运用探究式学习方式实现初中化学实验课程的有效教学的研究

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  摘要化学是一门“以实验为基础”的自然科学,某种意义上来说化学实验是化学科学发展的最有效的途径之一。笔者认为“当化学实验被用作探究性学习的途径时,化学实验的创造性和探究性功能能够更充分地显示出来”。本文中,笔者结合自己多年教学经验,以国内外学者提出的探究式教学理论为依据,充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能,合理地组织和实施实验探究性学习活动,希望通过这种有效教学来改变学生的学习方式,从而起到培养学生终身学习的能力。
  中图分类号:G633.8文献标识码:A
  
  1 传统初中化学课堂教学特征
  在我国长期应试教学背景下,通过笔者调查发现传统的初中化学课堂教学有三大特征:第一,教学过程永远以“教师为中心”,教师针对每个问题给学生答案,然后学生的学习靠“听、记、背”,这种教学情景中学生始终处在被动接受的地位,学生很少有根据自己的理解发表看法与意见的机会。第二,教师教学永远“以书本知识为中心”,教师通过把书本上的经验与答案直接灌输给学生,而很少让学生通过自己的活动与实践来获得知识。在这个情况下,我国的初中化学教学中普遍“缺乏对知识的获得性过程和概念原理的构建”的过程,长期以来一直是让学生直接接触现成的结论,这就给学生深入理解学习内容带来了障碍,也就在某些程度上阻碍学生思维的发展和进一步深入的学习。国内外学者提出的化学教学实施探究学习,是要求在传统的化学学科课程的学习中渗透探究的因素,也就是实施以探究为主的课堂教学,通过学习,笔者认为探究式课堂教学有利于开发学生的智力、发展学生的创造性思维、培养自学能力,通过自我探究引导学生学会学习和掌握科学方法,为终身学习和工作奠定基础。为了改变目前应试教学下学生“死读书、读死书”的现状,实现学生终身学习能力的培养,笔者试图在现行初中化学新课程教学中进行实践探讨,笔者围绕初中化学教学的实验选取课题,形式上分别采用将科学探究穿插于传统教学、完全应用于课堂教学和应用于课外活动等多种方式进行研究,力图探索出一系列比较结合一线教学实际的教学体系,从而为化学新课标的实施提供有益的经验。
  2 相关理论分析
  在刘知新主编的《化学教学论》中写到,“作为学习方式的科学探究活动和过程称为探究性学习;符合学生进行探究性学习所需要的基本特征和要素,并对学生进行探究性学习具有明显支持和促进作用的教学活动和过程称为探究式教学。”笔者认为,探究教学是指教师在教学过程中创设一种类似科学研究的情境,让学生通过自主参与主动地探索,发现和体验所学的内容,从而获得新的知识,并由此培养学生的创造性、终身学习等能力的一种教学形式。笔者结合自己运用探究式教学的经验提出其教学的基本原则分析:(1)目的性与发展性相结合原则。在教师在设计任何一个探究性实验都要有明确的目标,具体到每一步探究也要有明确的目标,只有制定好具体目标,才能为探究指明个正确的的方向,才能使我们的化学实验的设计凸显其本身的价值和意义。而发展性原则是要求在设计探究性实验过程中,教师要以学生身心的发展为依据,实验的设计要与学生的认知结构相符合,在实验的过程中,不断发展学生的兴趣和认知能力。(2)创新性与综合性相结合原则。每一个实验设计的内容都应显示出一定的创造智慧和策略,这要求教师要敢于突破陈规,让每个实验的设计都具有新颖、独特、巧妙之处。教师的独到的创新有利于激发学生的学习兴趣,能促使学生形成独特的思维模式,从而唤起学生的创新思维和创新能力。在设计实验时候,要注意与其他学科相关知识的综合,在实验探究过程中要注重培养学生们的探究能力,同时要加强对学生各种能力的综合培养。使学生在掌握知识和技能的过程中产生积极的情感体验,树立正确的态度与价值观。(3)可行性与安全性相结合的原则。“可行性是指教师在实验设计中所运用的实验原理在具体实施时要切实可行”,任何教学中所运用的内容都应该符合学生的年龄特点,不要超越他们这个阶段所能接受的知识范围,使学生可根据自己掌握的知识和经验顺利地去进行探索研究,通过个人努力学习,最后达到自己的目标,从而让学生产生尝试探究的欲望。在探究实验过程中,要特别注意安全,初中是学生学习化学的启蒙阶段,所掌握的實验室安全知识比较少,实验设计时,教师应努力使实验装置简单,规范,安全。既能保证学生的安全,又可以促使学生们亲自动手的欲望。
