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化学实验是培养科学探究能力的重要基础。因此,在课堂上改进化学实验教学,增强学生的探究意识是培养科学探究能力的基石。课堂永远是探究性学习的主阵地,教师若能在课堂上努力创设良好的化学情境,为学生搭建科学探究的舞台,引导学生积极主动地参与化学教学活动,重现从未知到真知的发现过程,使其在愉悦和自信中保持积极的学习态度,初步形成科学探究的能力。本文将我的做法和想法介绍给大家,以便相互交流。
一、增强学生科学探究的自主性
自主性是科学探究的基本特征之一。在学习中发现问题、制定方案、解决问题、探究过程、展示和探究结果等各环节都需要学生积极主动参与,正是在这样的过程中,学生学习的能动性、参与性和自我意识才能不断得以提升。要增强学生在化学实验中进行科学探究的自主性,一是要激发学生对科学探究的兴趣,二是要让学生熟悉科学探究的基本程序。学生在化学学习中最感兴趣的是化学实验,但对实验感兴趣不一定就是对科学探究有兴趣。学生对化学实验的兴趣是浅层次的,主要是被化学实验过程中那些丰富多彩的现象所吸引;而对科学探究的兴趣是深层次的,要求学生对迷人现象背后的自然规律产生兴趣,对探究的过程产生兴趣。根据科学探究的一般流程,我设计了以下便于学生操作的探究程序。
一是创设情景,即教师将化学问题或事实放置在一种模仿或真实的环境中呈现给学生。情景主要的作用是激发学生兴趣,引发学生发现问题、提出问题、思考问题,是教学的起点和成败的关键。
二是发现问题。在教师引导下,问题情景激发学生去掉非化学因素的情景,关注情景中的化学知识和学生不能解决的化学现象,从而主动发现问题、提出问题,即情景问题化,然后交流提出问题,确立探究的方向和目标。
三是提出假设,即学生在明确问题的基础上提出研究解决问题的方案或提出假设。教师在此阶段要做好知识的铺垫和能力的引导,并积极参与到学生探索方案的设计中,组织学生对方案进行评价和比较,确定探索方案。
四是解决问题或验证假设。方案确定后,学生以小组为单位,自主应用各种手段和方法开展探索研究,如自学、讨论、上网、调查、化学实验等手段,验证方案、探明结果,从而亲身体验知识和规律的获得过程,实现知识、能力和情感的全面发展,成为具有自主学习能力的学习者。
一旦学生熟悉了以上探究程序并在化学实验过程中得到多次体验后,学生探究问题的自主性就会大大提高,思考问题的方式也会更加贴近科学探究的方式。
如“在Fe(OH)2的制备”的教学过程中,我一开始就大胆放手让学生扮演成一个个“小小科学家”来制备Fe(OH)2,各小组比赛谁能最先看到Fe(OH)2的“真面目”。几分钟后,学生在实验中发现用FeSO4和NaOH制出的Fe(OH)2白色沉淀立即变为灰绿色,紧接着又变成了红褐色沉淀。学生观察实验现象时不禁奇怪,为什么反应会出现红褐色的Fe(OH)3?从Fe价态上分析,发生了氧化反应,稍作引导学生便恍然大悟,原来Fe(OH)2怕O2,所以在制备Fe(OH)2时应排除O2的干扰。此时在学生疑感的表情中引入课题,这样学生会提出种种假设:O2是如何“溜”进来的?如何“赶走”O2?之后,学生便在学习的过程中自觉地开展探究活动了。
二、突出实验过程和实验方法的探究性
探究性是科学实验最本质的特征。它包括探究性的问题和探究性的过程与方法两层含义。所谓探究性的问题,是指那些对于学生还没有具备直接的解决方法,构成认知上的挑战的问题。它反映了学生现有水平与解决问题所需能力之间的矛盾,这些问题对学生会有一定障碍,但通过他们自己的努力还是能够突破障碍的。所谓探究性的方法及过程,是指学生在科学探究中模仿科学家的研究方法和研究过程,创造性地解决问题。
如在Fe(OH)2的制备实验中,设计一个能避免O2干扰的实验装置就是一个探究的过程,为了设计出更好的实验方案,必须分析O2的来源,才能进一步讨论排除O2的措施,各个小组之间相互交流讨论、评价、补充,提出多种原因和方案。各小组在整个过程中都体验到了科学探究过程特有的乐趣,探究兴趣得到了升华,思维空间得到了拓展。
