时间:2023-08-11 16:55:54
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学探究的主要步骤,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
【分类号】G633.8
一、问题的提出
大多数高中学生认为化学难学,化学实验更是难上加难。究其原因是多方面的,大多数高中学校的实验软硬件都离教学大纲要求,而新课改对学生自主学习和合作探究能力提出了更高的要求,如何在现有条件下的实验教学中培养学生探究学习所需的各项基本技能,对新课程目标的达成起着决定性的作用。在化学实验的教学中我主要采取了“体验式探究学习”。即在学习过程中,让学生从已有的实际经验出发,亲自经历实际问题的操作、解释与应用过程,并在此基础上主动建构知识、获得学习方法。在新课程背景下,构建体验式探究学习的教学模式,对转变学生化学实验的学习方式,激发学生对化学的学习兴趣有一定的积极作用。
二、“体验式探究学习”化学实验教学模式的指导思想
实施体验式探究学习首先要求学生要有一定的问题意识,能够在科学领域和现实生活中发现问题;其次要求学生能提出解决问题的假设;再次学生要有独立开展探究活动的能力,通过探究,得出科学结论。所以教师有必要在事前向学生传授各种方法,对学生的活动提出明确的要求,最终达到学生独立尝试探究的境界,并引导学生反思总结,提升学生的思维,培养学生的创造能力。
三、“体验式探究学习”化学实验教学模式的具体实施
根据上述探究能力培养的发展原则,可以根据不同学段、不同课题开展结构型探究、诱导型探究、自由型探究、反思型探究等不同层次的验教学,从而达到循序渐进、科学有序地培养学生的探究能力。
1、 实施结构型探究实验教学,养成学生探究的基本技能,优化学生的探究作风
结构型探究实验教学是指在实验教学中,对所进行的演示或分组实验给予探究目的、提供实验探究框架、提供探究及实验所需材料、提供实验步骤等内容,但不给出预期的结果和结果要反映的实质性知识,学生只要在相应框架下按部就班进行实验的实验教学活动。其功能主要在于培养学生的探究习惯,形成比较规范的操作技能和探究方法,不注重学生的发散思维能力的培养,主要在于实验步骤的培养。如关于氯气的性质探究实验教学活动:
实验 1、取两瓶氯气观察,然后把一瓶倒扣在水槽中,振荡;与另一瓶氯气对比观察。
实验 2、先闻氯水的气味,然后取2ml氯水于试管中,并滴加2滴石蕊试液。
实验3、取2 ml的氯水于试管,先加AgNO3,再滴加稀硝酸。
学生通过这些步骤的学习,养成手取物品、倒扣、振荡、定向观察、对比观察、药品取用、仪器使用等基本操作,并进一步培养学生对比、分析、归纳的能力,养成探究过程的严谨之风。
2、 实施诱导型探究实验教学,养成学生的探究设计能力,优化学生的探究思路
诱导型实验探究教学是指在实验教学中,通过一定的情景创设,提出教学需要解决的问题,诱发学生的实验探究动机,探究问题或探究目的明确,但没有提供实验的具体步骤,药品及器材都需自行准备,实验步骤自己规划,实验过程中遇到困难请教教师,整个探究实验建立在教师指导和诱导下进行。这种探究有一定的开放性,有利于学生发散思维的培养,但必须建立在规范操作基础之上,对科学素养的培养有比较高的提升。
如,钠的化学性质实验教学,教师结合带来的钠,提出如下问题和新闻背景。
【事实一】钠元素在自然界中分布很广,在海水中储量极为丰富,但只以化合态形式存在:NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3。
【事实二】一则报道:珠江河段“水雷”剧烈爆炸(钠的爆炸)(详见中国新闻社2001年7月9日)。
进而提出探究问题:为什么自然界中不存在单质呢?钠有什么性质?
在引导学生对钠原子结构进行分析、猜想后,教师提供实验探究思路指导:
⑴鉴于上述对钠的了解和猜测,你准备如何探究钠的物理性质和化学性质,请考虑药品用量及仪器。
⑵请写出你的探究步骤?
