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摘要:随着新课程改革的不断深入,“探究式学习”越来越受到关注和认同。而化学科作为一门以实验为基础的学科,非常具有探究性学习资源,促进学生主动构建知识。因此化学教师可依托实验为载体,积极创设探究实验情景,加强师生互动,促进学生主动构建知识,提高课堂效益。
关键词:创设 探究 实验 效益
建构主义认为,学生通过亲历知识的形成过程,才能真正意义地构建知识。因此知识不是发现和授受的,而是个体主动探究、参与创造的结果。化学学科是一门以实验为基础的学科,化学实验具有极强的直观性和探究性,令人饶有兴趣、思考问题、求证答案、探索新知。因此教师以化学实验为载体,创设探究活动情景,加强学生的主体性,鼓励其积极进行化学实验探究活动,从而促进学生科学素养形成,促进学生主动构建知识,以实现真正有效的学习,从而提高化学课堂效益。
依据中学教学大纲要求,结合化学实验特点,可以针对实验原理、实验方案、实验现象、实验改进等环节,分别设计探究情景,对有价值的问题予以探究活动,从而实现教学过程中的“知识与能力”、“过程与方法”、“情感态度价值观的形成”等三维目标的达成。
1、创设实验原理的探究情景
面对一个实验情景,透过现象看本质,可能有多种解释的原理,孰对孰错,这就给学生一个思考题,即探究该实验的真正原理,通过实验活动求证答案。这种探究实验大多可建立在学生易混淆、易出错的“元素及其化合物”知识点,从而有效地构建化学基础知识。
例如,在讲解“Fe3+、Br2的氧化性强弱比较”知识点时,教师可以创设以下实验情景:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1─2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)教师鼓励,学生大胆地猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述现象不是发生化学反应所致,则溶液中呈黄色的物质是Br2;
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述现象是发生化学反应所致,则溶液中呈黄色的物质是Fe3+。
(2)教师给予时空,由学生设计实验并验证:
甲同学为验证自己的观点,选用了四氯化碳进行实验,将四氯化碳注入上述反应后的溶液,发现四氯化碳层并未变为橙色,故否定了自己的观点;
乙同学为验证自己的观点,选用了硫氰化钾溶液进行实验,将硫氰化钾溶液注入上述反应后的溶液,发现溶液呈血红色,故肯定了自己的观点。
(3)师生共同得出结论:
氧化性强弱关系:Br2>Fe3+。
2、创设实验方案的探究情景
为完成某一实验目的,我们常可设计出多种实验方案去实现。教师在教学中,尽量激发学生开发潜能,设计出尽可能多的实验方案,再根据已呈现的方案,引导学生分析其可行性,从而构建化学基本操作和与实验情景相关的知识点,训练学生的开放性思维。
例如,在高三复习“醋酸是弱电解质”知识点时,教师可以创设以下实验情景:如何用实验证明醋酸是弱电解质。教师激励学生,提出为验证“醋酸是弱电解质”这一结论,可设计出十种以上的实验方案:
(1)教师从弱电解质的电离特点,引导学生师生共同探究出以下四种方案:
①称取一定量的无水醋酸配制0.1
mol/L的醋酸溶液,测定该溶液的pH。现象:测出的pH>1;
②配制浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积分别加入烧杯并并联,接通电源,观察灯泡亮度。现象:插在盐酸中的灯泡亮度大;
③配制相同浓度的盐酸和醋酸,分别测两溶液的pH。现象:盐酸溶液的pH小,醋酸溶液的pH大;
④配制相同pH的盐酸和醋酸溶液,分别取相同体积,用酚酞试液作指示剂,以氢氧化钠溶液为标准溶液进行滴定。现象:两溶液消耗NaOH标准溶液的体积:醋酸>盐酸。
(2)教师通过影响弱电解质电离的外界因素分析,引导学生师生共同探究出以下四种方案:
