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当今教育改革的核心是由教育的“物化”转向“人化”,大力倡导“人本教育”。“人本教育”的真谛是“开发人”,鉴于此,新课程改革强调科学探究是一种重要的教学方式和学习方式,并将此作为这一轮课程改革的突破口。目前,摆在广大一线教师面前迫切需要解决的问题是,课堂教学中如何实施探究教学?笔者曾执教过人教版、上教版等几种不同版本的教材,通过实践、思考、反思,发现探究教学中应该注意以下几个问题。
一、 注意探究素材的广泛性
探究性素材,在实验教材中有,在非实验教材中也有。探究性素材存在于元素化合物、化学实验中,也存在于基本概念、化学计算中。教材处理过程中,每一位教师都应该对此加以挖掘。
案例1“酸的分类和命名”(人教版初三化学第八章第三节)。
知识回忆让学生回忆并单个回答所学过的酸的化学式,教师在黑板上板书这些化学式(见图1,对于HClO、HS两种学生较为陌生的酸,教师可以略加介绍)。
尝试分类(1) 要求学画一条纵向线段,将图1中的七种酸分为两部分(见图2),并说出如此划分的理由(左侧的五种酸都含有氧元素,右侧的两种酸都不含有元素)。
(2) 引导学生从横向的角度分析酸的共同点:第一、二、三横行的酸,酸分子中所含有的氢原子数分别是1、2、3;即第一、二、三横行的酸,酸分子电离所产生的氢离子数分别是1、2、3。
交流表达通过交流让学生知道,从酸中是否含氧的角度看,酸可以分为含氧酸和无氧酸;从酸分子电离产生氢离子的个数看,酸可分为一元酸、二元酸、三元酸(见图3)。
尝试命名 让学生说HClO、HCO、HSO、HPO三种酸的名称,猜想含氧酸的命名规则(着眼氢、氧以外一种元素的名称,命名为“某酸”。HNO最初由一种硝石制得,至今,人们仍沿袭习惯叫法,称之为“硝酸”)。比较HClO、HCl;HSO、HS,得出无氧酸的命名规则(“氢某酸”,见图4)。
尝试运用已知Se、Br分别是硒、溴两种元素的符号,请读出HSeO、HBr两种酸的名称(硒酸、氢溴酸)。
点评上述案例中,教者对非实验教材中探究性素材进行了较好的挖掘,摈弃了传统教学中的灌输性讲授,对教学内容作了探究性学习设计,真正做到了“一切真理都由学生发现、去获得,或者由他们重新发现,至少由他们重建,而不是简单地传递给他们”(皮亚杰语)。
二、 探究方式的多样性
实验是科学探究的一种重要形式,但不是惟一形式。注意探究方式的多样性,有助于全面提高学生的科学探究能力。
案例2构成物质的微粒间是否有间隔的探究。(人教版九年级实验教材第三单元课题2)
猜 想构成物质的微粒之间存在着间隔。
经验验证运用日常生活经验或已知实验事实,验证上述猜想:
1. 用气筒可以压缩空气。
2. 液化石油气压缩后贮在钢瓶中。
3. 一般物质都有热胀冷缩的性质。
4. 构成高锰酸钾的微粒能向水中扩散(该实验在说明微粒运动的同时,也证明了微粒之间存在间隔)。
……
资料验证登陆http:∥www.syjy.com.cn,查阅苯(高中化学中将要学到的一种有机化合物)分子的图像照片,发现苯分子(从图像上看好似一朵白花)之间存在着黑色阴影,这表明苯分子之间存在着间隔。
实验验证做酒精和水的混合实验。
操作 将20mL的酒精和20mL的水混合。
现象所得混合溶液的总体积小于40mL。
结论构成物质的微粒并不紧挨着的,相互之间存在着间隔。
点评课程标准指出,义务教育阶段的化学课程中的探究活动可以有多种形式和不同层次水平,探究活动包括实验、调查、讨论等多种形式。上述案例中对粒子之间有间隔这一基本性质的探究,采用了经验验证、资料验证、实验验证等三种不同探究形式,满足了不同层次学生的探究心理需求,开阔了学生的探究视野。
三、 探究方案的发散性
探究方案设计是科学探究不容忽视的要素,教学过程中,教师要引导学生从不同角度设计实验方案,使探究能力的提高与发散性思维能力的培养有机结合起来。
案例3二氧化碳溶于水的探究实验(上教版九年级实验教材第2章第二节)。
学生1 向盛满二氧化碳的集气瓶中倒入少量水,迅速盖上玻璃片,振荡,动手试一试玻璃片是否容易拿开。
学生2 向盛满二氧化碳的集气瓶中倒入少量水,迅速盖上玻璃片,振荡,将集气瓶倒立,观察玻璃片是否会掉下来?