⑶小组合作交流,。将观察到的实验现象和所得的结论小组交流。
(4)对出现不同现象者,请提出质疑性的问题。
通过教师诱导,学生半开放式的实验探究,金属钠的性质渐渐展开,学生的学习逐渐推向。
3、 实施自由型探究实验教学,培养学生发现问题的能力,提升学生的探究境界
自由型实验探究教学指教师借助学习和生活平台,开放实验室让学生为解决实验中遇到具体的问题或为解开某一感兴趣的模糊领域的事情而自发进行的实验探究学习活动。这种探究属于探究学习的最高层次,在化学的模块教学体系中比较少用,但适用于学生的研究性学习。
查阅相关物质的性质知识依据物质的性质和实验条件确定实验方案制定实验步骤和具体操作方法选择、准备实验仪器进行实验,记录实验现象分析现象,推理、判断,得出结论。如课程实验的问题也可成为很好的自由型实验探究课题,通过这些实验中产生的新问题,拓展化学探究的空间,延伸学生的思维,使学生获取新的知识。
4、 实施反思型探究实验教学,培养学生的质疑能力,提升学生的探究勇气
反思型探究实验教学是指利用实验教学平台,对教材中不成功的实验或自己实验中出现的反常现象进行反思,调整实验思路,更换实验器材,调整实验周边环境,在实验的成败得失分析中获取知识。如人教版高中化学《必修一》传统地按教材实验室用NH4Cl与Ca(OH)2加热制取氨气时,室温在28℃以上,试管不易破损。室温在28℃以下,试管易破损,温度越低,破损率越高,在温度低于25℃以下,试管破损率可达90%以上。如果改用(NH4)2SO4来代替NH4Cl制取氨气,试管不易破损。另一方面,生成的CaCl2会吸收大量的氨气,造成药品浪费。因此实验室用固体加热制取氨气,(NH4)2SO4是最优试剂。
袁振国指出:“过程教学比结果教学更重要,因为任何知识都有它的来龙去脉,都有它产生、发展、更新的过程。”其实,追寻知识发展的过程,就是将我们的思维活动一步步带入深入的过程。因此,在化学实验教学中,教师要更多地创设真实的问题情境,让学生经历有意义的过程体验,提高化学实验教学效果。
参考文献:
中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)05-0225-04
化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学教学不可分割的一个重要组成部分,也是学好化学的一个重要途径,是评价教育质量的一个重要方面,也是提高化学教学质量的重要一环。化学科学的形成和发展离不开实验,通过实验以及对实验现象的观察、记录、分析等,可以发现和验证化学原理,从而提高学生的观察、思维、动手能力,培养学生的兴趣,激发学生的探究欲望。重视化学实验教学,是当前化学教学改革的一项重要内容,也是培养学生能力的有效途径,可以帮助学生理解和巩固化学知识、形成化学概念。在日常教育中,我们应重视以下几个方面的工作。
一、明确化学实验在教学中的作用和地位
化学是以实验为基础的科学,化学实验的奠基人波义耳认为:“只有应用严密和科学的实验方法才能把化学确立为科学。”因此,在化学教学中,实验是教师传授知识的重要手段,是学生获得感性知识的必由之路,化学实验是进行科学探究的重要途径,通过探究实验,可以开拓学生思维,拓宽学生的视野,培养学生主动求知、独立思考、运用知识解决实际问题的能力,养成从实际出发、实事求是的科学态度,激发学生尊重知识、追求卓越的上进精神,培养学生的逻辑思维能力。因此,化学实验是化学教学最基础、最重要的教学手段。
二、补充趣味实验,激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师,它既是促使学生积极主动学习的基础,也是良好教学效果的保证。九年级化学是化学教育的启蒙阶段,学生充满了好奇心和神秘感,作为教师应把握时机,抓住学生的心理,利用学生对学习化学的渴望及激情,激发学生学习化学的兴趣,创造一个良好的开端,在教学中,教师可演示一些兴趣实验来激发学生的兴趣。如:
兴趣实验一:魔棒点灯。
教师问:怎样能点燃蜡烛、酒精灯呢?
