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摘要:化学实验探究是最重要的科学探究方式,也是学生学习化学知识最主要的学习方法,是培养学生探究意识和提高学生探究能力的主要途径.本文例谈化学实验探究教学.
关键词:化学实验探究教学
实验探究是指,通过实验进行的一种探究活动,是科学探究的具体表现形式,是化学教学中最常见、最主要的探究活动.如何设计和实践化学实验探究课堂,达到培养学生的创新精神和实践能力的教学目的,是一个有价值且富有创造性的探究课题.下面结合笔者荣获安徽省高中化学优质课比赛一等奖、全国高中化学新课程优质课评比一等奖的两节原创课例“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰”浅谈一些做法与体会.
一、依托教材和生活实际,精选化学实验探究
课题
高中化学教材中共设置了实验必修10个,选修27个及探究实验(设计实验)必修6个,选修16个.根据实验内容和实验现象,我们可以充分挖掘出它对于生成实验探究课堂的作用和价值.此外,我们还可以充分联系生活实际和学生已有的化学知识储备对实验探究课堂进行创造性挖掘.例如,对于铁丝在氧气中燃烧能够产生火星四射的现象,学生已经烂熟于胸,然而对于“铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的问题,学生往往显得十分突然而无所适从.这个问题的提出,一定能激发学生获取新知的渴望.同样,“木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”的问题,对于学生和教师来说都具有非常强的吸引力.基于以上思考,笔者选择确定了“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”作为化学实验探究课堂的课题.因此,对于教材中出现的实验现象及生活中遇到的一些化学现象,我们如果留意多问几个“为什么”,也许就会闪现出让我们眼前一亮、别有新意的探究点.
二、贯彻新课程理念,创新化学实验教学设计
化学课程标准将科学探究的过程概括为提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流等要素.因此,笔者在化学教学中侧重以这些要素为基础设计探究活动,并实施探究教学.在具体的教学设计中,考虑高中学生的知识储备、年龄特点和能力水平以及科学探究的要求,笔者创设以学生为主体,以教师为指导的民主、平等、科学、对话、协商的新课程文化.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的教学设计中,笔者通过设问“哪些常见金属能够在氧气中燃烧”切入金属燃烧主题,然后设计铁丝和镁条分别在氧气中燃烧的分组实验,引导学生观察实验现象,并发现问题、提出问题“铁丝和镁条分别在氧气中燃烧,同样是点燃,同样是与氧气反应,普通细铁丝与镁条的燃烧现象为何会有如此大的差异”,引入本节课题.在“铁丝和镁条在组成上有什么不同”的启发下,学生进行交流和合作,自主探究“如何通过实验来探究铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系”设计实验,小组合作完成木炭、钢丝在氧气中燃烧实验,然后讨论分析得出结论.又如,在“实验探究:木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”的教学设计中,笔者通过复习、整理物质燃烧方面的旧知,让学生理解燃烧概念,熟悉燃烧现象,分清火焰和火星的区别,为课题的提出和后面探究作好铺垫和知识储备.通过氢气、钠、酒精、木炭在氧气中燃烧的分组实验,围绕“有无火焰”引导学生观察实验现象,引出课题“为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”.然后学生提出猜想,设计验证方案,并进行实验,最后讨论分析得出结论.当然,这些基本要素是科学探究的范型,但并不意味着每一个探究活動都必须严格按照这样的模式进行,毕竟科学探究的内容不同,探究的方法、途径也各不相同.
三、发挥辅助教学作用,优化化学实验探究教
学方法
1.发挥探究实验报告或学案的辅助教学作用.在化学实验探究教学中,为引导学生走在正确的探究轨道上,节约学生获取有用信息所需的时间,我们可以根据课堂教学需要,将课内和课外的知识材料整合形成一份具有针对性的有效教学资源——探究实验报告或学案.通过报告或学案独特的辅助教学作用,帮助我们顺利完成课堂教学任务.作为培养学生严谨的科学态度的重要手段,探究实验报告或学案一般由实验小组完成设计.这样做,既能培养学生搜集、处理信息的能力,又能提高学生分析、解决问题的能力以及对本学科知识内容的表达能力.当然,我们也可以根据教学内容的特点及实际需要,灵活设计并创造性地使用探究实验报告或学案.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”学案中,笔者围绕教学目标设计了两个对照实验(普通细铁丝和镁条分别在氧气中燃烧的实验步骤、实验现象及异同点)、一个问题探究(实验现象异同点的原因)、一份实验用铁丝和镁条的化学组成介绍材料等.又如,在“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”学案中,笔者围绕教学目标设计了一个问题探究(什么是燃烧?燃烧的常见现象有哪些?)、四个分组对照实验(氢气、钠、酒精、木炭在空气或氧气中燃烧)、两个探究实验(用特制铁管一端斜伸入燃着的酒精灯和蜡烛的焰心处,用火柴点燃金属管斜向上的另一端管口)、两个问题探究(钠、酒精在空气中燃烧现象异同及原因)、一份一些可燃物熔沸点的阅读材料、一个互助探究问题(可燃物沸点与燃烧现象的关系)等内容.在化学教学中,笔者设计的学案起到了导引课堂、推进课堂和生成课堂等作用.