  3 实现初中化学实验课程的有效教学——以新授课进行探究性实验教学为例
  笔者认为通过新授课进行探究性实验有三点优势:其一可以成功的激发学生学习化学知识的兴趣;其二能够让学生知道如何利用探究的方式去学习知识,提高学习的质量和效率;其三是利用探究性实验可以促使学生进行创造性、创新性学习,从而培养他们的创造性思维。笔者认为新授课中探究实验不一定面面俱到,也并需要很深入,只要能够成功的引发学生的兴趣、提出问题、促进思考、突出学生的动手实践能力,这样的探究性教学实验就是有价值的。
  本节笔者以氧气的实验室制法为例:
  (1)教学目标分析通过探究实验增强学生对化学的探究欲望,从而培养学习化学的兴趣。①让学生初步学会制取氧气的原理和方法。②让学生认识催化剂的概念。
  (2)教学准备分析教师演示所用相关资料与设备:包括教学课件与相应实验装置。
  (3)笔者教学过程分析教师设计相应问题,将学生带入相应情景:首先在今天学习之前,请同学们先猜一个小谜语。 (谜语:看不见,抓不到,不香不臭没味道,动物植物都需要,离开它就活不了。)学生踊跃回答:氧气。教师对氧气的用途进行分析,并提出让学生自己动手制造出来,成功把握学生的好奇心理:氧和我们人类生活密切相关的生产,它是生命之源,是人类的好朋友。同学们,你们想进一步接触这位朋友吗?想亲自制取一瓶氧气吗?今天,我们带着这个共同愿望,让我们进行今天的学习——氧气的实验室制法。教师:我们通过以前的学习,我们可以得知通过电解水和分离液态空气能制得氧气。但是这些方法并不适合在实验室方便快捷的制得氧气。学生:通过思考并回答这个问题。教师:请大家思考下,在实验室里我们可以用某些物质分解来制取氧气呢?教师进行引导:下面这些物质哪些分解后可能会产生氧气呢?①食盐②过氧化氢③盐酸④高锰酸钾⑤氯酸钾⑥甲烷。学生们结合以前学习的内容选出:含有氧元素的过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾。教师提问:大家的猜想依据是什么?教师讲述:实验室制取氧气的方法有多种,本节课我们重点学习用过氧化氢制取氧气。教师书写:过氧化氢溶液的标签。教师提问:该溶液标签上注明长期放置会失效。大家知道是什么原因吗?学生迅速回答:怕过期,变成分。教师解释原因:因为H2O2不稳定,在常温下就可以分解为氧气和水。教师让同学观察与思考:请大家观察桌上的过氧化氢溶液,想想有什么办法可以让氧气产生的速率加快吗?教师引导学生探究:现在大家根据所具有的实验材料和条件,有什么办法能让氧气产生的速率加快吗?教师给出提示指导:“双氧水不稳定,可被催化分解,分解时放热,同时产生氧气,其稳定性随溶液的稀释而增加”。“双氧水在较低的温度和浓度时是较稳定的,但当加热到高153℃时,过氧化氢便会发生猛烈的爆炸性分解”。在教师的提示下让学生进行开始分组实验:分别向装有“二氧化锰、碎瓷片、薯条、粉笔末、硫酸铜、活性炭”的小烧杯中倾倒过氧化氢溶液。教师在学生实验过程中适时提问:这些物质都能加快氧气产生的反应速率。通过比较,你认为最适合于实验室制氧气的方法是哪种?学生:过氧化氢溶液和二氧化锰。教师引导学生进行实验反思:二氧化锰在反应中的作用是什么?教师进行下一问题前讲授学生相关概念:二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都不变的有关资料。学习催化剂概念。催化剂的特点论述:“在化学反应过程中能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质反应前后都没有改变”。教师通过板书教授学生相关知识点:过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为氧气和水的文字表达式,引导学生思考二氧化锰写在什么位置?教师适时提出问题:在你的实验台上放有“试管、烧杯、锥形瓶、烧瓶、广口瓶”等仪器,你认为哪些仪器可供选择作为反应容器?气体制得后需要导出,还需要什么仪器?