要突出化学实验的探究性,还要拓宽学生的问题空间,教学中的发现、化学实验中的意外现象、生活中遇到的化学问题,都是深入探究的最好素材。
三、增强化学实验内容的开放性
开放性是科学探究的一个重要特征,主要包含选择探究问题的开放性、探究过程的开放性和探究结果的开放性三层含义。从这个层面看,要通过化学实验来培养科学探究能力的关键是增强化学实验内容的开改性。让学生既能在课本内发现探究性较强的问题进行科学探究活动,又能让学生放眼课本之外,到生活中寻找和发现问题时进行科学探究活动。这样,探究兴趣才能深入持久,问题空间才更广阔。
如学生分析O2的来源以及排除O2的措施以后,结合所给的药品和仪器设计实验方案、陈述设计理由、各组进行评价和补充环节。在整个过程中,通过专题探究并进行实验验证,师生间有交流讨论,学生之间也产生思想上的交锋,使探究活动达到了高潮。这样既激发了学生的兴趣,调动了学生的学习积极性,又实现了实验创新与动手能力二者并驾齐驱、相得益彰的有机结合。同时,针对学生个体差异又留有思维的空间,并能体现出不同层次学生的能力水平,尽其能,显其志,有利于学生发展个性,学会科学思维的方法,养成科学思维的习惯。
四、重视反思过程的教学
成功之路在于经验加反思。精髓是反思,反思是以自身为思考对象,对自己的决策、行为以及由此所产生的结果进行审视和分析的过程,反思过程以解决问题为基本点,把“师生的共同发展”为主要目标;切实提交教学质量,在整个探究过程结束和Fe(OH)2的制备方案得到验证时,学生要反思,总结实验成败的关键,尝试对实验作进一步改进,写出反思后记、实验报告或科研小论文等,在反思过程中体现了明显的课题意识和研究意识。
总之,探究性学习贯穿于教材的各个章节和各个栏目之中,因此在教学过程的组织和实施中应时时不忘探究。由于探究性学习不是以获得知识作为终极目标,更不以“授受”为主要手段,而是注重已有的知识去发现、猎取和洞察新知识、新技能的一种主动性、发现式教学方式,是以创新活动为明显特征而立足于科学精神和科学态度养成的学、思、悟、用四者相结合的互动过程。
作者单位北京101中学化学组
(责任编辑 刘颖)
一、增强学生科学探究的自主性
自主性是科学探究的基本特征之一。在学习中发现问题、制定方案、解决问题、探究过程、展示和探究结果等各环节都需要学生积极主动参与,正是在这样的过程中,学生学习的能动性、参与性和自我意识才能不断得以提升。要增强学生在化学实验中进行科学探究的自主性,一是要激发学生对科学探究的兴趣,二是要让学生熟悉科学探究的基本程序。学生在化学学习中最感兴趣的是化学实验,但对实验感兴趣不一定就是对科学探究有兴趣。学生对化学实验的兴趣是浅层次的,主要是被化学实验过程中那些丰富多彩的现象所吸引;而对科学探究的兴趣是深层次的,要求学生对迷人现象背后的自然规律产生兴趣,对探究的过程产生兴趣。根据科学探究的一般流程,我设计了以下便于学生操作的探究程序。
一是创设情景,即教师将化学问题或事实放置在一种模仿或真实的环境中呈现给学生。情景主要的作用是激发学生兴趣,引发学生发现问题、提出问题、思考问题,是教学的起点和成败的关键。
二是发现问题。在教师引导下,问题情景激发学生去掉非化学因素的情景,关注情景中的化学知识和学生不能解决的化学现象,从而主动发现问题、提出问题,即情景问题化,然后交流提出问题,确立探究的方向和目标。
三是提出假设,即学生在明确问题的基础上提出研究解决问题的方案或提出假设。教师在此阶段要做好知识的铺垫和能力的引导,并积极参与到学生探索方案的设计中,组织学生对方案进行评价和比较,确定探索方案。
四是解决问题或验证假设。方案确定后,学生以小组为单位,自主应用各种手段和方法开展探索研究,如自学、讨论、上网、调查、化学实验等手段,验证方案、探明结果,从而亲身体验知识和规律的获得过程,实现知识、能力和情感的全面发展,成为具有自主学习能力的学习者。