2.发挥多媒体课件辅助教学作用.实验探究教学,核心是学生探究实验能否安全顺利进行,实验注意事项的说明强调是至关重要的,但是在很短的时间内能够让学生迅速领会是相对难以实现的.如果将实验操作过程及注意事项用诸如PPT、flash动画等进行展示,就能达到事半功倍之效.例如,在讲“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”时,笔者制作的flash动画课件,无论从画面精美度、动画逼真度和与课堂教学融合度都具有一定的水准,为教学任务的顺利推进发挥了重要作用,也为课堂增添了些许灵性. 四、关注学情,构建民主、和谐、高效课堂
科学探究课堂,特别是源于课本又高于课本的原创性课题,探究知识、探究实验通常具有较强的未知性、实践性、开放性、过程性以及综合性.要想实施民主、和谐、高效的化学实验探究课堂,我们必须围绕课题在实验设计、实验现象的预判、探究知识的储备,以及学生思考问题的角度等方面认真准备,设想、演练和应对各种可能出现的情况.
1.关注学情,精心设计,确保实验操作简单,现象明显.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的实验准备中,笔者从市场上购买各种直径、含铁量不同的铁丝和钢丝等产品,然后将每一种产品做成条形、螺旋状、铁(钢)丝束、铁(钢)球等,再将制成的金属样品逐一进行在氧气中燃烧的实验,做好实验现象的记录工作.通过近两周的对比实验,笔者发现形状相同的含碳量不同的铁丝和钢丝分别在氧气中燃烧时现象存在差异,而且同种材质形状不同火星四射的明显程度也存在差异.同时,在对比实验过程中,笔者发现铁丝在氧气中燃烧的实验经常出现莫名的失败,如现象不明显、集气瓶炸裂等.笔者通过分析发现,金属丝直径过大、氧气收集不纯、金属丝束过大等都会对实验现象产生一定程度的影响.经过总结,笔者根据课堂教学需要最终确定了所用的实验样品及其他辅助材料.在课堂实践中,学生实验操作起来简单快捷、现象明显,先期预判可能出现的问题也都在课前准备范围内.同样,在“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”的实验准备中,木炭在氧气中燃烧实验,对木炭的大小、形状和厚度同样需要精心实验,否则会出现很多有别于课本中的实验现象.此外,在设计探究实验时,我们要关注教学对象的基本情况.只有做到“心中有人”,我们设计的实验才会具有实际意义.例如,在实验准备过程中,笔者经常出现螺旋状铁丝、木炭片脱落至瓶中而导致实验失败的情况.教师如此,何况很少做实验的学生.为此,笔者对实验加以改进,將铁丝固定在镊子上,加大加长木炭片以便于夹持,同时在课堂教学中刻意提醒学生注意本步骤的实验操作.另外,关于燃烧的实验偏多,危险性较大,为了安全起见,笔者将酒精、蜡烛的燃烧实验设计放置于瓷盘中进行,并在课堂上加强巡视,及时提醒和纠正不规范操作,最终实现了安全、高效课堂.
2.关注课堂,充分准备,构建民主、和谐、高效课堂.由于探究课堂的开放性,在探究过程中经常出现实际结果与预测的或教材中的结论或学生已掌握的知识不符的状况,而学生往往在此时又会表现出强烈的好奇心和求知欲.如果我们没有对可能出现的异常现象或问题进行前期准备,并在课堂上及时加以引导,就会使学生的探究欲望因此减退,不利于提高课堂效率.因此,我们应该在教学设计之初考虑各种可能出现的情况,并做出相应的预案.
总之,在化学教学中运用实验探究教学模式,能够激发学生的学习兴趣,使学生的知识、智力、能力得到发展.作为中学化学教育工作者,我们唯有转变教育思维,坚定新课程理念,主动设计、实践实验探究课堂,才能提高化学实验教学效果.
参考文献
夏建华主编.高中化学优质教学及典型案例研究.人民教育出版社.
靳玉乐主编.探究教学的学习与辅导.人民教育出版社.