反应容器和导管该如何连接呢?在教师指导下让学生自己动手尝试实验:学生以组为单位尝试实验仪器的组合与连接。教师为学生们展示相关不同装置并提出问题:实验室制取氧气的简易发生装置和安有长颈漏斗的装置。对比这两套装置又有什么不同?这样改进有什么优势呢?教师可以摆放错误装置让学生去发现问题:张三和李四在实验中是这样连接制取氧气的发生装置的,但是实验都不成功。你能帮他们分析原因吗?让学生指明错误,阐述原因,并改错。教师先讲授给学生二种收集气体的方法。教师进行相关问题提问:氧气产生后,如何将它收入集气瓶中呢?让学生小组讨论:收集气体的方法与气体的性质有关吗?请同学们分组讨论。教师讲述二种收集方法适用于具有什么性质的气体?实验室中可选用哪些方法来收集氧气呢?教师对学生进行分组实验:如何用排水法或向上排空气法收集一瓶氧气。教师让学生们进行反思交流:请学生讨论,在实验中都遇到了什么问题,存在哪些疑惑?开始收集氧气的时间?还有我们应该怎样判断集气瓶中已经集满氧气的呢?再制一瓶氧气,还需要再加入二氧化锰吗?等等一些问题。
  (4)案例评析。笔者通过以本案例实施为例, 认为教师能够在新授课中能够不断设疑,通过为学生创造问题情景,引导学生感受和体验探究教学的主要环节,并通过利用实验培养学生的“猜想、动手操作、资料分析、反思、交流”等多方面能力,让学生学会“对比、归纳、实验探究求证”等多种学习方法,丰富学生的学习经验,激发学生的学习热情,促进学生之间的合作,可以很好地反映了老师和学生之间的互动。真正实现“教会学生学习探究的方法,引导鼓励学生用探究的方式学”这一新课程改革的要求。
  4 在教学中推行探究式教学存在的不足与应注意的问题
  笔者认为作为一名工作在教育一线的老师,通过运用探究式教学方法取得了一定的成效,在肯定探究式教学的优势的同时,应该也要充分认识到这个教学方法存在的不足:
  首先,笔者认为并不是所有的化学教学都适用探究式教学这一方法,并且也并不是所有学生都能适应探究式教学。其次,一些学校由于师资和资金的缺乏,相应的设施比较薄弱,学生所学课程比较多,应试课业繁重、教师的其它课程的教学任务比较重、学校的升学压力比较大等等相关因素,都成为实施探究式教学的障碍。针对上述总结推行探究式教学存在的不足之处,笔者认为在教学中教师应该注意以下几个方面:首先,在教学中学生的学习观点与教师的教学角色都需要转变。在“探究式教学的实践研究过程中,笔者经常遇到以下难题:(1)通过教师的教学指导后,很大一部分学生产生了疑问之后却依然像传统教学中的那样——不是积极主动地探索,并自主地去找到问题的答案,而是像以往学习那样希望教师能够直接告诉他们答案或者可以给出答案供他们选择。(2)在探究教学过程中,学生无法从传统教学中被动接受的角色中转换出来,只有当学生能树立新的教学观念——自主学习、终身学习和合作学习,才能将该教学方法有效实施。
  其次,笔者认为在探究教学中教师的指导和实施能力有待加强。(1)可以说是因为长期受传统教学的影响,学生学习的目标和任务基本上都是教师确定的,教师在课堂上属于绝对的主体,教师对学生采取的是“填鸭式”教学,长期实施下来后,当实施探究教学的初始阶段,大多学生缺乏发现问题的意识,甚至有的认为有问题可以在书中找到现成的答案,失去了探究的意义,这就导致探究教学进行的相当困难,在这个非常转折时期是急需要教师加强引导,从而让学生尽快转变观念和学习方式,这样才能让学生逐步学会自主地发现问题。除此之外,教师还要适时地引导学生发现学习书本知识以外的问题,将课堂教学引向生活中,從而让学生不断感受到探究的必要性和意义。(2)在探究教学中,教师应该进行搜集、分析、加工、评价信息方面的指导,这不仅仅包含运用各种方式和渠道获取信息的意识及能力,查阅文献的方法、步骤和工具,而且也包括对及对收集到的文献的处理等。在教学过程中笔者发现学生在获取、加工信息的能力方面存在很大困难,因此要想开展探究教学,笔者认为教师就应该从这方面入手,努力提高学生的信息素养,积极培养学生获取、加工信息的能力。从而让学生在遇到问题的时候,积极主动地去寻找解决的方法。
  
  参考文献
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