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[摘 要]化学实验探究过程应该是以不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的思维过程。要完成好一个化学探究实验,单靠一两个提问是不够的,教者要从整个探究实验来谋划,设计出一组有计划、有步骤的系统化的提问,把这些一系列问题按照一定的顺序连接起来组成一条或几条问题链,让化学实验探究过程紧紧围绕解决一系列问题即问题链而展开。
[关键词]化学实验;问题链;设置
[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-604X(2009)10-0016-03
古希腊学者亚里士多德说过:“思维是从疑问和惊奇开始的。”问题是化学实验探究的心脏,是维系化学实验探究活动的纽带,是化学实验探究思维的发动机。恰当的问题能够对学生的思维起桥梁作用和定向作用,寻找和发现化学问题,是获得化学发现和进行化学实验探究的基本方法之一。
根据认知理论,化学实验探究过程应该是以不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的思维过程。然而要完成好一个化学探究实验,单靠一两个提问是不够的,化学探究应围绕一系列问题(问题链)的解决而展开。实践证明,问题链是引导学生进行积极主动的化学实验探究活动乃是化学实验教学中最为有效的一种活动方式。因此我们应“把问题作为实验教学的出发点,让问题处于学生思维的最近发展区”,通过问题链的创设,以“问题解决”为核心,引导学生逐步发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,揭示化学知识的形成、发展过程,使学生在这些过程中激发起自身的化学实验探究意识,培养化学探究能力。
1.“问题链”设置的原则
“学起于思,思起于疑”。问题是思维的起点,也是学习的动力源泉,设计有价值的问题链是化学实验探究的基础,在设置“问题链”时应该遵循以下三个原则:
1.1 “问题链”的有序性原则
在化学实验教学中,不能东一榔头西一棒,随意设问,杂乱无章,分散学生对实验重点的注意力,而是要根据实验探究的目的和重点,通盘考虑整个实验教学提问的主次和先后,力求做到主次分明,先后有序,使所提出的一系列问题前后贯通,相互配合。让一个问题接着一个问题有序排列形成“问题链”,有助于推进思考,分析问题。
1.2“问题链”的渐进性原则
在化学实验教学中,问题不能平面化,没有层次感和纵深度。这涉及一系列问题的难易、深浅度的把握,要按照先易后难、由浅入深的认知规律,并根据因材施教的教学原则来设计问题,力求让一系列问题步步深入,由此及彼渐进形成“问题链”,这样有助于深化认识,突破难点。
1.3 “问题链”的整体性原则
“问题链”中的一系列问题,应该是一个有机整体,服务于整个实验的目的,既不能只见树木不见森林,也不能像散兵游勇那样零打碎敲,而是要围绕实验探究的核心问题,从分解到综合,把散珠连成珠串,使各个提问相辅相成,问问相连,环环相扣。让一个问题接着一个问题引线串珠整体形成“问题链”,发挥整体功能,实现整体感知。
2.“问题链”设置的技巧
以“问题链”为中心进行的化学实验探究过程,它需要把化学实验探究内容转化成“问题链”并引导学生探究问题,使学生掌握知识、形成能力、养成心理品质的过程。在设置“问题链”时应该注意以下三个技巧:
2.1 在实验探究前设计“引导链”
化学实验探究包括“提出问题,猜想与假设,设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,合作与交流”这几个要素。其中,“提出问题”是首要要素。要实施化学探究活动,必须得发现和提出化学探究的问题,没有化学问题便不会有化学实验探究活动。化学实验探究的问题,直接影响到化学探究活动的真正展开。实验探究前的“问题链”,决定着实验探究的方向和质量,起着“引导”作用。
如在“探究碳的还原性”前,教师设问:碳与氧气反应,既可生成CO2,又可生成CO。那么,碳能否与氧化物(氧化铜)反应,即碳能否夺得氧化铜中的氧呢?引导学生讨论,猜想,从问题出发进行大胆的假设,提出各种可能性,得出一条“引导链”:
假设1:碳能与氧化铜反应;C+CuO→Cu+CO2↑
假设2:碳能与氧化铜反应;C+CuO→Cu+CO↑
假设3:碳与氧化铜不反应。
接着,引导学生思考并提出一系列问题组成另外一条“引导链”
问题1:探究实验产物——如何证明有铜生成?如何证明生成物气体是CO2还是CO?