关键词:化学实验探究教学
实验探究是指,通过实验进行的一种探究活动,是科学探究的具体表现形式,是化学教学中最常见、最主要的探究活动.如何设计和实践化学实验探究课堂,达到培养学生的创新精神和实践能力的教学目的,是一个有价值且富有创造性的探究课题.下面结合笔者荣获安徽省高中化学优质课比赛一等奖、全国高中化学新课程优质课评比一等奖的两节原创课例“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰”浅谈一些做法与体会.
一、依托教材和生活实际,精选化学实验探究
课题
高中化学教材中共设置了实验必修10个,选修27个及探究实验(设计实验)必修6个,选修16个.根据实验内容和实验现象,我们可以充分挖掘出它对于生成实验探究课堂的作用和价值.此外,我们还可以充分联系生活实际和学生已有的化学知识储备对实验探究课堂进行创造性挖掘.例如,对于铁丝在氧气中燃烧能够产生火星四射的现象,学生已经烂熟于胸,然而对于“铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的问题,学生往往显得十分突然而无所适从.这个问题的提出,一定能激发学生获取新知的渴望.同样,“木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”的问题,对于学生和教师来说都具有非常强的吸引力.基于以上思考,笔者选择确定了“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”作为化学实验探究课堂的课题.因此,对于教材中出现的实验现象及生活中遇到的一些化学现象,我们如果留意多问几个“为什么”,也许就会闪现出让我们眼前一亮、别有新意的探究点.
二、贯彻新课程理念,创新化学实验教学设计
化学课程标准将科学探究的过程概括为提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流等要素.因此,笔者在化学教学中侧重以这些要素为基础设计探究活动,并实施探究教学.在具体的教学设计中,考虑高中学生的知识储备、年龄特点和能力水平以及科学探究的要求,笔者创设以学生为主体,以教师为指导的民主、平等、科学、对话、协商的新课程文化.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的教学设计中,笔者通过设问“哪些常见金属能够在氧气中燃烧”切入金属燃烧主题,然后设计铁丝和镁条分别在氧气中燃烧的分组实验,引导学生观察实验现象,并发现问题、提出问题“铁丝和镁条分别在氧气中燃烧,同样是点燃,同样是与氧气反应,普通细铁丝与镁条的燃烧现象为何会有如此大的差异”,引入本节课题.在“铁丝和镁条在组成上有什么不同”的启发下,学生进行交流和合作,自主探究“如何通过实验来探究铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系”设计实验,小组合作完成木炭、钢丝在氧气中燃烧实验,然后讨论分析得出结论.又如,在“实验探究:木炭在氧气中燃烧为什么不产生火焰现象”的教学设计中,笔者通过复习、整理物质燃烧方面的旧知,让学生理解燃烧概念,熟悉燃烧现象,分清火焰和火星的区别,为课题的提出和后面探究作好铺垫和知识储备.通过氢气、钠、酒精、木炭在氧气中燃烧的分组实验,围绕“有无火焰”引导学生观察实验现象,引出课题“为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”.然后学生提出猜想,设计验证方案,并进行实验,最后讨论分析得出结论.当然,这些基本要素是科学探究的范型,但并不意味着每一个探究活動都必须严格按照这样的模式进行,毕竟科学探究的内容不同,探究的方法、途径也各不相同.
三、发挥辅助教学作用,优化化学实验探究教
学方法
1.发挥探究实验报告或学案的辅助教学作用.在化学实验探究教学中,为引导学生走在正确的探究轨道上,节约学生获取有用信息所需的时间,我们可以根据课堂教学需要,将课内和课外的知识材料整合形成一份具有针对性的有效教学资源——探究实验报告或学案.通过报告或学案独特的辅助教学作用,帮助我们顺利完成课堂教学任务.作为培养学生严谨的科学态度的重要手段,探究实验报告或学案一般由实验小组完成设计.这样做,既能培养学生搜集、处理信息的能力,又能提高学生分析、解决问题的能力以及对本学科知识内容的表达能力.当然,我们也可以根据教学内容的特点及实际需要,灵活设计并创造性地使用探究实验报告或学案.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”学案中,笔者围绕教学目标设计了两个对照实验(普通细铁丝和镁条分别在氧气中燃烧的实验步骤、实验现象及异同点)、一个问题探究(实验现象异同点的原因)、一份实验用铁丝和镁条的化学组成介绍材料等.又如,在“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”学案中,笔者围绕教学目标设计了一个问题探究(什么是燃烧?燃烧的常见现象有哪些?)、四个分组对照实验(氢气、钠、酒精、木炭在空气或氧气中燃烧)、两个探究实验(用特制铁管一端斜伸入燃着的酒精灯和蜡烛的焰心处,用火柴点燃金属管斜向上的另一端管口)、两个问题探究(钠、酒精在空气中燃烧现象异同及原因)、一份一些可燃物熔沸点的阅读材料、一个互助探究问题(可燃物沸点与燃烧现象的关系)等内容.在化学教学中,笔者设计的学案起到了导引课堂、推进课堂和生成课堂等作用.
