学原理。这样,不仅加深了学生对二氧化碳性质的认识,而且大大地提高了其学习化学的兴趣。只有与“生活”紧密联系的课堂,才是真正的“新课堂”。只有让学生把日常生活中的所见所闻与理论知识结合起来,将新知识与自己认知结构中的原有知识建立起实质的联系,才有助于学生真正理解新的知识。
三、优化课外拓展
开展各种课外活动时,教师要正确引导学生按各自的爱好参加不同的兴趣小组,充分发挥学生自身的潜能,发展自身的特长,围绕某个主题进行大胆的创新,促使学生思维的开拓和能力的培养。除了开展一些趣味实验、小制作、小发明等活动之外,笔者认为应重点放在以下三个方面:
1.开展实验设计,激发创新意识
比如,在学完氧气和二氧化碳性质后,我要求学生利用所学知识设计一个实验来区别氧气和二氧化碳两种无色无味的气体。此时学生思维活跃,大胆联想,认真设计,努力创新,很快设计出了很多种方案。其中摘要几种如下:①用燃着的木条试验;②用一只小昆虫试验;③加入少量澄清石灰水试验;④用两个相同的塑料瓶收集两种气体,分别加入半瓶水;⑤用两个相同的塑料瓶收集两种气体,分别加入半瓶氢氧化钠溶液;⑥在两个收集满两种气体的集气瓶中分别悬挂一枝浸有石蕊试液的纸花;⑦用烧红的两块铜片试验;⑧用两块浸有水珠的铁片试验;⑨取等体积的两种气体进行称量。经过同学们动手动脑、创新设计,既激发了学生的创新意识,调动了学生的学习积极性,又锻炼了学生的创新思维能力,收到了事半功倍的教学效果。
2.开展“家庭小实验”活动,开拓创新思维
教科书中编排有约10个家庭小实验,这些家庭小实验都能使学生在家中反复做、反复观察,对培养学生的独立动手能力大有好处;同时,家庭小实验没有给出药品、用具、步骤、现象等,对培养学生的创新精神和实践能力,起着不可忽视的作用。比如,在学习了《水的净化》一课之后,就要求学生自行设计一个家庭自来水净化器,学生自行搜集资料,绘画净化流程图,根据设计的实验方案自己准备药品和用具,再按方案实验。每次活动结束后,教师再创造机会让学生互相交流,共享成功的快乐,对启发学生创新意识和培养学生实践能力有更大的帮助。
3.开展课外“调查与研究”活动,拓展创新思路
化学学科中联系生活实际的内容较多,教科书中基本每一单元都安排有学生的“调查与研究”活动,利用好这些活动,教学生学会思索、发现问题、解决问题,并能对有关部门提出一些合理的建议。比如,我在教完了《自然界的水》之后,引导学生进行家庭用水情况的调查,整个活动让学生自己组织,自己设计,并在老师的指导下进行分析。鼓励学生撰写科学小论文,同时学生还收集到造成水污染的种种原因,并向地方水厂建议水质改良的方法。经过这些能使学生接触到具体生动的生产实践活动,扩大了学生的知识视野,提高了学生的动手能力和处理问题的能力,拓展了学生的创新思维。
(作者单位:江苏省无锡市前洲中学)
一、运用探究式教学
探究式实验给学生提供一个通过亲自探究来学习化学知识的途径,是把学生看作是天生的探究者,从而培养学生科学的学习方法、创新意识及创新技能。
1.创设探索情境,提出探究问题
教师在教学中应尽量创设困惑(问题)情境,由学生自行提出问题,敢于设想,敢于怀疑前人的结论,激发好奇心和求新求知的欲望,产生亲身探究的强烈意念,增强学生的创新意识。比如,在学生学习燃烧条件的活动与探究实验中,教师可在活动前关上门窗、拉上窗帘,创设黑暗的情境,使学生产生较强的好奇心。教师将一小块白磷用棉花和纸张包紧,在上面加一些废纸,过一会儿,白磷在学生们的议论声中突然起火燃烧,创设了“鬼火”的景光,激发了学生强烈的探索意念。由此而来,有很多问题便在学生之间讨论开来:“不点火就能燃烧,真奇怪?”“火是怎样来的?”“物质为什么可以着火燃烧呢?”等等。从而在学生中间出现了寻找问题根源的创新思维,提高了学生发现问题的能力。
