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化学实验教学中实施探究性学习的实践
发布时间:2009-12-10 09:57:11   发布人:管理员   信息来源:暂无   点击次数:139
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二期课改新教材实施已多年,笔者作为一名高中教师有幸参与了新教材的实施与实践,在几年的教学中,我感受颇多,其中体会最深的是探究性学习。随着新教材和新课程计划的全面实施,探究性学习作为一种全新的教学改革形式摆在每位教育工作者面前,不少教师对探究性学习这一学习方式进行了探索。就目前情况来看探究性学习在贯彻中遇到诸多问题:如何选择探究内容,如何在有限的课时内完成探究过程,教师如何给以恰当的引导等。下面我就这几年的教学实践,谈谈自己对化学实验教学中实施探究性学习的一些思考与体会。

一、关于探究性学习

1.表现形式:一般从学科领域或社会现实生活中选择和确定探究主题;创设一种似于科学研究的情境;学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集等处理信息,表达与交流等探究活动,获得知识、技能、情感与态度的发展,特别是探索精神和创新能力的发展。

2.最终目标:获得理智能力发展和深层次情感体验,建构知识,掌握解决问题的方法。

3.活动程序:一般有六个基本程序,即“提出问题、作出假设、收集证据、形成解释、评估成果、表达与交流”。

提出问题:根据观察、实验、案例分析等提出科学性的问题。问题是探究的起点,也是探究的归宿,探究的成效如何取决于问题的设计。

作出假设:按照探究问题的要求,根据已有的知识和经验,作出假设或猜想。

收集证据:在制订出探究计划的基础上,通过多种途径和形式,如观察、实验、调查、查阅文献、观看影视录像、个案追踪分析和上网等,收集有价值的证据。

形成解释:对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理,并运用已有知识得出符合证据的结论,对问题作出科学的解释。

评估成果:检查和思考探究计划的严密性,证据收集的周密性,以及解释的科学性,并对结论的可靠性作出评价。

表达与交流:通过撰写研究报告或论文,以及举办研讨会等形式交流自己的探究过程和结果。

当然,针对不同的课题,程序也可以作以变动,不能教条。

二、化学实验教学中实施探究性学习的必要性

上海二期课改的核心目标是实现课程功能的转变,就是要转变课程过于注重传授知识的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。要实现这样的课程目标,知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的目标就必须三位一体地融合在具体的学生学习活动中。化学是一门以实验为基础的科学,化学概念的形成、反应规律的得出,都离不开实验,而实验的过程正是大脑与感官、科学思维与实验技能有机结合的实践过程。而传统实验课大都是“填鸭式”的,即教师与教材设计好了一切,为保证实验正常进行,教师准备得较多较细,学生只管“照方抓药”,上实验时,学生心中无数,只求机械地模仿教师的操作过程完成实验,很少考虑实验原理、实验中出现的各种问题、实验结果的处理等,这些都不利于学生创新和实践能力的培养。几年来我在实验教学中尽可能实施探究性学习的实践,使我明显的感受到这一学习方式可充分发挥学生学习的主动性和创造性,形成在探究中获得知识的教学氛围,使学生感受科学研究的一般过程和体验创新的乐趣,从而充分调动学生学习的积极性,促进学生的可持续发展。因此在化学实验教学中实施探究性学习,我觉得是非常有必要的。

三、化学实验教学中实施探究性学习的实践操作

1.创设问题情境,激发探究动机

情境引入是探究的起始阶段,目的是通过创设一定的情境,引导学生主动地投入到探究过程中去。在化学实验教学中,教师应根据本节课的教学目标,从学生已有知识或生活、生产实际出发,指出与新课有紧密联系的富有趣味性和启发性的现象创设一个合适的问题情境,情境可以是一幅图画、一个实验、一个故事、一段录像等,引发学生的认知冲突,然后将问题外化,进而导出本节课的探究问题。