问题2:探究实验装置——如何设计实验装置?
问题3:探究实验步骤——实验步骤有哪些?实验中应该注意什么问题?
此时学生积极投入到讨论、思考的氛围中,通过实验探究前“引导链”的设置,学生不但明白了探究的目标、步骤、内容,而且还总结出了此类化学实验探究思考的一般方法。
在实验探究前设计“引导链”,可以帮助学生整体构建实验方法体系,渗透科学方法论教育,突出了实验探究方案设计能力的培养,突出理性思维的价值。这样能够充分地打开课堂,将实验探究不断地延伸开去,使学生真正“卷入”化学实验探究,成为知识的“探索”者。
2.2 在实验探究中设计“引深链”
化学实验探究应是一个充满观察、实验、模拟、推断、争论和思辨的过程。教师应为学生的探究活动提供充分的时间和空间,引导学生积极投入到自主、合作、探索的学习活动中,让学生真正有所悟、有所得。然而,我们经常看到化学实验探究浮于表面,绝大多数学生并没有真正参与和深入其中,热闹的是课堂气氛,冷却的是学生的热情,束缚的是学生的思维。
化学实验探究不应是表面繁荣。要改变这种追求形式,不重实质的现状,教师一方面在教学中要特别强调学生的主体地位,不要让探究学习过程匆匆而过。另一方面,教师要引导学生围绕着探究主题,设计问题“引深链”,引导学生在合作中探究,在交流中发现,在过程中领悟。
如在“探究燃烧的条件”时,某化学活动小组在探究物质燃烧的条件时,用一个集气瓶罩住燃着的小蜡烛,小蜡烛一会儿就熄灭了。它为什么会熄灭呢?许多学生回答:“杯中氧气被烧完了。”事实是不是这样呢?此时可引导学生进一步实验:将两支一高一矮的蜡烛,点燃后,同时罩在同一个玻璃杯里,观察哪支蜡烛先熄灭?
在观察到实验现象(高的蜡烛先熄灭)的基础上,教师引导学生思考,提出问题:
问题1:是不是二氧化碳浓度过高导致了高的蜡烛熄灭?
问题2:是不是氧气浓度过低导致了高的蜡烛熄灭?
问题3:换一个比较大的玻璃杯罩在上面,现象一样吗?
当学生的思维产生矛盾时,思维也就处在最活跃的阶段,探究的欲望也被激发了。这一组问题,显然加深了学生对于“燃烧的条件”和“灭火的方法”的理解,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
课堂教学要的不是热闹的场面,而是对问题的深入研究和思考。在实验探究中设计问题“引深链”,目的是要让学生的探究不浮于表面,有层次、有深度。为此,教师应少“包办代替”,给学生多一点思考的时间,多一点活动的余地,多一点表现自己的机会,多一点成功和愉快的体验。
2.3 在实验探究后设计“引展链”
以“提出问题—设计方案—实验探究—交流总结”为主要环节的实验探究教学模式常常被教师利用,而交流总结后的拓展运用往往被忽视。其实,引导学生在对知识内容进行挖掘拓展的过程中,对知识活学活用,克服对知识(尤其是实验内容)僵化地记忆和狭隘地理解,培养学生的发散思维和创新能力,更有现实意义。
波利亚曾指出:“当我们成功地解决了一个好问题以后,我们应当去寻找更多的好问题。好问题同某种蘑菇有些相像,它们都成堆地生长。找到一个以后,你应当在周围找找;很可能在附近就有几个。”由此,我们可以从探究内容出发,寻找有价值的问题“引展链”,在拓展迁移部分上下工夫,努力让化学知识和生活之间建立联系,让点上的化学知识与面上的一般化学规律之间建立联系,让学生对实验探究内容进行个性化审视,让学生联系现实生活和个体生命经验,真正把探究融入自己的内心。