2.创设探索情境,让学生亲临探究
在教学时,教师可抓住知识重点改验证性实验为探索性实验,让学生处于一种主动探索知识的状态,这对培养学生的创新能力和思维的开拓非常有利。比如,在学习酸与指示剂作用的性质时,教科书中编排有稀盐酸或稀硫酸和指示剂进行简单混合的验证性实验。假如教师或学生先设疑:水能否使石蕊试液变红色?氯化钠溶液是否也能使石蕊试液变红色?氯化氢气体能使石蕊试液变红色吗?然后,让学生认真分析问题,设计探索问题的方案。在学生探索上述问题的基础上,再进行稀盐酸或稀硫酸和石蕊试液作用的实验,学生很容易得出稀酸溶液中实际对石蕊试液起作用的成分,最后产生了所有的酸都有这种性质的总论。整个过程学生都处在探索和摸索的状态,活跃了学生的思维,激发了其积极主动探索的热情,激活了创新能力。
3.设计探究方案,开放实验室
教科书中有些活动与探究实验要求学生认真分析问题,处理相关信息和材料,然后自行设计探索实验方案。一开始学生设计实验方案可能有点困难,教师应做适当的引导,从设计实验方案的科学性、可行性、安全性、创造性及实验的趣味性培养学生设计实验方案的方法,使学生养成良好的设计习惯,深化学生的创新思维。当学生按自己设计的方案进行实验时,教师应大胆开放实验室,让学生亲自寻找药品和仪器,避免了传统的“填鸭式”实验和教师准备学生只管“照方抓药”式实验,又让学生自由组合成小组方式,充分体现了师生互动、生生互动的特点。
二、创设课堂情境
创设课堂情景对学生来说,是引发认知冲突的条件,是探究思维的导火线,是学习的内驱力,它可以使学生的求知欲望由潜伏状态转为被激活的状态。而对教师来说,它则是引发学生认知冲突的手段。
1.创设认知冲突情境
在学生原有知识储备和知识经验的基础上,有意识地让学生陷入新的困境,以形成新的认知冲突,从而唤起学生对新知识的渴望和探求的一种问题情境。例如,在“溶液的酸碱性”部分,让学生测一测HCl、NaCl、NaOH及Na2CO3溶液的酸碱性,当学生滴加无色酚酞试液后,测知Na2CO3溶液显碱性时,即产生了与已有认知(酸溶液显酸性,碱溶液显碱性)相矛盾的认知冲突。通过这类问题情景的创设,将学生置身于学习的矛盾氛围中,可大大提高学生的求知欲,激活思维的兴奋点,从中培养学生思维的严谨性、批判性和深刻性。
2.创设探究性实验情境
传统验证性实验教学模式是按“问题→原理→结论→实验证明”的教学模式进行的,在教学过程中学生缺乏独立思考和创造能力,对实验结果只能机械记忆和机械操作。只有适当地增加探究性实验的比重,让学生主动地探究结论,才能激发学生的的学习热忱和学习欲望。例如,当学习了金属和盐的置换反应后,一位学生写出“2Na CuSO4 =Na2SO4 Cu”这个错误的化学反应方程式,这是很多学生容易犯的共同问题。我就让学生自己动手做Na和CuSO4溶液反应的实验,在事先不知道结论的情况下,让学生自己去探究。并要求描述实验现象,展开分析讨论。学生通过实验现象,得出了并没有红色的铜生成,而是生成了蓝色的氢氧化铜沉淀这一结论,这说明Na和CuSO4溶液不会发生置换反应,而是发生了其他的化学反应。这样利用探究性实验既解决了问题,又拓宽了学生的思维空间,让学生在不知不觉中培养了严谨的科学态度和创新意识。