例如:在探究钠的性质的教学中,我演示了钠跟硫酸铜溶液反应的实验来创设情境,引发学生的认知冲突,激起学生探究钠的性质的欲望,先让学生回顾金属活动性顺序及其反应规律。
  教师:钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜呢?为什么?
  学生:能,因为前面的金属可以把后面的金属从它的盐溶液中置换出来,钠在铜的前面。
  教师:预计会出现什么现象呢?
  学生:有红色的固体附着在钠的表面。
  教师:演示钠跟硫酸铜溶液反应的实验。
  通过实验的现象,学生就产生了认知冲突,怀疑金属活动性顺序及其反应规律,也会怀疑教师实验的操作错误,更感兴趣的是钠的性质。这时候就可以让学生亲自动手做钠跟硫酸铜溶液反应的实验,消除怀疑,引发其探究钠的性质的兴趣,然后让学生设计实验探究钠的性质。

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。
   3.
精心设计问题,引导学生探究
   
新课程标准提倡通过主动探究来获取知识,使学生的学习活动不再单纯地依赖于教师的讲授,在这种主动探究的教学模式下,教师努力成为学习的参与者、协作者、促进者和组织者。而学生的主动探究是在一定的情境下进行的,只有在各种有益的情境中,才能诱发学生思维的积极性,调动学生内部逐步形成的知识、经验、策略、模式、感受和兴趣,因此教师应精心设计问题,以问题为主线来组织和调控教学,就能充分调动学生学习的主体性,促进学生科学探究活动的开展和探究能力的培养。

教学实录片段:

教师引入课题:我们在初中时已经学过电解水的知识,今天我们通过探究电解饱和食盐水来研究以食盐为基础原料的工业——氯碱工业的生产原理。
  [教师指导学生实施实验,观察现象。结果发现在阴阳两极上都有气泡产生。]
   
接下来教师通过一系列环环相扣的问题情境,引导学生探究电解饱和食盐水的产物。
  问题1:你们认为两电极上产生的气体可能是什么物质?
  学生经过讨论,获得的结论是它们可能是氢气、氧气、氯气。
  问题2:可以用什么方法证明它们存在与否?其中至少采用几种检验方法?
  学生通过研究,认为至少需采用两种不同的方法检验它们。
  [学生实施实验,发现阴极产生的气体能发生爆鸣现象,阳极上产生的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,从而得出电解产生的气体是氢气和氯气的结论。]
  问题3:假如溶液中Cl-全部转化为Cl2逸出,此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么(学生认为是Na+)?
  (1)溶液中溶质微粒是否只有Na+     (2)跟Na+共存的阴离子可能是什么?
  (3)怎样证明电解后的溶液中存在NaOH
  在上述问题的探究过程中,学生认为溶液中溶质微粒不可能只有Na+,因为如果这样,溶液就会带电,所以溶液中一定有阴离子。根据原溶液的元素组成,认为阴离子只可能是OH-,而Na+OH-的组合即NaOH,此时很自然地想到检验有NaOH生成的方法可用酚酞试液。
  [学生实验:向电解后的溶液滴加无色酚酞溶液,结果发现溶液显红色。]
  问题4:电解液能使酚酞变红,能否证明电解产物中一定有NaOH
  学生在探究过程中出现争论:有的认为不能证明,因为是电解液使酚酞变红只能说明其显碱性,而不能证明这种碱一定是NaOH 也有的认为可以证明,因为电解饱和食盐水时,溶液中的金属阳离子只有Na+,如果有碱生成,它只能是NaOH。又经学生的讨论,绝大多数同学同意上述第二种观点。此时有一个同学提出了与众不同的观点,他认为:电解液使酚酞变红,只能说明它显碱性,其中含NaOH,而不能说明这种碱是由电解产生的,因为有可能食盐水在电解前本身就有可能已经显碱性了。这个同学陈述的观点,使大家有了一种豁然开朗的感觉。
  问题5:采用什么样的实验可证明电解液的碱性是电解产生的还是溶液本来就具有的?
  学生经过研究,发现这个实验很简单,只要向原饱和食盐水中滴加酚酞试液即可。
  [学生实验,向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液,溶液不变红色,证明NaOH是电解生成的。]
  至此电解饱和食盐水的产物通过学生的探究全部搞清楚了,它们是:氢气、氯气、氢氧化钠,接着学生写出了电解饱和食盐水的方程式,……
  由于教学过程中所创设的问题情境具有可探究性和发散性,使学生在提出假设、对假设证实或证伪、获得正确结论的过程中,逻辑思维能力、创新精神、科学方法、科学态度、实践能力等方面有所发展。
   