如在探究“过氧化钠的化学性质”时,引导学生根据前面所学的氧化钠,请学生运用所学知识对过氧化钠的性质做个预测,从而引导学生思考过氧化钠可能与①酸反应,②氢气反应,③水反应,④二氧化碳反应,⑤氯气反应,⑥二氧化硫反应等物质反应,继而进行探究实验。在实验结束之后,教师不妨设计这样一组问题,以拓展学生知识面:我们研究物质的性质,往往还要探究物质产生相关性质的原因,或称之为具有相关性质的决定因素。如过氧化钠由什么粒子构成的?这些粒子有什么特点?粒子的特点与它的性质有什么关系?这些问题仅仅通过一般的实验是无法解决的,还需要利用模型、假说等方法进行有关的研究,关于假说和模型请学生课后阅读相关内容。
化学实验探究教学重要的是“教思考”、“教猜想”,只有进行思考和猜想才能提出问题、发现问题。而探究后的一组问题“引展链”,引起学生对“结构决定性质”这一命题的思索,从而把个体知识向一类知识延伸。它的每一问都使学生的思维产生一次飞跃,它像一条锁链,把疑问和目标紧紧地连在一起。
追求有效的化学“问题链”,可以使“1+1”在量上“小于2”,在质上“大于2”。要达到这样的效果,需要教师在备课时,做到:对实验探究内容真正弄清楚是什么、为什么、怎么办,一环紧扣一环,一步紧跟一步,真正在消化、内化、深化、转化上下工夫。努力做到每节课开始时提出自学式问题——创设特定的问题情境;过程中根据内容提出层层深化的问题,师生双方围绕环环相扣的问题进行多元的、多角度的、多层次的探索、学习、发现;结束时提出延伸或验收式问题。带领学生层层递近,层层深入,直到问题真正解决。
[责编 黄春香]
[关键词]化学实验;问题链;设置
[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-604X(2009)10-0016-03
古希腊学者亚里士多德说过:“思维是从疑问和惊奇开始的。”问题是化学实验探究的心脏,是维系化学实验探究活动的纽带,是化学实验探究思维的发动机。恰当的问题能够对学生的思维起桥梁作用和定向作用,寻找和发现化学问题,是获得化学发现和进行化学实验探究的基本方法之一。
根据认知理论,化学实验探究过程应该是以不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的思维过程。然而要完成好一个化学探究实验,单靠一两个提问是不够的,化学探究应围绕一系列问题(问题链)的解决而展开。实践证明,问题链是引导学生进行积极主动的化学实验探究活动乃是化学实验教学中最为有效的一种活动方式。因此我们应“把问题作为实验教学的出发点,让问题处于学生思维的最近发展区”,通过问题链的创设,以“问题解决”为核心,引导学生逐步发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,揭示化学知识的形成、发展过程,使学生在这些过程中激发起自身的化学实验探究意识,培养化学探究能力。
1.“问题链”设置的原则
“学起于思,思起于疑”。问题是思维的起点,也是学习的动力源泉,设计有价值的问题链是化学实验探究的基础,在设置“问题链”时应该遵循以下三个原则:
1.1 “问题链”的有序性原则
在化学实验教学中,不能东一榔头西一棒,随意设问,杂乱无章,分散学生对实验重点的注意力,而是要根据实验探究的目的和重点,通盘考虑整个实验教学提问的主次和先后,力求做到主次分明,先后有序,使所提出的一系列问题前后贯通,相互配合。让一个问题接着一个问题有序排列形成“问题链”,有助于推进思考,分析问题。
1.2“问题链”的渐进性原则
在化学实验教学中,问题不能平面化,没有层次感和纵深度。这涉及一系列问题的难易、深浅度的把握,要按照先易后难、由浅入深的认知规律,并根据因材施教的教学原则来设计问题,力求让一系列问题步步深入,由此及彼渐进形成“问题链”,这样有助于深化认识,突破难点。