3.创设实际生活情境
理论联系实际,是化学教学必须遵循的原则,同时也能使学生学以致用,对培养学生的能力,扩大学生的知识面,激发学生的学习动机与兴趣等具有独到的作用。例如:在讲授二氧化碳一课时,可以通过对二氧化碳在自然界的循环的讲述,说明二氧化碳在自然界的重要性,引入新课。当学完二氧化碳的性质后,可以让学生用学过的知识解释人工降雨的奥秘,大自然那千姿百态的钟乳石、石柱、石笋等形成的化学原理。这样,不仅加深了学生对二氧化碳性质的认识,而且大大地提高了其学习化学的兴趣。只有与“生活”紧密联系的课堂,才是真正的“新课堂”。只有让学生把日常生活中的所见所闻与理论知识结合起来,将新知识与自己认知结构中的原有知识建立起实质的联系,才有助于学生真正理解新的知识。
三、优化课外拓展
开展各种课外活动时,教师要正确引导学生按各自的爱好参加不同的兴趣小组,充分发挥学生自身的潜能,发展自身的特长,围绕某个主题进行大胆的创新,促使学生思维的开拓和能力的培养。除了开展一些趣味实验、小制作、小发明等活动之外,笔者认为应重点放在以下三个方面:
1.开展实验设计,激发创新意识
比如,在学完氧气和二氧化碳性质后,我要求学生利用所学知识设计一个实验来区别氧气和二氧化碳两种无色无味的气体。此时学生思维活跃,大胆联想,认真设计,努力创新,很快设计出了很多种方案。其中摘要几种如下:①用燃着的木条试验;②用一只小昆虫试验;③加入少量澄清石灰水试验;④用两个相同的塑料瓶收集两种气体,分别加入半瓶水;⑤用两个相同的塑料瓶收集两种气体,分别加入半瓶氢氧化钠溶液;⑥在两个收集满两种气体的集气瓶中分别悬挂一枝浸有石蕊试液的纸花;⑦用烧红的两块铜片试验;⑧用两块浸有水珠的铁片试验;⑨取等体积的两种气体进行称量。经过同学们动手动脑、创新设计,既激发了学生的创新意识,调动了学生的学习积极性,又锻炼了学生的创新思维能力,收到了事半功倍的教学效果。
2.开展“家庭小实验”活动,开拓创新思维
教科书中编排有约10个家庭小实验,这些家庭小实验都能使学生在家中反复做、反复观察,对培养学生的独立动手能力大有好处;同时,家庭小实验没有给出药品、用具、步骤、现象等,对培养学生的创新精神和实践能力,起着不可忽视的作用。比如,在学习了《水的净化》一课之后,就要求学生自行设计一个家庭自来水净化器,学生自行搜集资料,绘画净化流程图,根据设计的实验方案自己准备药品和用具,再按方案实验。每次活动结束后,教师再创造机会让学生互相交流,共享成功的快乐,对启发学生创新意识和培养学生实践能力有更大的帮助。
3.开展课外“调查与研究”活动,拓展创新思路
化学学科中联系生活实际的内容较多,教科书中基本每一单元都安排有学生的“调查与研究”活动,利用好这些活动,教学生学会思索、发现问题、解决问题,并能对有关部门提出一些合理的建议。比如,我在教完了《自然界的水》之后,引导学生进行家庭用水情况的调查,整个活动让学生自己组织,自己设计,并在老师的指导下进行分析。鼓励学生撰写科学小论文,同时学生还收集到造成水污染的种种原因,并向地方水厂建议水质改良的方法。经过这些能使学生接触到具体生动的生产实践活动,扩大了学生的知识视野,提高了学生的动手能力和处理问题的能力,拓展了学生的创新思维。
(作者单位:江苏省无锡市前洲中学)