学生答:用火柴、打火机等点火工具。
此时教师用一根玻璃棒蘸点药品(白磷)后轻轻一碰酒精灯的灯芯,酒精灯奇迹般地被点燃。
兴趣实验二:“清水”变“牛奶”。
教师准备一小烧杯“清水”(澄清石灰水)和一根吸管让一学生往“清水”内吹气,过一会儿“清水”变为“牛奶”。
兴趣实验三:“牛奶”变“清水”。
再让一学生在兴趣实验二的“牛奶”中吹气,过一会儿“牛奶”变为了“清水”。
兴趣实验四:反复无常。
教师在无色NaOH溶液中滴加无色酚酞试液,溶液颜色变红,再滴稀HCl,颜色消失,再加NaOH溶液再次变红,如此反复几次。
通过兴趣实验,可以让学生充分感受到前所未有的神秘与好奇,从而把学生强烈的求知欲调动起来,使他们在一个又一个的疑问中激发出求知与探索的强烈愿望。
三、重视实验分析,培养学生思维能力
在化学实验中,强化学生思维培养,是掌握化学知识的需要,也是学习活动的需要,更是素质教育的需要。化学是以实验为基础的自然科学,实验是学习化学知识的基础和化学入门的向导,学生以实验操作为基础,初步了解化学原理,归纳化学知识的规律,从而形成完整的化学知识网络,构建化学知识框架。因此教师在讲授化学实验课中,应适时结合实验操作过程,引导学生观察反应现象,创新思维,总结规律,使学生在知识、能力、品格各方面得到综合提高。
切实加强培养学生的思维能力,应根据实验的三个关键步骤,指导学生进行思维训练。化学实验的三个关键步骤为:①反应原理;②仪器组装;③实验操作过程。任课教师在化学实验教学中,指导学生对三个关键步骤进行理解、探索和分析,培养学生的思维能力。
首先是反应原理的思维培养。反应原理,是一个化学实验的理论原理,即用什么反应物,通过什么条件,得到所需要的物质。可从以下角度指导学生思维:
1.变化原理――什么反应物(有没有代用物,为什么要选用这些物质,理论依据是什么),属什么反应类型,生成什么物质,有什么副反应,为什么有这样的变化。
2.反应条件――化学实验时需要什么温度、压强,是否使用催化剂,物质的状态是什么,选择这些条件的依据是什么。
3.定量关系――即反应物之间的微粒数目、体积、质量等的定量关系,为什么这样的定量关系才是最佳的比例关系。
其次是仪器组装的思维培养。“仪器组装”是指为了完成某个具体的实验,应选择什么设备、仪器,进行什么样的连接,达到反应的最佳效果。应从以下二个方面指导学生思维。
1.选用仪器――根据反应原理,对反应物需要选用什么仪器进行称量或量取,对生成物需要选用什么仪器进行检验、收集、干燥、除杂、分离以及尾气处理等,对反应条件需要选用什么仪器进行加热、缓冲等,这些仪器为什么是最适宜的仪器,有没有可代替的仪器。
2.组装仪器――遵循从左到右、从下到上和实验需要,选用不同规格、大小的仪器合理搭配、组合连接,达到实验的最佳效果。还应思考有没有代用仪器以及不按照此组装顺序进行会带来什么后果。
最后是实验操作过程的思维培养。“实验操作过程“是根据反应原理、仪器组装,由学生根据一定程序和步骤进行实验操作活动的过程。应从以下几个方面指导学生思维。
1.实验步骤――根据实验要求确定最佳实验步骤,充分利用反应物,节约药品,消耗最少能量,最大限度减少环境的污染,完全收集生产物,合理处理反应废弃物。
2.安全防范――根据反应原理及实验步骤思考实验过程中的不安全因素,确定安全防范措施,做好事故应急处理准备工作,准备必要的应急药品和必要的应急物品。
3.注意事项――实验操作过程应根据实验步骤和顺序注意应该做什么,什么不能做,杜绝安全事故的发生,确保实验顺利、安全完成。
运用化学实验的三个关键步骤可以积极培养学生思维能力,逐步提高分析问题和解决问题的能力。
四、注重学生实验,培养学生动手能力
