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摘 要:普通高中化学课程标准明确了课程性质应有利于学生体验科学探究的过程。本文就探究内容的挖掘、探究的形式等通过举例加以叙述。
关键词: 科学探究;体验;动手;创新
高中新课程的基本理念之一就是通过以实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。而在实际教学中教师往往将科学探究局限于教材内容而不能从多角度多种形式来强化学生的探究意识。结果易造成死记教材中的内容,不利于培养创新精神。
一、设计探究内容的原则
1. 立足已有知识,设计探究内容
不是所有的问题都适合在中学阶段探究的。探究内容的选取应以学生的认知水平和生活经验为出发点,所探究的内容能利用近期学到的化学核心知识、重点知识,不应过高或过于简单。探究的目标过于容易会失去探究的魅力;过高则失去探究的兴趣。
2. 选择合适时机,抛出探究对象
在学生要刨根问底的时候提出探究对象,易激发学生的探究热情;或当矛盾出现的时候,人的思维受到了挑战,这时甚至不用教师引导学生会自发地提出要进行探究。如讲到铝片放入浓硝酸会发生钝化时,不要直接强加给学生原因,而是引导学生探究:是不反应还是反应后生成保护膜而阻止内部继续反应?让学生设计实验展开探究。
二、科学探究内容的挖掘
除了教材中安排的“活动与探究”这一常规探究途径外,还可以通过各种方式挖掘探究内容,培养学生的探究意识。
1. 讲解习题,质疑之处引发探究
习题课是高中化学总复习阶段的重要课型之一,可以检测学生对所学知识的巩固及应用的程度。按对知识的要求程度不同可以將习题分为识记型、理解型和应用型,其中理解和应用层次的习题,往往是考查学生对知识的迁移和应用原有知识解决实际问题的能力。该类习题多数都创设一个新的情境,综合考查学生类比、假设、逻辑推理等科学方法的应用。在解题过程中学生往往有自己不同的思路和开放式答案,或者可以给出正确答案但心里存有不同的想法和疑惑,表现在讲解习题时有强烈的求异思想和求证思想,这时教师要恰当地引导学生进行探究,而不应该纸上谈兵。
如选择题中某一项为“一定条件下,0.1mol Fe与0.2molCl2充分反应,转移的电子数为0.3mol 。”笔者在讲解该项时分析完Fe与Cl2反应生成FeCl3的物质的量的比外,马上有学生认为:若过量的Fe与Cl2反应生成的FeCl3还会与过量的Fe反应生成FeCl2。这时正是引发科学探究的好时机:让学生设计探究方案,通过实验探究得出结论,这其中还恰当地运用了Fe3 与Fe2 的检验。由习题引出的探究很自然,因为学生都有自己的见解。在平时的教学中要培养学生的质疑能力,善于表达自己不同的观点,这样在习题的讲解时学生就会自然地说出自己的看法,教师要充分地给予鼓励,对适合的问题引发探究。
2. 观察生活,对常见物进行探究
学生获取经验和感性知识的手段除了课堂上教师安排的教学内容外,平时生活中接触到的现象和物质是重要的途径。从初中启蒙的化学教学中就开始强调化学源于生活,平常多注意观察生活中的化学现象。当化学知识积累到一定程度后,教师可以由生活中的常见物质或现象引出探究内容,将所学的理论知识用实践来检验,一方面巩固了所学知识,另一方面对化学学科的价值有了新的认识,不致于脱离现实生活而感到枯燥乏味。
如食盐中加的碘是以碘酸钾的形式存在。如何用厨房中常见的物品探究加碘盐中碘的存在?这时以信息的形式告诉学生:该反应须在酸性(可用食醋替代)条件下进行;维生素C具有还原性;米汤就富含淀粉。基于生活中常见的物质引发的探究极易引起学生的兴趣。同时也适当地复习了氧化还原反应知识、碘的检验等。在家中即可完成的探究,学生感到亲切而且有成就感。
3. 实验异常,分析条件引出探究
众所周知,化学是以实验为基础的一门学科,实验的功能在于形成感性材料,从而展开相关原理的探讨。但是不论是教师演示或学生的分组实验,有时会因为条件的控制不同而产生与预期不同的现象或结果,这时一般学生会相当失望地说一句“实验失败了”,而从新开始做一次以达到与预期的或书本中一致的结果。其实这样丧失了一次探究的好机会。这时教师要“就事论事”,引导探究导致不同现象的原因,培养学生实事求是的科学精神。