学生3 用一个空的饮料软瓶收集二氧化碳,向其中倒入少量水后,盖上瓶盖,振荡,观察瓶体的变化情况。
学生4 将盛满二氧化碳的试管倒扣在水槽中,观察试管内液面变化的情况。
点评 尽管上述四个探究实验都是利用二氧化碳溶于水,导致盛二氧化碳的容器内气压减小这一原理,但教育引导学生设计多个方案的举措依然呈现出了亮点。一是张扬了学生的思维个性;二是培养了学生的发散思维能力;三是增强了化学知识与物理知识、日常生活常识的联系,有助于提高学生的思维品质和探究热情。
四、 探究环节的完善性
注意探究环节的完善,并非指每个探究活动都要包括八个探究要素,而是指教师预设那些超越学生认知水平的探究方案时,要尽可能顾及到环节的完善性,从知识上、思维方式上为学生作好必要的铺垫。
案例4二氧化碳与水反应的探究实验(上版教九年级教材第2章第二节)
知识介绍石蕊试液是初中化学中常见的指示剂,是公认的“变色龙”;稀硫酸、稀盐酸是初中化学中常见的两种酸溶液。
实验探究1将紫色石蕊分别滴入盛有稀硫酸、稀盐酸的两支试管中。
现象两支试管中的石蕊试液都变红色。
结论酸能使紫色石蕊试液变红。
拓展食醋中含有3%—5%的醋酸,由上述结论推测,食醋也能使紫色石蕊试液变红。
实验探究2将二氧化碳通入紫色石蕊试液中。
分析紫色石蕊试液变红,说明二氧化碳通入紫色石蕊试液的过程中产生了酸,这种酸很可能是二氧化碳与紫色石蕊试液中的水反应而产生的。
结论二氧化碳(CO)+水(HO)碳酸(HCO)。
实验探究3给实验探究2得到的液体加热。
现象液体重新变成了紫色。
分析液体变成紫色(紫色石蕊试液显示的颜色),说明使紫色石蕊试液变色的酸不复存在,由此推测碳酸受热后变成了其它不属于酸的物质。
结论碳酸(HCO)加热二氧化碳 (CO)+水(HO)。
点评学习二氧化碳时,学生尚未接触到酸、酸碱指示剂,因此有必要增设[知识介绍]这一环节;对比是一种重要的思维方法,增设[探究实验1]是为了使[探究实验2]与其产生对比效应:由探究实验1得出“酸性使紫色石蕊变红”的结论,将实验探究2与其对比,可得出“二氧化碳通入紫色石蕊试液中生成了酸”的结论。两个环节的增设,使整个探究活动更好地遵循了学生的认识规律。
探究教学的本质是以人为本,重视人格教育,重视全面发展,重视个性特长,重视潜能开发。只有潜心挖掘教学素材,不断优化探究教学设计,细心捕捉课堂生成资源,教师才能正真成为激励学生思考、为学生提供咨询的人,成为和学生平等交换意见、帮助学生发现问题并点燃学生智慧火花的人。
(责任编辑陈方炜)
(注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文)
一、 注意探究素材的广泛性
探究性素材,在实验教材中有,在非实验教材中也有。探究性素材存在于元素化合物、化学实验中,也存在于基本概念、化学计算中。教材处理过程中,每一位教师都应该对此加以挖掘。
案例1“酸的分类和命名”(人教版初三化学第八章第三节)。
知识回忆让学生回忆并单个回答所学过的酸的化学式,教师在黑板上板书这些化学式(见图1,对于HClO、HS两种学生较为陌生的酸,教师可以略加介绍)。
尝试分类(1) 要求学画一条纵向线段,将图1中的七种酸分为两部分(见图2),并说出如此划分的理由(左侧的五种酸都含有氧元素,右侧的两种酸都不含有元素)。
(2) 引导学生从横向的角度分析酸的共同点:第一、二、三横行的酸,酸分子中所含有的氢原子数分别是1、2、3;即第一、二、三横行的酸,酸分子电离所产生的氢离子数分别是1、2、3。
交流表达通过交流让学生知道,从酸中是否含氧的角度看,酸可以分为含氧酸和无氧酸;从酸分子电离产生氢离子的个数看,酸可分为一元酸、二元酸、三元酸(见图3)。
尝试命名 让学生说HClO、HCO、HSO、HPO三种酸的名称,猜想含氧酸的命名规则(着眼氢、氧以外一种元素的名称,命名为“某酸”。HNO最初由一种硝石制得,至今,人们仍沿袭习惯叫法,称之为“硝酸”)。比较HClO、HCl;HSO、HS,得出无氧酸的命名规则(“氢某酸”,见图4)。
尝试运用已知Se、Br分别是硒、溴两种元素的符号,请读出HSeO、HBr两种酸的名称(硒酸、氢溴酸)。
点评上述案例中,教者对非实验教材中探究性素材进行了较好的挖掘,摈弃了传统教学中的灌输性讲授,对教学内容作了探究性学习设计,真正做到了“一切真理都由学生发现、去获得,或者由他们重新发现,至少由他们重建,而不是简单地传递给他们”(皮亚杰语)。
二、 探究方式的多样性