一旦学生熟悉了以上探究程序并在化学实验过程中得到多次体验后,学生探究问题的自主性就会大大提高,思考问题的方式也会更加贴近科学探究的方式。
如“在Fe(OH)2的制备”的教学过程中,我一开始就大胆放手让学生扮演成一个个“小小科学家”来制备Fe(OH)2,各小组比赛谁能最先看到Fe(OH)2的“真面目”。几分钟后,学生在实验中发现用FeSO4和NaOH制出的Fe(OH)2白色沉淀立即变为灰绿色,紧接着又变成了红褐色沉淀。学生观察实验现象时不禁奇怪,为什么反应会出现红褐色的Fe(OH)3?从Fe价态上分析,发生了氧化反应,稍作引导学生便恍然大悟,原来Fe(OH)2怕O2,所以在制备Fe(OH)2时应排除O2的干扰。此时在学生疑感的表情中引入课题,这样学生会提出种种假设:O2是如何“溜”进来的?如何“赶走”O2?之后,学生便在学习的过程中自觉地开展探究活动了。
二、突出实验过程和实验方法的探究性
探究性是科学实验最本质的特征。它包括探究性的问题和探究性的过程与方法两层含义。所谓探究性的问题,是指那些对于学生还没有具备直接的解决方法,构成认知上的挑战的问题。它反映了学生现有水平与解决问题所需能力之间的矛盾,这些问题对学生会有一定障碍,但通过他们自己的努力还是能够突破障碍的。所谓探究性的方法及过程,是指学生在科学探究中模仿科学家的研究方法和研究过程,创造性地解决问题。
如在Fe(OH)2的制备实验中,设计一个能避免O2干扰的实验装置就是一个探究的过程,为了设计出更好的实验方案,必须分析O2的来源,才能进一步讨论排除O2的措施,各个小组之间相互交流讨论、评价、补充,提出多种原因和方案。各小组在整个过程中都体验到了科学探究过程特有的乐趣,探究兴趣得到了升华,思维空间得到了拓展。
要突出化学实验的探究性,还要拓宽学生的问题空间,教学中的发现、化学实验中的意外现象、生活中遇到的化学问题,都是深入探究的最好素材。
三、增强化学实验内容的开放性
开放性是科学探究的一个重要特征,主要包含选择探究问题的开放性、探究过程的开放性和探究结果的开放性三层含义。从这个层面看,要通过化学实验来培养科学探究能力的关键是增强化学实验内容的开改性。让学生既能在课本内发现探究性较强的问题进行科学探究活动,又能让学生放眼课本之外,到生活中寻找和发现问题时进行科学探究活动。这样,探究兴趣才能深入持久,问题空间才更广阔。
如学生分析O2的来源以及排除O2的措施以后,结合所给的药品和仪器设计实验方案、陈述设计理由、各组进行评价和补充环节。在整个过程中,通过专题探究并进行实验验证,师生间有交流讨论,学生之间也产生思想上的交锋,使探究活动达到了高潮。这样既激发了学生的兴趣,调动了学生的学习积极性,又实现了实验创新与动手能力二者并驾齐驱、相得益彰的有机结合。同时,针对学生个体差异又留有思维的空间,并能体现出不同层次学生的能力水平,尽其能,显其志,有利于学生发展个性,学会科学思维的方法,养成科学思维的习惯。
四、重视反思过程的教学
成功之路在于经验加反思。精髓是反思,反思是以自身为思考对象,对自己的决策、行为以及由此所产生的结果进行审视和分析的过程,反思过程以解决问题为基本点,把“师生的共同发展”为主要目标;切实提交教学质量,在整个探究过程结束和Fe(OH)2的制备方案得到验证时,学生要反思,总结实验成败的关键,尝试对实验作进一步改进,写出反思后记、实验报告或科研小论文等,在反思过程中体现了明显的课题意识和研究意识。
总之,探究性学习贯穿于教材的各个章节和各个栏目之中,因此在教学过程的组织和实施中应时时不忘探究。由于探究性学习不是以获得知识作为终极目标,更不以“授受”为主要手段,而是注重已有的知识去发现、猎取和洞察新知识、新技能的一种主动性、发现式教学方式,是以创新活动为明显特征而立足于科学精神和科学态度养成的学、思、悟、用四者相结合的互动过程。
作者单位北京101中学化学组
(责任编辑 刘颖)