在学完化学实验基本操作后,尽量让学生亲自操作,实验本身就是一件动手动脑的活动,学生若不亲自动手,就无法体验失败的痛苦和成功的喜悦。只有动手做实验,才能观察到生动有趣的化学变化,培养实事求是的科学态度和严谨的学风,通过动手、动脑、动眼,发挥人体潜能,发展学生智力,培养兴趣。教师可以设计一些简单的实验,让学生自已动手做实验,观察、分析实验现象,培养学生的动手能力和思维能力。如:在讲述H2的制取时,教师可提供稀H2SO4,让学生自备药品Fe(铁钉)、Zn(废干电池外壳),让学生做Fe和稀H2SO4反应制H2和Zn,与稀H2SO4反应制H2的实验,观察对比实验现象,通过师生讨论,对比得到Zn和H2SO4反应的速度比Fe和稀H2SO4反应快,而且Zn的价格比Fe便宜。因此,实验室制取H2用Zn和H2SO4。这样既培养了学生的动手能力和思维能力,又增强了化学与社会联系的意识。在讲完浓H2SO4稀释的注意事项后,教师可以让学生稀释浓H2SO4,让学生感受溶解时能量的变化以及培养学生严谨的实验态度和安全操作意识。
在演示实验中,也可让学生参与,如在讲述《CO2的性质、用途及制法》时,在预习中要求学生思考实验时应如何操作,并要求学生收集一些家庭装修时废弃的大理石碎片。在学生熟练掌握理论知识的前提下,指导学生做CO2的性质实验:①CO2密度比空气大的实验。②CO2通入紫色石蕊试液并加热的实验。③CO2通入澄清石灰水的实验。实验时要求学生一边做实验,一边观察记录并注意规范的实验操作、仪器组装等,最后教师引导学生得出结论,并对实验的成功和失败进行分析。这样,既提高了学生的动手能力,又培养了学生的思维能力和充分利用校内外资源的意识。
让学生参与实验,不仅大大增强了学生学习的兴趣和积极性,同时又培养了学生的操作技能、分析问题、解决问题等能力,并能将理论知识运用于实际生活,充分发挥学生在教学中的主体性,从而提高化学教学质量,以有利于学生对知识的掌握。
五、设计探究实验,培养学生运用知识的能力
科学探究是学习化学的重要方式之一,它包括提出问题,猜想与假设,进行实验,收集并整理证据,作出解释与得出结论,反思与评价,表达与交流等要素。化学实验的探究步骤:实验探究观察记录结果得出结论。化学实验的探究,可激发学生探索知识的欲望,培养学生的思维能力、分析能力和解决问题的能力。教师可设计一些探究实验培养学生运用知识的能力。如:
探究实验一:啤酒瓶打开后逸出气体的主要成份是什么?
实验准备:用集气瓶收集满3~4瓶刚打开的啤酒瓶中逸出的气体。
实验步骤:1.将带火星的木条放入集气瓶口,发现木条未复燃,则说明气体主要成分不是 。
2.将湿润的蓝色石蕊试纸放入集气瓶中,发现试纸变红色,则说明该气体中含有能与水反应且生成的溶液显?摇 性的气体。
3.向另一瓶气体中倒入澄清石灰水,振荡后发现石灰水变浑浊,则可证明该气体中一定含有大量的?摇?摇?摇?摇气体。
探究实验二:农民将玉米秸秆粉碎后放在密闭的沼气池内发酵制沼气,发酵后的残余物可做农家肥,沼气的主要成分是甲烷,据此同学们围绕“玉米秸秆主要由哪些元素组成”进行探究实验猜想与假设:根据沼气的成分猜想玉米秸秆中主要含有碳元素、氢元素。
设计探究实验及步骤:
结论与解释:1.将玉米秸秆烘干的目的是: ,
。
2.玉米秸秆中一定含有 、 元素,可能含有 元素。
通过探究实验,有助于克服思维定式,开拓学生思维,提高学生分析能力和解决问题的能力,要求学生灵活地、创造性地综合运用所学理论知识,激励学生的创造意识,增加求知欲。
六、重视家庭小实验,培养学生社会实践能力
家庭小实验是化学实验的补充和延伸,其仪器和药品均可从生活中寻找,可以使学生在一个心理状态比较宽松的环境中,反复做、反复观察,直到满意为止,不受时间和地点限制,有助于培养学生发现问题、解决问题的能力和动手能力。教师可设计一些家庭小实验,让学生亲自动手去做。
家庭实验:蜡烛及其燃烧。
学生准备仪器和药品:一支蜡烛、两个茶杯、一把小刀、一盒火柴、半杯水、澄清石灰水。
实验步骤:
1.取一支蜡烛用小刀切下一小块,把它放入水中,发现其浮在水面上。结论:石蜡的密度比水 。
2.点燃蜡烛,观察到蜡烛的火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴放在蜡烛火焰中约1秒后取出可以看到火柴的 最先炭化。结论:蜡烛火焰的 温度最高。