笔者在演示二氧化硫与双氧水的反应时,将二氧化硫气体收集于一针筒内,吸入少量自来水形成二氧化硫水溶液,注少量于试管中,滴加BaCl2溶液,结果呈现浑浊现象。这时本人用蒸馏水代替自来水做对比重复该实验引出探究内容:为什么用自来水配成的二氧化硫水溶液能与BaCl2溶液作用产生沉淀,而用蒸馏水配成的则没有?这当中也复习了自来水中含有氯气这种强氧化性物质。巧妙地利用“不成功的实验”引发探究素材,能够启迪学生的思维。此外,也可由课堂上学生发现的问题中挖掘探究素材。
4. 违背常理,矛盾冲突产生探究
每个人都有自己已有的知识积累和经验。化学的基本原理及元素化合物知识也有一般规律,然而有的化学现象不能用普遍性规律来解释,即有自己的特殊性。此时就与已有的知识或经验产生冲突,要努力寻找属于自己的解释,教师在处理此类问题时不能把结果强加给学生,而应让学生展开探究活动,由产生特殊现象出发,分析产生的原因或提出假设,通过探究手段得出合理的结论。
例如已经知道浓盐酸、浓氨水均有挥发性,打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞即产生大量白雾。打开浓氨水的试剂瓶塞却看不到白雾。这一怪现象即刻引发学生的探究欲望:虽然浓氨水挥发看不到白雾,但可直观地感受到氨水的确可以挥发——强烈的刺激性气味,很自然地展开猜测:挥发是否一定形成白雾?产生白雾必须满足什么条件?在教师的引导下展开实验探究。 三、科学探究的形式
科学探究是以实验为主的多种探究活动,但并不局限于实验。凡是为了弄清某一问题的本质而采取的科学有效的方法的过程都是探究。
1. 查阅资料
如在进行元素周期律知识教学时,结合人类探索物质及其变化的历史,课前布置预习内容给学生:“通过网络或书籍查阅元素周期律的发现史料,讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。”这样既体验到了科学探索的艰辛,又加深认识了化学科学发展的历史进程。这种内容容易被教师为了赶进度而三言两语代过。理论、化学史、化工生产等方面内容有条件的还可以组织学生参观、访谈、实地考察等。
2. 实验探究
化学是建立在实验基础上的一门学科。许多定律、原理、规律性知识的得出都是在实验的基础上形成的。在牵涉到物质的变化规律时都要进行实验探究,这也是化学科学探究的主要形式。
3. 制作模型
皮亚杰曾经说过:“智慧从动作开始,学生的多种感官参与认知活动,可以使信息不断地刺激细胞,促使思维活跃,同时易于激发学生的好奇心和求知欲。”在“同分异构现象”教学中,教材就安排了模型探究活动:发给学生球棍模型,以小组为单位合作组装尽可能多的C4H10结构模型。這也是不能用教师的讲解或教师的演示所能替代的。因为从搭配的模型中不仅可以感受到规律,还对分子的空间结构有了初步认识。模型化是化学学科研究的方法之一。尤其在微观抽象领域教学中,通过制作分子模型、晶体模型、价键模型等可进行直观的分析探究。
4. 交流互动
上课过程学生获取知识的途径主要是教师讲授、教材和师生、生生交流讨论。其中后者获取的方式更加鲜活、自然。在适当的素材中甚至可以用辩论的方式开展探究活动,畅所欲言,表达自己的观点,让智慧的火花相互碰撞。
5. 结束语
中学阶段的探究主要目的还不是在于能发明新事物,主要是借以了解科学探究的基本过程和方法,激发学生认识探究化学事物的兴趣,培养科学素养。教师要灵活多样地引发探究内容,用多种方式进行探究。即做到“可探究、多探究”,让探究成为课堂教学的常态。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2].王祖浩,王磊. 普通高中化学课程标准(实验)解读[M]武汉:湖北教育出版社,2004.
[3]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书.有机化学基础[M].南京:江苏教育出版社,2009.