①配制pH相同的盐酸和醋酸溶液,取1mL上述盐酸和醋酸分别用蒸馏水稀释相同倍数(如100倍),再测定稀释后两溶液的pH。现象:盐酸pH变化大,醋酸pH变化小;
②用已知浓度的盐酸和醋酸溶液分别配制pH=1的两种溶液,取相同体积加入足量的锌,用排水法收集生成的氢气。现象:两溶液中生成的氢气体积:醋酸>盐酸;
③配制浓度相同的盐酸和醋酸溶液,加入纯度、质量都相同的同种锌粉。现象:两溶液与锌反应产生氢气的速率:盐酸>醋酸;
④把一定浓度的醋酸溶液两等份分,其中一份加入醋酸钠固体,然后分别加入形状相同质量相同的锌,观察产生氢气的快慢是否相同。现象:产生氢气的快慢不相同,没加入醋酸钠的一份快。
(3)教师通过“有弱才水解”的水解规律,引导学生师生共同探究出以下三种方案:
①配制某浓度的醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸钠晶体,振荡。现象:溶液由红色逐渐变为橙色;
②配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液由无色变为浅红色;
③用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
3、创设实验现象的探究情景
面对一个新物质的学习,教师可以设计学生参与动手实验,从方法方面感知新物质。教师的引导与学生的探究活动,常使学生感到无比乐趣,使学生乐于思考问题,探求新知。通过这样的探究活动,有益于构建元素及其化合物的新知识,培养学生乐于探究、探求真理的科学精神。
例如,在讲解“钠的性质”知识点时,教师可以创设以下实验情景:在每位同学课桌上提供金属钠、水、酚酞、小刀、滤纸、烧杯、镊子等物品,指导学生亲自动手实验。
(1)取金属钠,怎么取?怎么把其表面的煤油吸干?
(2)切金属钠,怎么切?
(3)将金属钠丢入烧杯内放有含酚酞的水中,观察有哪些现象?
教师引导学生在实验过程中,完完整整地描述出相应的实验现象,并通过探究对每一实验现象的原因予以解释:
①金属钠保存在煤油中(探究得出:钠的密度比煤油大,且不与煤油反应。)
②金属钠可用小刀切割(探究得出:钠质软,新切出的钠表面具有银白色金属光泽。)
③金属钠浮在水面上(探究得出:钠的密度比水小。)
④金属钠熔化(探究得出:钠的熔点较低。)
⑤金属钠四处游动,发出嘶嘶声音(探究得出:反应产生了一种气体。)
⑥溶液变红(探究得出:反应产生了碱性溶液。)
最后,师生共同构建出金属钠的物理、化学性质。
4、创设实验改进的探究情景
面对一个实验设计,教师可根据其实验的各步骤、环节,提供相关的信息,引导学生从是否环保、实验操作是否简单可行可控、实验原料是否易得廉价、实验原理是否可行等多角度予以评价,并要求学生探究或设计出新的方案。通过这种探究活动,培养学生的实验基本操作能力、观察能力、表达能力、发散思维能力,以及实验自主开发和设计能力,从而真正形成对实验问题的探究能力,进而有效地去解决值得探索的化学问题。
例如,在复习实验“氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁”时,教师可提供以下信息:无水三氯化铁易潮解,100℃左右时升华。同时向学生展示下图实验装置:左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。
然后师生之间展开探究活动,分析两收集装置的不足之处,并设计出最优的收集装置。教师的引导应着力于提示学生的环境保护意识和对无水三氯化铁易潮解,100℃左右时升华这一信息的理解运用,同时也提示学生从两图的对比中敏捷地捕捉到其差异,而差异之处正是应该重点思考的(前者无防堵塞装置,无尾气处理装置;后者缺少防止潮湿空气进入的装置)。结合评价技巧,整合两图的优质资源,即可探究得出最优的收集装置。(整合Ⅱ图中的防堵塞装置、尾气处理装置和Ⅰ图中的防止潮湿空气进入的装置,即为最优的收集装置)。
总之,为提高化学课堂效益,教师应加强学生的主体性,增强课堂中师生的互动,让学生积极主动地参与到教学活动中去。为此,教师积极创设探究实验情景,努力构建以学生主动参与、师生双向互动的探究型学习活动,让学生感到自己是一个发现者、研究者和探索者,经历到科学探究的过程和方法,学会科学地看问题、分析问题、解决问题,从而构建新知识,学会学习和形成正确价值观的过程,才能真正地促使学生开展有效的学习,切实有效地提高化学课堂效益。