3.将一只冷而干燥的茶杯罩在蜡烛火焰上方,观察到茶杯 ,片刻后取下茶杯迅速向茶杯中倒入少量澄清石灰水,振荡,观察到 。结论:蜡烛中一定含有 、 元素,可能含有 元素。
通过家庭小实验,可以帮助学生发现身边的化学,极大地诱发学生获取化学知识的强烈欲望,从而激发学生的创新精神。
七、精心设计实验习题,培养学生的解题能力
习题有助于巩固已学知识,提高运用知识的能力,教师可设计一些开放性题和实践题,以培养学生的创新精神和动手能力。
如:小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣,他确定以“探究鳔内气体体积和成分”作为探究实验,小明通过查阅有关资料获知,鱼鳔内含O2约占四分之一,其余主要是CO2和N2。
探究实验分两步进行:
1.测量鳔内气体体积,小明设计了两种方法:A.用医用注射器抽取鳔内气体,测量其体积。B.在水下刺破鳔,用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积。你认为这两种方法中不合理的是 ,理由是 ,写出与理由相关的化学方程式。
2.探究鳔内气体的成分。请你帮助他设计实验来验证假设完成下表:通过习题和练习,可以充分发挥实验的优势,培养学生的解题能力和思维能力。
八、注重化学实验与社会联系,培养学生综合运用知识的能力
化学知识与人类生活、社会生产有密切的联系,加强化学实验与社会的联系,可培养学生保护环境和自然资源的意识,使学生关注社会、关注生活,激发学生兴趣,培养综合运用知识的能力,从而提高教育教学质量。
如通过实验模拟面粉的燃烧爆炸,启发学生思考为什么面粉厂、加油站、油库要“严禁烟火”。学习化肥后,指导家长怎样合理使用化肥。也可让学生利用家庭厨房现有的材料做实验,如:除去热水瓶胆和水壶内沉积的水垢;比较白糖和食盐的溶解性的大小;将蛋壳放入食醋中产生气泡并检查气泡的成分;利用厨房中的材料来鉴别食盐和纯碱;用石灰水存放鲜鸡蛋等。通过这些实验,可以使学生感受到化学就在自己身边,化学与生产、生活密切相关,在一定程度上增强学生关心自然、关心社会的情感,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力和综合运用知识的能力。
通过化学实验,对学生的一些错误操作能及时发现并纠正,规范学生的实验操作,同时可增加学生的安全意识。在实验过程中,向学生增加一些实验,并恰当地提出问题,让学生在解决问题的过程中使所学知识更加系统和深刻化,而且也能提高学生观察问题、分析问题的能力及动手操作的技能,从而有利于学生能力的培养。
参考文献:
1.1提出实验探究主题
在开展实验探究式教学的时候,首要任务便是提出实验探究的主题,并要对实验的注意事项以及操作技巧、目的、方法进行分析,这样才能提高学生的实验操作效率.另外在提出实验探究主题的时候,还要对问题进行设计,对情景信息设计,要全面考虑外在因素与内在因素.由于高中化学实验内容与人们的生活联系密切,所以需要加强情景设计,以提高学生参与实验探究的意义为主.
1.2重视实验探究过程
实验探究过程中要加强学生对化学物品的认识与了解,帮助与组织学生开展实验设计与操作.引导学生对实验中出现的现象进行观察与分析,同时及时进行记录.让每位学生都能够在实验探究中对化学知识加以了解,并且通过实践能提高学生的合作探究能力,提高学生的主观能动性.
1.3对实验探究进行归纳与总结
在完成实验之后需要引导学生对实验现象进行分析,并且还要对化学知识进行归纳与总结.这一过程不仅可以加深学生对化学知识的印象,并且还会帮助学生构建完善的化学知识网络体系.
1.4对实验探究进行思考
对化学实验探究进行思考是最后一个步骤,同样也是最为关键的步骤,在这一步骤之中学生要对整个实验过程进行反思与分析,并且能根据实验结果做出实验报告,对实验现象提出自己的看法.
