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贯彻化学课程改革理念 培养学生科学探究能力

时间:2007-3-30栏目:化学论文

 
义务教育化学课程标准的科学探究,是课程改革的重要理念,它以学生积极主动地获取化学知识,亲身经历和体验科学探究活动,认识和解决化学问题等为其主要特点而凸显出来。它涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、实验探究、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要

一、发挥学科优势,培养学生探究意识

1.创设认知冲突,激化探究欲望。

认知冲突是指学原有认知结构与新知识之间的矛盾与冲突。引发认知冲突时很容易激起学生的欲望,进而转化为一种探究的动力。

在通过氨水使酚酞溶液变红的实验探究分子运动时,在一个小烧杯中装入10 mL酚酞试液,另一个小烧杯中倒入5 mL浓氨水,用一个大烧杯罩住这两个小烧杯,当小烧杯中的酚酞溶液变红时,可设问如下:小烧杯中的酚酞溶液变红,是大烧杯内壁上沾有某种物质使其变红,还是另一个小烧杯中浓氨水散发出一种肉眼看不见的微粒使其变红?在学生探究心切的情境下,展开对分子运动的探究,收到了很好的效果。

2.结合化学史,深化探究意识。

探究意识是指一种愿意发现问题,积极去探究的心理取向,是探究动力的源泉。我们可以在教学中适时渗透化学史的教学,结合教材的有关内容,向学生介绍化学家的故事、化学家的发明史。例如,法国化学家拉瓦锡创立“氧化说”打破“燃素说”;门捷列夫通过深入系统的探究,寻找出元素间的规律,制作了元素周期表。这样可以教育学生:化学这门科学的每一步发展都离不开探究,科学发展的过程就是探究的过程,化学史本身就是一部探究史。

二、创设学习情境,培养学生探究精神

探究精神是指敏锐地把握机会,敢于挑战,敢于付诸探究行动的精神状态。要培养探究型人才,最重要的是在于如何创设一种有利于激发人的探究动机和发挥人的探究潜能的学习情境。

怎样才能创设一种宽松、活泼的学习情境呢?教师可从如下几方面着手:(1)允许学生打断教师的讲话或对教师的观点提出评价,随时讲出自己的探究体会或好的解题思想方法;(2)容忍那些与众不同、行为古怪、有独创性的学生;(3)鼓励学生指出教师的不足,修正教师的错误,超越教师;(4)有计划地提出问题,有意识地设计错误,让学生去发现、去探究,创设师生交互、生生交互的氛围。

三、划分实验阶段,培养探究能力

第一阶段:确定探究问题。

提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,需要有创造性的想象力。化学实验探究问题是实验探究的目标,规定了探究的方向和内容,是进行实验探究的首要步骤。确定探究问题应遵循以下原则。

1.问题的设计宜小不宜大。

探究性实验问题不要过于繁杂和开放,可将问题控制在一个点或一个面上,便于学生实现探究目标,得到正确的结论。如用H2O2和MnO2混合制氧气的实验,涉及许多化学问题,我们不可能将所有的问题提出来加以研究和解决,但可探究一些小问题,如“在H2O2溶液中加入MnO2产生氧气,MnO2是否也作为一种反应物”“反应完毕后MnO2如何回收”等,使学生形成催化剂的概念即可。

2.问题的应答域要明确具体。

应答域是指在问题的表述中对问题答案的存在范围所做的一种预设。这种预设在学生实验探究过程中起定向和指导作用,可帮助学生明确探究的目标,少走弯路。例如,“盐酸能跟哪些物质发生化学反应”,这个问题的应答域是“物质”,操作的范围很大,若将问题改为“盐酸能跟哪些金属反应”,应答域便是“金属”,范围很小,学生容易进行探究实验。

3.问题的解决要有可行性。

实验探究问题主要是书本知识的升华,通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合,在内容、方式、方法和探究的程度等方面要符合学生的认识规律。学生的知识基础和能力水平,既不能低估也不能高估,设计的问题必须切实可行。对于初中学生来说,由于他们所掌握的化学知识有限,生活经验不很丰富,思维活动正处于由形象思维、抽象思维到创造思维的发展过渡阶段,对实验过程中出现的一些现象,可能会解决不了,如探究溶液的导电性时,为什么连接氯化钠水溶液的灯泡比连接氨水的灯泡亮,初中学生显然无法回答。

4.问题的表述要互相匹配。

探究性实验问题主要是通过探究性实验手段来解决的,为此,所提的问题在表达方式上要与探究性实验互相配合。例如,学习质量守恒定律时,如果用验证性实验检验定律的正确性,问题应表述为:“白磷燃烧前后天平两边一定平衡吗?”如果用探究性实验形成此实验事实,问题则应表述为:“白磷燃烧前后,天平两边是否平衡?”