[4]周仕东等.科学探究活动的类型、功能以及活动方式[J].化学教育,2005(4).
关键词: 科学探究;体验;动手;创新
高中新课程的基本理念之一就是通过以实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。而在实际教学中教师往往将科学探究局限于教材内容而不能从多角度多种形式来强化学生的探究意识。结果易造成死记教材中的内容,不利于培养创新精神。
一、设计探究内容的原则
1. 立足已有知识,设计探究内容
不是所有的问题都适合在中学阶段探究的。探究内容的选取应以学生的认知水平和生活经验为出发点,所探究的内容能利用近期学到的化学核心知识、重点知识,不应过高或过于简单。探究的目标过于容易会失去探究的魅力;过高则失去探究的兴趣。
2. 选择合适时机,抛出探究对象
在学生要刨根问底的时候提出探究对象,易激发学生的探究热情;或当矛盾出现的时候,人的思维受到了挑战,这时甚至不用教师引导学生会自发地提出要进行探究。如讲到铝片放入浓硝酸会发生钝化时,不要直接强加给学生原因,而是引导学生探究:是不反应还是反应后生成保护膜而阻止内部继续反应?让学生设计实验展开探究。
二、科学探究内容的挖掘
除了教材中安排的“活动与探究”这一常规探究途径外,还可以通过各种方式挖掘探究内容,培养学生的探究意识。
1. 讲解习题,质疑之处引发探究
习题课是高中化学总复习阶段的重要课型之一,可以检测学生对所学知识的巩固及应用的程度。按对知识的要求程度不同可以將习题分为识记型、理解型和应用型,其中理解和应用层次的习题,往往是考查学生对知识的迁移和应用原有知识解决实际问题的能力。该类习题多数都创设一个新的情境,综合考查学生类比、假设、逻辑推理等科学方法的应用。在解题过程中学生往往有自己不同的思路和开放式答案,或者可以给出正确答案但心里存有不同的想法和疑惑,表现在讲解习题时有强烈的求异思想和求证思想,这时教师要恰当地引导学生进行探究,而不应该纸上谈兵。
如选择题中某一项为“一定条件下,0.1mol Fe与0.2molCl2充分反应,转移的电子数为0.3mol 。”笔者在讲解该项时分析完Fe与Cl2反应生成FeCl3的物质的量的比外,马上有学生认为:若过量的Fe与Cl2反应生成的FeCl3还会与过量的Fe反应生成FeCl2。这时正是引发科学探究的好时机:让学生设计探究方案,通过实验探究得出结论,这其中还恰当地运用了Fe3 与Fe2 的检验。由习题引出的探究很自然,因为学生都有自己的见解。在平时的教学中要培养学生的质疑能力,善于表达自己不同的观点,这样在习题的讲解时学生就会自然地说出自己的看法,教师要充分地给予鼓励,对适合的问题引发探究。
2. 观察生活,对常见物进行探究
学生获取经验和感性知识的手段除了课堂上教师安排的教学内容外,平时生活中接触到的现象和物质是重要的途径。从初中启蒙的化学教学中就开始强调化学源于生活,平常多注意观察生活中的化学现象。当化学知识积累到一定程度后,教师可以由生活中的常见物质或现象引出探究内容,将所学的理论知识用实践来检验,一方面巩固了所学知识,另一方面对化学学科的价值有了新的认识,不致于脱离现实生活而感到枯燥乏味。
如食盐中加的碘是以碘酸钾的形式存在。如何用厨房中常见的物品探究加碘盐中碘的存在?这时以信息的形式告诉学生:该反应须在酸性(可用食醋替代)条件下进行;维生素C具有还原性;米汤就富含淀粉。基于生活中常见的物质引发的探究极易引起学生的兴趣。同时也适当地复习了氧化还原反应知识、碘的检验等。在家中即可完成的探究,学生感到亲切而且有成就感。
3. 实验异常,分析条件引出探究
众所周知,化学是以实验为基础的一门学科,实验的功能在于形成感性材料,从而展开相关原理的探讨。但是不论是教师演示或学生的分组实验,有时会因为条件的控制不同而产生与预期不同的现象或结果,这时一般学生会相当失望地说一句“实验失败了”,而从新开始做一次以达到与预期的或书本中一致的结果。其实这样丧失了一次探究的好机会。这时教师要“就事论事”,引导探究导致不同现象的原因,培养学生实事求是的科学精神。