2实验探究式教学模式的实施
【中图分类号】G633.8
一、高中化学教学中探究实验的概述
1.探究实验的内涵
探究实验是指在以学生为主体,化学教师为主导的指导思想下,学生围绕某个未知的现象提出猜想,并通过实验方案的设计与实施来验证这一猜想,最后对实验结果进行反思的一种实验性学习。
2.探究实验操作流程
一般而言,探究实验的操作流程包括发现问题、提出假设、设计方案、验证实验、得出结论、反思结果六个阶段。
(1)发现问题
学生的探究实验起源于问题的发现。而这一问题不外乎来自于两个途径。一个是学生在日常生活中发现某种现象。一个是学生在化学的学习过程中,针对某一知识点或现象所产生的疑问。基于此,教师要结合实际情况,采用课程中的基本知识与具有可操作性的探究实验来引导学生。
(2)提出假设
在发现问题后,学生的好奇心激发他们新村探究的想法,驱使着他们翻阅书籍与文献,找同学与教师讨论,或是直接构思实验,在获得诸多理论的支持下做出假定,并在假设假定成立的前提下开展实验。
(3)实验方案设计
对于实验方案,可以先由学生自行设计,在经过兴趣小组成员的多番讨论后进行优化改进,最终确立。要让学生的主体地位得到充分发挥,让其在实验中充分结合自身所学,实现学以致用。培养他们全局的思考意识,加强学生们的交流与合作,强化他们的科学素养。
(4)验证实验
在实验工作的准备工作充分完成以后,就要进入到实验的实际动手过程中来了。此过程中,学生们要客观记录下实验的有关现象及数据,而教师在此过程中则要力促学生养成边观察边思考的习惯。
(5)得出结论与反思结果
在实验完成后,教师有责任引导学生对实验进行现象进行分析,并结合所学知识,参考书籍与文献确定现象产生的化学原理,这也是实验的预设目的。在实际教学中,教师要注重引导学生养成以报告形式总结实验的习惯。这一报告的主体包括实验的目的、实验所采用的方法、原理,以及实验的步骤、实验结果和最终结论。最后,结合最初假设的设定来总结这一问题或现象出现的原因。
二、探究实验在高中化学教学中的实际应用
1.高中化学实验所要探究的问题
(1)策略性问题
对于高中化学教学课本中的重点与难点,教师可适当开展探究实验来引起学生们的兴趣,并让其切实深刻地感受到重点与难点的核心思想。例如,设计一项实验,使得二氧化氮被水吸收。
(2)理论性问题
部分需要学生了解与掌握的实验方法、仪器与原理,如果仅凭口授可能过于抽象,学生对此所产生的印象可能不够深刻,因此,可通过设计探究实验来让学生参与到实际的操作中来,让其切身体会到实验原理,了解实验仪器与方法。比如,可设计三价铁离子的氧化实验。
(3)事实性问题
现实生活中存在诸多的化学现象,它们与学生的化学教学内容有着十分密切的关系,因此,教师可借助探究现实生活中出现的化学现象来激发学生的学习兴趣。例如,在讲解萃取有关内容的时候,教师可适当借鉴“鸡尾酒”分层的实验来勾起学生的学习兴趣。
2.高中化学教学探究实验的类型
(1)操作性实验
操作性实验的开展有利于学生对化学仪器特征的了解,有利于学生掌握正确的仪器使用方法。例如,分液漏斗的使用。
(2)理论性实验
以上课已经传受过的理论知识为基础,让学生通过探究实验来巩固对旧有知识的掌握程度,加深其对已学知识的印象,进而存在学习掌握新知识的基础。例如,氯气的漂白实验。
(3)能力性实验
设计能力性实验的目的在于培养学生的观察能力、独立解决问题的能力、思考能力、分析能力等。比如氨的喷泉实验。
(4)创新演示性实验
创新演示性实验要以学生已经学过的理论为基础,通过对其改进后加以演示,并对新出现的实验现象进行解释。这种实验方法有助于加深学生对已学知识的理解。
3.对探究实验进行预期
一般而言,通过翻阅教科书与有关文献,结合学生已学知识,搜集相关资料,学生有能力对探究实验的预期结果进行预测。
4.引导学生掌握提出假设与设计实验的技巧
这主要包括以下几个步骤:一是在提出问题后,提醒学生就有关内容进行预习,使其对探究实验有个初步的印象;二是明确探究实验的目的所在;三是点播学生做出实验假设;四是做好实验工作分配工作;五是预计实验所需要的时间;六是制定实验步骤。教师在此过程中要积极鼓励学生,哪怕其在实验中出现错误,也要通过善意的引导方式教导其改正。
5.借助实验来检验假设