  4.渗透探究性的新实验,让主体学习科学研究方法

 实验教学中,教师应适当渗透探究性的新实验,运用新实验转变思维角度,在探究中体会科学探究的方法,让学生成为实验的真正主人,这不但可以有效地培养锻炼他们的实验能力,并在实验操作过程中,使他们的创造性思维得以发展,培养创造能力,达到实验教学的发展性之目的。

教学设计:氨气具有还原性的实验探究

教学目标:

知识技能:掌握氨的化学性质---还原性

能力培养:通过氨的还原性质的实验探索教学进一步培养和提高学生分析实验,设计实验的能力。

科学思想:通过对氨的还原性质的教学,渗透由现象到本质的观点

科学方法:通过对氨的还原性质探索,让学生在学习过程体验科学假设,论证,结论的研究方法。

情感目标:使学生树立防治污染,注重环境的绿色化学意识。

重点、难点:氨还原性的实验分析,反应装置的设计,体验科学假说的研究方法。

教学原则与模式:

本课遵循下列教学原则:

(1) 实践性原则        2 )自主性原则    (3)思维训练与操作训练相结合的原则

(4) 收敛性思维训练与发散性思维训练相结合的原则

本课采取实验--探究教学模式

    教学过程:

教学环

     

     

创设

问题

情境

 

氨气能否和氢气、一氧化碳一样可还原氧化铜?

根据氧化还原反应的原理和氨气中的氮元素的化合价为-3价,初步判断氨气具有还原性

相似和类比联想:鼓励学生大胆猜测联想和想象

掌握科学的思想方法,激发旺盛的求知欲,活跃思维,主动而积极地探索

装置的讨论与设

[投影]氢气,一氧化碳还原氧化铜的实验装置

如何设计实验装置?

 

设计实验装置

分组讨论,使问题得以解决。

让学生自主地参与分析问题,解决问题,培养学生的发散思维、实践、合作等能力。

实验装置的诊断与评

组织学生讨论

 

 

 

小组代表展示设计的实验装置,其他同学对实验装置进行评价与质疑

鼓励学生从多角度、多层次,对实验装置进行合理评价,使学生的思维获得互补和优化,发散性思维和创造能力得到强化

实验探究

 

学生实验

让学生亲自实验操作、观察,完整的体验科学的思想方法:提出假设----实验论证--- 得出结论

教师评价

 

 

教学体会:

本节二期课改实践课的教学旨在培养学生自主地探究学习,教给学生获得知识的途径和方法活动,让学生自主地参与获得知识。师生围绕教学目标,共同开展实验探究,充分体现化学学科的特点和教师为主导、学生为主体的教学原则。整个教学过程中,从提出问题开始,到解决问题为止,学生始终处于思考、积极探究的学习情境中。实验的成功,结论的得出,使学生初步尝试到科学探究的乐趣,并能使学生受到科学方法的训练,一定程度上提高学生的科学素质、绿色化学和合作意识。这节课教与学配合默契,取得了较好的效果。因此我在以后的教学中,要努力贯彻二期课改的理念,以新大纲、新教材为依据,以化学学科的“双基”为载体,努力创设问题情境,培养创新意识;设计探究性实践,培养创新思维;加强实践,培养创新技能。

通过对实验教学中实施探究性学习的实践与探索,我深刻地感受到学生学习方式改变后,大大提高了学生的学习兴趣,有效地培养了学生自主学习的能力,学习的效能有了明显的提高。探究性学习的倡导者萨奇曼认为,只要有一个能集中学生注意力的焦点,学生享有探究的自由,还有一个容易引起反应的丰富的环境,学生都能开展探究活动。因此,教师要转换角色,努力成为探究性学习的组织者、激励者和引导者,加强理论和业务学习,使自己也成为探究性学习的一分子,做好先行者和实践者。当然,在化学教学中渗透探究性学习的方法还很多,这就需要教师不断的挖掘教材、积极探索,以学生为中心,以教师为主导,形成良好的师生互动教学模式,努力培养学生创新意识、提高学生创造能力,为社会培养具有自主学习性、创新精神的人才 。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

借助教材“操作平台”,强化学生体验,增强思想政治课教学的德育渗透 有效教学的追求催生新课堂教学模式