1.3 “问题链”的整体性原则
“问题链”中的一系列问题,应该是一个有机整体,服务于整个实验的目的,既不能只见树木不见森林,也不能像散兵游勇那样零打碎敲,而是要围绕实验探究的核心问题,从分解到综合,把散珠连成珠串,使各个提问相辅相成,问问相连,环环相扣。让一个问题接着一个问题引线串珠整体形成“问题链”,发挥整体功能,实现整体感知。
2.“问题链”设置的技巧
以“问题链”为中心进行的化学实验探究过程,它需要把化学实验探究内容转化成“问题链”并引导学生探究问题,使学生掌握知识、形成能力、养成心理品质的过程。在设置“问题链”时应该注意以下三个技巧:
2.1 在实验探究前设计“引导链”
化学实验探究包括“提出问题,猜想与假设,设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,合作与交流”这几个要素。其中,“提出问题”是首要要素。要实施化学探究活动,必须得发现和提出化学探究的问题,没有化学问题便不会有化学实验探究活动。化学实验探究的问题,直接影响到化学探究活动的真正展开。实验探究前的“问题链”,决定着实验探究的方向和质量,起着“引导”作用。
如在“探究碳的还原性”前,教师设问:碳与氧气反应,既可生成CO2,又可生成CO。那么,碳能否与氧化物(氧化铜)反应,即碳能否夺得氧化铜中的氧呢?引导学生讨论,猜想,从问题出发进行大胆的假设,提出各种可能性,得出一条“引导链”:
假设1:碳能与氧化铜反应;C+CuO→Cu+CO2↑
假设2:碳能与氧化铜反应;C+CuO→Cu+CO↑
假设3:碳与氧化铜不反应。
接着,引导学生思考并提出一系列问题组成另外一条“引导链”
问题1:探究实验产物——如何证明有铜生成?如何证明生成物气体是CO2还是CO?
问题2:探究实验装置——如何设计实验装置?
问题3:探究实验步骤——实验步骤有哪些?实验中应该注意什么问题?
此时学生积极投入到讨论、思考的氛围中,通过实验探究前“引导链”的设置,学生不但明白了探究的目标、步骤、内容,而且还总结出了此类化学实验探究思考的一般方法。
在实验探究前设计“引导链”,可以帮助学生整体构建实验方法体系,渗透科学方法论教育,突出了实验探究方案设计能力的培养,突出理性思维的价值。这样能够充分地打开课堂,将实验探究不断地延伸开去,使学生真正“卷入”化学实验探究,成为知识的“探索”者。
2.2 在实验探究中设计“引深链”
化学实验探究应是一个充满观察、实验、模拟、推断、争论和思辨的过程。教师应为学生的探究活动提供充分的时间和空间,引导学生积极投入到自主、合作、探索的学习活动中,让学生真正有所悟、有所得。然而,我们经常看到化学实验探究浮于表面,绝大多数学生并没有真正参与和深入其中,热闹的是课堂气氛,冷却的是学生的热情,束缚的是学生的思维。
化学实验探究不应是表面繁荣。要改变这种追求形式,不重实质的现状,教师一方面在教学中要特别强调学生的主体地位,不要让探究学习过程匆匆而过。另一方面,教师要引导学生围绕着探究主题,设计问题“引深链”,引导学生在合作中探究,在交流中发现,在过程中领悟。
如在“探究燃烧的条件”时,某化学活动小组在探究物质燃烧的条件时,用一个集气瓶罩住燃着的小蜡烛,小蜡烛一会儿就熄灭了。它为什么会熄灭呢?许多学生回答:“杯中氧气被烧完了。”事实是不是这样呢?此时可引导学生进一步实验:将两支一高一矮的蜡烛,点燃后,同时罩在同一个玻璃杯里,观察哪支蜡烛先熄灭?