在实验过程中,教师有必要引导学生就实验过程中出现的现象做好相关记录,并及时引导学生纠正实验步骤中存在的错误。探究实验的过程中,由于学生思考问题的角度不一,所掌握的化学知识也存在不同,因此,要通过这一合作学习过程教导学生学会接纳多元化的信息,掌握必要的沟通技巧。
6.对结果进行总结
总结是探究实验学习的关键内容,总结的对象不仅包括探究实验的内容,还要包括对探究实验的深入分析。教师应当以学生提出的问题为切入点,对实验的每个步骤给予评价。这种评价可分为三类。
(1)教师对学生的评价
教师应当在实验过程中就学生做得对的地方与做得不对的地方都要做出评价。正面鼓励有利于激发学生对化学学习的积极性,而批评引导则能纠正学生不恰当的地方。
(2)学生之间的相互评价
学生之间的互评由于各自身份的平等而更能被学生所接受。在实验过程中,教师应当多多鼓励学生进行相互的评价与帮助指导。
(3)学生自我评价
学生的自我评价是学生展现在实验中所做出的能力与取得的成就的一种重要方式。这种评价能够更深刻地让学生意识到自身的不足之处。
7.案例在探究实验教学中的具体应用
以教科书上的“富集在海水中的元素――氯”为例,探究带有氯水与无水的氯气的漂白能力。教科书中设计了两个实验。通过实践这两个实验得出了氯水中的次氯酸具有漂白能力的结论。
此次实验较基本实验而言,在操作步骤上更为简便,且现象更为明显,因此,更有利于学生对该内容的掌握。这充分体现了探究实验与高中教材紧密的关系。
参考文献
中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:2095-6401(2016)09-0157-01
新课程改革对高中化学教学提出了更高的要求,要求化学教学不仅要对学生的化学知识和相关技能进行培养,而且要在化学教学过程中进一步激发学生的学习兴趣,促进学生动手能力、思维能力和创新能力的全面发展。探究实验是高中化学实验教学的重要组成部分,能够在实验过程中锻炼学生主动探究、主动参与的能力,并且能够培养学生的团队协作能力、科学严谨的思维以及创新思维能力。
一、高中化学探究实验相关内容简述
探究实验是以学生为主体的实验教学活动,教师根据实验教学内容和教学目的,设置实验问题,学生自己或是与其他学生组成实验小组,围绕教师设置的问题进行假设和设想,然后通过具体的探究实验对提出的假设和设想进行验证,对实验结果进行探讨和评价,最终得出实验结果。通过探究实验的内涵可知,探究实验的流程主要包括提出问题、假设猜想、设计方案、实验验证、得出结论和反思评价。在这个过程中,问题的提出至关重要,关系到学生的学习兴趣和以后步骤开展是否顺利。在提出问题时要注意以下两个方面:首先,提出的问题要尽量贴近学生的生活实际,让学生对问题有兴趣、能了解。如果提一些与学生生活实际不相关的问题,学生有可能会因为陌生而失去探究的兴趣。其次,提出的问题难度要适宜,不能太过简单,要让学生产生疑惑和探究的兴趣,但是也不能太难,避免让学生对化学实验产生畏惧心理。
二、高中化学探究实验的相关设计和细节问题探析
(一)探究问题的设定
高中化学探究实验教学的问题设置主要有两种属性:一种是理论性的问题,一种是事实性的问题。其中,理论性的问题是学生必须掌握的,通过单纯的口头讲解无法有效认知和掌握的问题,例如,实验仪器的使用、实验安全操作方法等,这些都需要教师对学生进行引导。而事实性的问题是指在学生实际生活中发生的,具有实际表象和具体内容的问题。这种问题能够有效激发学生的学习积极性,并且能够激发学生的求知欲望。例如,在学习萃取相关知识的时候,可以用常见的鸡尾酒为切入点,引导学生开展探究。鸡尾酒强烈的色彩分层产生强烈的视觉效果,能够激发学生强烈的求知探究欲望。
(二)提出假设和设计实验方案
对于教师提出的问题,学生根据自身的知识储备对问题进行分析和探究。通过分析提出实验假设,然后根据假设确定实验方案。在设计实验方案的时候要注意以下两个方面的问题。首先,在问题提出之后,教师要组织学生对问题进行分析,明确实验的目标,引导学生针对问题进行假设,然后对需要操作的实验步骤进行讲解,使学生初步掌握具体的实验操作步骤。其次,由于高中化学实验室规模有限,并且教学时间受到限制,因此,在高中阶段的化学探究实验都是以小组的形式出现的,学生单独操作实验的情况不多,所以,需要在实验小组内部进行明确的分工,确定每一个小组成员在实验过程中承担的任务。