第二阶段:精心设计探究性实验教学,培养学生的创造能力。

探究性实验设计是教师对所提出的问题在课堂结构上进行的总体规划过程。或者是学生根据自己所学的化学知识和技能,独立地或在教师的启发指导下,灵活并创造性地对所提出的问题制定解决方案。它是进行实验探究的关键一步,决定着探究的问题能否顺利解决。因此,对学生和教师的要求比较高,而且这些实验大多在课堂教学中配合化学知识的传授进行,采取的多是边讲边实验,故所设计的实验要力求效果明显、操作方便、安全可靠,步骤少、时间短。如质量守恒定律是自然界一条普遍的规律,为了使学生理解、掌握该定律的内容和实质,将此节课设计为提出问题→作出假设→分组探究→收集证据→讨论小结→反馈应用等教学环节,效果很好。在教学和实验中可采取如下方法。

首先,设置探究情境,提出问题:物质在化学反应过程中,反应物的质量和生成物的质量之间究竟存在什么关系呢?反应后物质的总质量是增加、减少,还是不变呢?下面请同学们自己通过实验来探究这个问题。教师利用CAI课件提供实验提纲,并组织学生分小组按提纲上的内容进行实验探究(提纲如下)。

方案一

实验内容:白磷燃烧前后质量的测定。

仪器:锥形瓶、带玻璃管的胶塞、天平。

实验步骤:称量锥形瓶的质量(包含白磷、细沙、玻璃管、胶塞、气球)。

加热玻璃管引发反应。

冷却后称量锥形瓶的总质量。

方案二

实验内容:铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定。

仪器:烧杯、铁钉、天平。

实验步骤:称量烧杯(包含溶液)、铁钉的总质量。

将铁钉浸到硫酸铜溶液中。

称量反应后整个体系的总质量。

方案三

实验内容:碳酸钙跟稀盐酸反应前后质量的测定。

仪器:具支锥形瓶、胶塞、小试管。

实验步骤:称量具支锥形瓶的质量(包含碳酸钙、稀盐酸、小试管)。

倾斜容器让两种物质混合。

称量反应后整个体系的总质量。

在下表中记录实验现象并整理数据:

教师检查各组实验情况,对一些不规范操作及时进行指导。12分左右时间,各小组全部实验完毕,探究结果是:方案一、二反应前后物质的总质量保持不变,方案三反应前后物质的总质量不相等。这是为什么呢?学生在自己实验的基础上,积极思维,比较各组实验仪器的微小差异,实验现象的不同,讨论得出:方案三由于生成的气体从支管散逸到空气中致使生成物的质量比反应物的质量小。教师进一步启发,怎样将逸出气体的质量也称量进去呢?同学们议论纷纷,各抒己见,情绪高涨,经过一番商议,一致提出在支管上套一个气球或塑料袋收集产生的气体,教师按学生的设计方案装配仪器进行演示。通过自己动手实验、教师启发和设疑,学生很容易得出质量守恒定律的内容,同时也深刻理解了在应用质量守恒定律时不可忽视在常温下无色无味的气体的质量。

为了帮助学生理解质量守恒的实质,教师借助多媒体将水通电生成氢气和氧气的反应实质制作成动画,为学生提供主动、形象的感性材料,使学生感到通俗易懂。

最后,教师结合教学内容,完成课堂练习,布置作业,对所学知识进行巩固和应用。

四、实施探究性实验教学的几点体会

1.注意探究性实验的条件。

实施探究性实验,有利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。探究性实验要考虑三个条件:(1)内容难易适中;(2)学生对进行探究性实验已有准备;(3)教师有充裕时间组织学生实施探究性实验。

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