笔者在演示二氧化硫与双氧水的反应时,将二氧化硫气体收集于一针筒内,吸入少量自来水形成二氧化硫水溶液,注少量于试管中,滴加BaCl2溶液,结果呈现浑浊现象。这时本人用蒸馏水代替自来水做对比重复该实验引出探究内容:为什么用自来水配成的二氧化硫水溶液能与BaCl2溶液作用产生沉淀,而用蒸馏水配成的则没有?这当中也复习了自来水中含有氯气这种强氧化性物质。巧妙地利用“不成功的实验”引发探究素材,能够启迪学生的思维。此外,也可由课堂上学生发现的问题中挖掘探究素材。
4. 违背常理,矛盾冲突产生探究
每个人都有自己已有的知识积累和经验。化学的基本原理及元素化合物知识也有一般规律,然而有的化学现象不能用普遍性规律来解释,即有自己的特殊性。此时就与已有的知识或经验产生冲突,要努力寻找属于自己的解释,教师在处理此类问题时不能把结果强加给学生,而应让学生展开探究活动,由产生特殊现象出发,分析产生的原因或提出假设,通过探究手段得出合理的结论。
例如已经知道浓盐酸、浓氨水均有挥发性,打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞即产生大量白雾。打开浓氨水的试剂瓶塞却看不到白雾。这一怪现象即刻引发学生的探究欲望:虽然浓氨水挥发看不到白雾,但可直观地感受到氨水的确可以挥发——强烈的刺激性气味,很自然地展开猜测:挥发是否一定形成白雾?产生白雾必须满足什么条件?在教师的引导下展开实验探究。 三、科学探究的形式
科学探究是以实验为主的多种探究活动,但并不局限于实验。凡是为了弄清某一问题的本质而采取的科学有效的方法的过程都是探究。
1. 查阅资料
如在进行元素周期律知识教学时,结合人类探索物质及其变化的历史,课前布置预习内容给学生:“通过网络或书籍查阅元素周期律的发现史料,讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。”这样既体验到了科学探索的艰辛,又加深认识了化学科学发展的历史进程。这种内容容易被教师为了赶进度而三言两语代过。理论、化学史、化工生产等方面内容有条件的还可以组织学生参观、访谈、实地考察等。
2. 实验探究
化学是建立在实验基础上的一门学科。许多定律、原理、规律性知识的得出都是在实验的基础上形成的。在牵涉到物质的变化规律时都要进行实验探究,这也是化学科学探究的主要形式。
3. 制作模型
皮亚杰曾经说过:“智慧从动作开始,学生的多种感官参与认知活动,可以使信息不断地刺激细胞,促使思维活跃,同时易于激发学生的好奇心和求知欲。”在“同分异构现象”教学中,教材就安排了模型探究活动:发给学生球棍模型,以小组为单位合作组装尽可能多的C4H10结构模型。這也是不能用教师的讲解或教师的演示所能替代的。因为从搭配的模型中不仅可以感受到规律,还对分子的空间结构有了初步认识。模型化是化学学科研究的方法之一。尤其在微观抽象领域教学中,通过制作分子模型、晶体模型、价键模型等可进行直观的分析探究。
4. 交流互动
上课过程学生获取知识的途径主要是教师讲授、教材和师生、生生交流讨论。其中后者获取的方式更加鲜活、自然。在适当的素材中甚至可以用辩论的方式开展探究活动,畅所欲言,表达自己的观点,让智慧的火花相互碰撞。
5. 结束语
中学阶段的探究主要目的还不是在于能发明新事物,主要是借以了解科学探究的基本过程和方法,激发学生认识探究化学事物的兴趣,培养科学素养。教师要灵活多样地引发探究内容,用多种方式进行探究。即做到“可探究、多探究”,让探究成为课堂教学的常态。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2].王祖浩,王磊. 普通高中化学课程标准(实验)解读[M]武汉:湖北教育出版社,2004.
[3]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书.有机化学基础[M].南京:江苏教育出版社,2009.
[4]周仕东等.科学探究活动的类型、功能以及活动方式[J].化学教育,2005(4).