关键词:创设 探究 实验 效益
建构主义认为,学生通过亲历知识的形成过程,才能真正意义地构建知识。因此知识不是发现和授受的,而是个体主动探究、参与创造的结果。化学学科是一门以实验为基础的学科,化学实验具有极强的直观性和探究性,令人饶有兴趣、思考问题、求证答案、探索新知。因此教师以化学实验为载体,创设探究活动情景,加强学生的主体性,鼓励其积极进行化学实验探究活动,从而促进学生科学素养形成,促进学生主动构建知识,以实现真正有效的学习,从而提高化学课堂效益。
依据中学教学大纲要求,结合化学实验特点,可以针对实验原理、实验方案、实验现象、实验改进等环节,分别设计探究情景,对有价值的问题予以探究活动,从而实现教学过程中的“知识与能力”、“过程与方法”、“情感态度价值观的形成”等三维目标的达成。
1、创设实验原理的探究情景
面对一个实验情景,透过现象看本质,可能有多种解释的原理,孰对孰错,这就给学生一个思考题,即探究该实验的真正原理,通过实验活动求证答案。这种探究实验大多可建立在学生易混淆、易出错的“元素及其化合物”知识点,从而有效地构建化学基础知识。
例如,在讲解“Fe3+、Br2的氧化性强弱比较”知识点时,教师可以创设以下实验情景:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1─2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)教师鼓励,学生大胆地猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述现象不是发生化学反应所致,则溶液中呈黄色的物质是Br2;
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述现象是发生化学反应所致,则溶液中呈黄色的物质是Fe3+。
(2)教师给予时空,由学生设计实验并验证:
甲同学为验证自己的观点,选用了四氯化碳进行实验,将四氯化碳注入上述反应后的溶液,发现四氯化碳层并未变为橙色,故否定了自己的观点;
乙同学为验证自己的观点,选用了硫氰化钾溶液进行实验,将硫氰化钾溶液注入上述反应后的溶液,发现溶液呈血红色,故肯定了自己的观点。
(3)师生共同得出结论:
氧化性强弱关系:Br2>Fe3+。
2、创设实验方案的探究情景
为完成某一实验目的,我们常可设计出多种实验方案去实现。教师在教学中,尽量激发学生开发潜能,设计出尽可能多的实验方案,再根据已呈现的方案,引导学生分析其可行性,从而构建化学基本操作和与实验情景相关的知识点,训练学生的开放性思维。
例如,在高三复习“醋酸是弱电解质”知识点时,教师可以创设以下实验情景:如何用实验证明醋酸是弱电解质。教师激励学生,提出为验证“醋酸是弱电解质”这一结论,可设计出十种以上的实验方案:
(1)教师从弱电解质的电离特点,引导学生师生共同探究出以下四种方案:
①称取一定量的无水醋酸配制0.1
mol/L的醋酸溶液,测定该溶液的pH。现象:测出的pH>1;
②配制浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积分别加入烧杯并并联,接通电源,观察灯泡亮度。现象:插在盐酸中的灯泡亮度大;
③配制相同浓度的盐酸和醋酸,分别测两溶液的pH。现象:盐酸溶液的pH小,醋酸溶液的pH大;
④配制相同pH的盐酸和醋酸溶液,分别取相同体积,用酚酞试液作指示剂,以氢氧化钠溶液为标准溶液进行滴定。现象:两溶液消耗NaOH标准溶液的体积:醋酸>盐酸。
(2)教师通过影响弱电解质电离的外界因素分析,引导学生师生共同探究出以下四种方案:
①配制pH相同的盐酸和醋酸溶液,取1mL上述盐酸和醋酸分别用蒸馏水稀释相同倍数(如100倍),再测定稀释后两溶液的pH。现象:盐酸pH变化大,醋酸pH变化小;
②用已知浓度的盐酸和醋酸溶液分别配制pH=1的两种溶液,取相同体积加入足量的锌,用排水法收集生成的氢气。现象:两溶液中生成的氢气体积:醋酸>盐酸;