在观察到实验现象(高的蜡烛先熄灭)的基础上,教师引导学生思考,提出问题:
问题1:是不是二氧化碳浓度过高导致了高的蜡烛熄灭?
问题2:是不是氧气浓度过低导致了高的蜡烛熄灭?
问题3:换一个比较大的玻璃杯罩在上面,现象一样吗?
当学生的思维产生矛盾时,思维也就处在最活跃的阶段,探究的欲望也被激发了。这一组问题,显然加深了学生对于“燃烧的条件”和“灭火的方法”的理解,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
课堂教学要的不是热闹的场面,而是对问题的深入研究和思考。在实验探究中设计问题“引深链”,目的是要让学生的探究不浮于表面,有层次、有深度。为此,教师应少“包办代替”,给学生多一点思考的时间,多一点活动的余地,多一点表现自己的机会,多一点成功和愉快的体验。
2.3 在实验探究后设计“引展链”
以“提出问题—设计方案—实验探究—交流总结”为主要环节的实验探究教学模式常常被教师利用,而交流总结后的拓展运用往往被忽视。其实,引导学生在对知识内容进行挖掘拓展的过程中,对知识活学活用,克服对知识(尤其是实验内容)僵化地记忆和狭隘地理解,培养学生的发散思维和创新能力,更有现实意义。
波利亚曾指出:“当我们成功地解决了一个好问题以后,我们应当去寻找更多的好问题。好问题同某种蘑菇有些相像,它们都成堆地生长。找到一个以后,你应当在周围找找;很可能在附近就有几个。”由此,我们可以从探究内容出发,寻找有价值的问题“引展链”,在拓展迁移部分上下工夫,努力让化学知识和生活之间建立联系,让点上的化学知识与面上的一般化学规律之间建立联系,让学生对实验探究内容进行个性化审视,让学生联系现实生活和个体生命经验,真正把探究融入自己的内心。
如在探究“过氧化钠的化学性质”时,引导学生根据前面所学的氧化钠,请学生运用所学知识对过氧化钠的性质做个预测,从而引导学生思考过氧化钠可能与①酸反应,②氢气反应,③水反应,④二氧化碳反应,⑤氯气反应,⑥二氧化硫反应等物质反应,继而进行探究实验。在实验结束之后,教师不妨设计这样一组问题,以拓展学生知识面:我们研究物质的性质,往往还要探究物质产生相关性质的原因,或称之为具有相关性质的决定因素。如过氧化钠由什么粒子构成的?这些粒子有什么特点?粒子的特点与它的性质有什么关系?这些问题仅仅通过一般的实验是无法解决的,还需要利用模型、假说等方法进行有关的研究,关于假说和模型请学生课后阅读相关内容。
化学实验探究教学重要的是“教思考”、“教猜想”,只有进行思考和猜想才能提出问题、发现问题。而探究后的一组问题“引展链”,引起学生对“结构决定性质”这一命题的思索,从而把个体知识向一类知识延伸。它的每一问都使学生的思维产生一次飞跃,它像一条锁链,把疑问和目标紧紧地连在一起。
追求有效的化学“问题链”,可以使“1+1”在量上“小于2”,在质上“大于2”。要达到这样的效果,需要教师在备课时,做到:对实验探究内容真正弄清楚是什么、为什么、怎么办,一环紧扣一环,一步紧跟一步,真正在消化、内化、深化、转化上下工夫。努力做到每节课开始时提出自学式问题——创设特定的问题情境;过程中根据内容提出层层深化的问题,师生双方围绕环环相扣的问题进行多元的、多角度的、多层次的探索、学习、发现;结束时提出延伸或验收式问题。带领学生层层递近,层层深入,直到问题真正解决。
[责编 黄春香]