2.发挥多媒体课件辅助教学作用.实验探究教学,核心是学生探究实验能否安全顺利进行,实验注意事项的说明强调是至关重要的,但是在很短的时间内能够让学生迅速领会是相对难以实现的.如果将实验操作过程及注意事项用诸如PPT、flash动画等进行展示,就能达到事半功倍之效.例如,在讲“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”和“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”时,笔者制作的flash动画课件,无论从画面精美度、动画逼真度和与课堂教学融合度都具有一定的水准,为教学任务的顺利推进发挥了重要作用,也为课堂增添了些许灵性. 四、关注学情,构建民主、和谐、高效课堂
科学探究课堂,特别是源于课本又高于课本的原创性课题,探究知识、探究实验通常具有较强的未知性、实践性、开放性、过程性以及综合性.要想实施民主、和谐、高效的化学实验探究课堂,我们必须围绕课题在实验设计、实验现象的预判、探究知识的储备,以及学生思考问题的角度等方面认真准备,设想、演练和应对各种可能出现的情况.
1.关注学情,精心设计,确保实验操作简单,现象明显.例如,在“实验探究:铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射”的实验准备中,笔者从市场上购买各种直径、含铁量不同的铁丝和钢丝等产品,然后将每一种产品做成条形、螺旋状、铁(钢)丝束、铁(钢)球等,再将制成的金属样品逐一进行在氧气中燃烧的实验,做好实验现象的记录工作.通过近两周的对比实验,笔者发现形状相同的含碳量不同的铁丝和钢丝分别在氧气中燃烧时现象存在差异,而且同种材质形状不同火星四射的明显程度也存在差异.同时,在对比实验过程中,笔者发现铁丝在氧气中燃烧的实验经常出现莫名的失败,如现象不明显、集气瓶炸裂等.笔者通过分析发现,金属丝直径过大、氧气收集不纯、金属丝束过大等都会对实验现象产生一定程度的影响.经过总结,笔者根据课堂教学需要最终确定了所用的实验样品及其他辅助材料.在课堂实践中,学生实验操作起来简单快捷、现象明显,先期预判可能出现的问题也都在课前准备范围内.同样,在“实验探究:为什么木炭在氧气中燃烧不产生火焰现象”的实验准备中,木炭在氧气中燃烧实验,对木炭的大小、形状和厚度同样需要精心实验,否则会出现很多有别于课本中的实验现象.此外,在设计探究实验时,我们要关注教学对象的基本情况.只有做到“心中有人”,我们设计的实验才会具有实际意义.例如,在实验准备过程中,笔者经常出现螺旋状铁丝、木炭片脱落至瓶中而导致实验失败的情况.教师如此,何况很少做实验的学生.为此,笔者对实验加以改进,將铁丝固定在镊子上,加大加长木炭片以便于夹持,同时在课堂教学中刻意提醒学生注意本步骤的实验操作.另外,关于燃烧的实验偏多,危险性较大,为了安全起见,笔者将酒精、蜡烛的燃烧实验设计放置于瓷盘中进行,并在课堂上加强巡视,及时提醒和纠正不规范操作,最终实现了安全、高效课堂.
2.关注课堂,充分准备,构建民主、和谐、高效课堂.由于探究课堂的开放性,在探究过程中经常出现实际结果与预测的或教材中的结论或学生已掌握的知识不符的状况,而学生往往在此时又会表现出强烈的好奇心和求知欲.如果我们没有对可能出现的异常现象或问题进行前期准备,并在课堂上及时加以引导,就会使学生的探究欲望因此减退,不利于提高课堂效率.因此,我们应该在教学设计之初考虑各种可能出现的情况,并做出相应的预案.
总之,在化学教学中运用实验探究教学模式,能够激发学生的学习兴趣,使学生的知识、智力、能力得到发展.作为中学化学教育工作者,我们唯有转变教育思维,坚定新课程理念,主动设计、实践实验探究课堂,才能提高化学实验教学效果.
参考文献
夏建华主编.高中化学优质教学及典型案例研究.人民教育出版社.
靳玉乐主编.探究教学的学习与辅导.人民教育出版社.