③配制浓度相同的盐酸和醋酸溶液,加入纯度、质量都相同的同种锌粉。现象:两溶液与锌反应产生氢气的速率:盐酸>醋酸;
④把一定浓度的醋酸溶液两等份分,其中一份加入醋酸钠固体,然后分别加入形状相同质量相同的锌,观察产生氢气的快慢是否相同。现象:产生氢气的快慢不相同,没加入醋酸钠的一份快。
(3)教师通过“有弱才水解”的水解规律,引导学生师生共同探究出以下三种方案:
①配制某浓度的醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸钠晶体,振荡。现象:溶液由红色逐渐变为橙色;
②配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液由无色变为浅红色;
③用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
3、创设实验现象的探究情景
面对一个新物质的学习,教师可以设计学生参与动手实验,从方法方面感知新物质。教师的引导与学生的探究活动,常使学生感到无比乐趣,使学生乐于思考问题,探求新知。通过这样的探究活动,有益于构建元素及其化合物的新知识,培养学生乐于探究、探求真理的科学精神。
例如,在讲解“钠的性质”知识点时,教师可以创设以下实验情景:在每位同学课桌上提供金属钠、水、酚酞、小刀、滤纸、烧杯、镊子等物品,指导学生亲自动手实验。
(1)取金属钠,怎么取?怎么把其表面的煤油吸干?
(2)切金属钠,怎么切?
(3)将金属钠丢入烧杯内放有含酚酞的水中,观察有哪些现象?
教师引导学生在实验过程中,完完整整地描述出相应的实验现象,并通过探究对每一实验现象的原因予以解释:
①金属钠保存在煤油中(探究得出:钠的密度比煤油大,且不与煤油反应。)
②金属钠可用小刀切割(探究得出:钠质软,新切出的钠表面具有银白色金属光泽。)
③金属钠浮在水面上(探究得出:钠的密度比水小。)
④金属钠熔化(探究得出:钠的熔点较低。)
⑤金属钠四处游动,发出嘶嘶声音(探究得出:反应产生了一种气体。)
⑥溶液变红(探究得出:反应产生了碱性溶液。)
最后,师生共同构建出金属钠的物理、化学性质。
4、创设实验改进的探究情景
面对一个实验设计,教师可根据其实验的各步骤、环节,提供相关的信息,引导学生从是否环保、实验操作是否简单可行可控、实验原料是否易得廉价、实验原理是否可行等多角度予以评价,并要求学生探究或设计出新的方案。通过这种探究活动,培养学生的实验基本操作能力、观察能力、表达能力、发散思维能力,以及实验自主开发和设计能力,从而真正形成对实验问题的探究能力,进而有效地去解决值得探索的化学问题。
例如,在复习实验“氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁”时,教师可提供以下信息:无水三氯化铁易潮解,100℃左右时升华。同时向学生展示下图实验装置:左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。
然后师生之间展开探究活动,分析两收集装置的不足之处,并设计出最优的收集装置。教师的引导应着力于提示学生的环境保护意识和对无水三氯化铁易潮解,100℃左右时升华这一信息的理解运用,同时也提示学生从两图的对比中敏捷地捕捉到其差异,而差异之处正是应该重点思考的(前者无防堵塞装置,无尾气处理装置;后者缺少防止潮湿空气进入的装置)。结合评价技巧,整合两图的优质资源,即可探究得出最优的收集装置。(整合Ⅱ图中的防堵塞装置、尾气处理装置和Ⅰ图中的防止潮湿空气进入的装置,即为最优的收集装置)。
总之,为提高化学课堂效益,教师应加强学生的主体性,增强课堂中师生的互动,让学生积极主动地参与到教学活动中去。为此,教师积极创设探究实验情景,努力构建以学生主动参与、师生双向互动的探究型学习活动,让学生感到自己是一个发现者、研究者和探索者,经历到科学探究的过程和方法,学会科学地看问题、分析问题、解决问题,从而构建新知识,学会学习和形成正确价值观的过程,才能真正地促使学生开展有效的学习,切实有效地提高化学课堂效益。