实验是科学探究的一种重要形式,但不是惟一形式。注意探究方式的多样性,有助于全面提高学生的科学探究能力。
案例2构成物质的微粒间是否有间隔的探究。(人教版九年级实验教材第三单元课题2)
猜 想构成物质的微粒之间存在着间隔。
经验验证运用日常生活经验或已知实验事实,验证上述猜想:
1. 用气筒可以压缩空气。
2. 液化石油气压缩后贮在钢瓶中。
3. 一般物质都有热胀冷缩的性质。
4. 构成高锰酸钾的微粒能向水中扩散(该实验在说明微粒运动的同时,也证明了微粒之间存在间隔)。
……
资料验证登陆http:∥www.syjy.com.cn,查阅苯(高中化学中将要学到的一种有机化合物)分子的图像照片,发现苯分子(从图像上看好似一朵白花)之间存在着黑色阴影,这表明苯分子之间存在着间隔。
实验验证做酒精和水的混合实验。
操作 将20mL的酒精和20mL的水混合。
现象所得混合溶液的总体积小于40mL。
结论构成物质的微粒并不紧挨着的,相互之间存在着间隔。
点评课程标准指出,义务教育阶段的化学课程中的探究活动可以有多种形式和不同层次水平,探究活动包括实验、调查、讨论等多种形式。上述案例中对粒子之间有间隔这一基本性质的探究,采用了经验验证、资料验证、实验验证等三种不同探究形式,满足了不同层次学生的探究心理需求,开阔了学生的探究视野。
三、 探究方案的发散性
探究方案设计是科学探究不容忽视的要素,教学过程中,教师要引导学生从不同角度设计实验方案,使探究能力的提高与发散性思维能力的培养有机结合起来。
案例3二氧化碳溶于水的探究实验(上教版九年级实验教材第2章第二节)。
学生1 向盛满二氧化碳的集气瓶中倒入少量水,迅速盖上玻璃片,振荡,动手试一试玻璃片是否容易拿开。
学生2 向盛满二氧化碳的集气瓶中倒入少量水,迅速盖上玻璃片,振荡,将集气瓶倒立,观察玻璃片是否会掉下来?
学生3 用一个空的饮料软瓶收集二氧化碳,向其中倒入少量水后,盖上瓶盖,振荡,观察瓶体的变化情况。
学生4 将盛满二氧化碳的试管倒扣在水槽中,观察试管内液面变化的情况。
点评 尽管上述四个探究实验都是利用二氧化碳溶于水,导致盛二氧化碳的容器内气压减小这一原理,但教育引导学生设计多个方案的举措依然呈现出了亮点。一是张扬了学生的思维个性;二是培养了学生的发散思维能力;三是增强了化学知识与物理知识、日常生活常识的联系,有助于提高学生的思维品质和探究热情。
四、 探究环节的完善性
注意探究环节的完善,并非指每个探究活动都要包括八个探究要素,而是指教师预设那些超越学生认知水平的探究方案时,要尽可能顾及到环节的完善性,从知识上、思维方式上为学生作好必要的铺垫。
案例4二氧化碳与水反应的探究实验(上版教九年级教材第2章第二节)
知识介绍石蕊试液是初中化学中常见的指示剂,是公认的“变色龙”;稀硫酸、稀盐酸是初中化学中常见的两种酸溶液。
实验探究1将紫色石蕊分别滴入盛有稀硫酸、稀盐酸的两支试管中。
现象两支试管中的石蕊试液都变红色。
结论酸能使紫色石蕊试液变红。
拓展食醋中含有3%—5%的醋酸,由上述结论推测,食醋也能使紫色石蕊试液变红。
实验探究2将二氧化碳通入紫色石蕊试液中。
分析紫色石蕊试液变红,说明二氧化碳通入紫色石蕊试液的过程中产生了酸,这种酸很可能是二氧化碳与紫色石蕊试液中的水反应而产生的。
结论二氧化碳(CO)+水(HO)碳酸(HCO)。
实验探究3给实验探究2得到的液体加热。
现象液体重新变成了紫色。
分析液体变成紫色(紫色石蕊试液显示的颜色),说明使紫色石蕊试液变色的酸不复存在,由此推测碳酸受热后变成了其它不属于酸的物质。
结论碳酸(HCO)加热二氧化碳 (CO)+水(HO)。
点评学习二氧化碳时,学生尚未接触到酸、酸碱指示剂,因此有必要增设[知识介绍]这一环节;对比是一种重要的思维方法,增设[探究实验1]是为了使[探究实验2]与其产生对比效应:由探究实验1得出“酸性使紫色石蕊变红”的结论,将实验探究2与其对比,可得出“二氧化碳通入紫色石蕊试液中生成了酸”的结论。两个环节的增设,使整个探究活动更好地遵循了学生的认识规律。
探究教学的本质是以人为本,重视人格教育,重视全面发展,重视个性特长,重视潜能开发。只有潜心挖掘教学素材,不断优化探究教学设计,细心捕捉课堂生成资源,教师才能正真成为激励学生思考、为学生提供咨询的人,成为和学生平等交换意见、帮助学生发现问题并点燃学生智慧火花的人。
(责任编辑陈方炜)
(注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文)