(三)开展实验验证假设
实验方案确定好之后,教师应指导学生根据实验步骤和实验分工进行实验。为了保证实验效果,教师应当在实验过程中不断提醒和督促学生做好实验数据记录工作,并且对实验中学生的不当操作进行纠正,保证实验的安全性。另外,为了提高实验效率,强化实验效果,教师应当鼓励学生进行合作学习,发挥集体智慧,促进实验的顺利进行。
(四)实验评价总结
实验结束之后,要根据之前提出的问题,对照提出的假设和实验方案对实验结果进行评价和分析。实验评价的对象包括实验内容和实验过程两个主要方面。在评价过程中,教师要用自身的知识储备对学生在实验中的表现、实验结果进行客观评价,指出学生存在的不足,帮助学生提升实验能力。学生与学生之间的互相评价也十分重要。通过互相评价,学生与学生之间的协作交流更加畅通,并且能够加深学生对实验的记忆,有利于提升实验探究效果。
三、结语
在高中化学教学中开展探究实验教学,既是适应新课程改革的重要做法,也是化学实验教学的重要内容。在实际教学中,教师要根据教学目的和教学内容,提出符合学生实际的问题,引导学生展开假设、验证实验,最后对实验结果进行评价。通过探究实验不断提升实验教学效果,提升高中化学实验教学水平。
参考文献:
[1]宋海清.化学实验在探究式教学中的应用[D].大连:辽宁师范大学,2014.
关键词:
高中化学;培养学生;探究式教学
化学是一门自然学科,与生活联系很大。在学习中为了提高学生对化学的兴趣,往往利用简单的实验来吸引学生的眼球。但是随着教学的深入,很多知识无法通过直观的现象或者单纯的讲解就让学生最快地掌握、理解并很好运用。为了改变学生被动的学习方式,教师在教学中不断创新教学模式,改进教学手段,在教和学中正真体现出“教师是主导,学生是主体”的教学理念。在很多教学方式中,化学探究式教学就是一种行之有效的教学手段。这种教学法主要是从创设问题情境,引导学生提出问题和假设并通过实验得出结论的教学实践对其进行初步的探讨。教学实践已经证明,学生学习方式的改变不仅使学生在知识技能方面保持了原有的优势,提高了学习兴趣,增强了课堂参与率,学生在学习中充分发挥自己的想象力,积极动手参与,开动脑筋分析问题、解决问题。化学探究学习方式为学生提供了一个充分展现自我的舞台。下面我就教学过程中出现的问题谈几点体会。
1高中化学探究性学习内容
高中化学探究性学习主要以小实验、小文献、小调查为突破口,在课堂内进行小组合作学习,教师充分调动学生主动参与探究学习的积极性,引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、讨论等方法养成多角度研究和探索问题的习惯,激发学习兴趣,提高学生的创新意识和实践能力。在课内进行探究性学习时,问题的切入口一定要小,质疑与讨论一定要充分深入。例如,在学习元素周期律时,可以以卤族元素的性质递变规律为例,先划出一定的课时,让学生运用解决问题的一般步骤和科学的实验方法,进行卤族元素的性质相应实验的探索,然后利用一定课时,让学生讨论、归纳、形成单元知识的认知网络,培养学生综合应用知识的能力,提高学生的认知策略,培养学生的创新精神和实践能力。在高中化学学习中,教师除了选择有关课题在课内有计划开展研究性学习活动外,还应积极帮助学生捕捉思维的灵感,鼓励他们大胆提出问题,并抓住学习过程中学生自己的问题,安排一定的课内外时间及时展开研究,充分体现开放性、主体性特点。
2高中化学探究性学习模式
综合各种学习理论及课程内容的要求,根据探究性学习及化学学科特点,结合各种课堂教学实践,我认为以下几种模式更有利于在化学教学中开展探究性学习活动。
2.1实验验证模式:
实验验证模式主要利用各种信息和原有的认知网络对问题进行假设,通过科学实验(或逻辑推理)来获得实验现象及数据,并加以处理,能对实验现象做出合理解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律,从而构建新的认知网络。在探究性活动开展初期,教师还应该有计划、有目的地安排某些步骤的专题研究活动,让学生及时掌握各步骤的研究方法,为今后全过程研究打好基础。我们知道研究物质有许多方法,在化学学习中一般采用实验研究的方法,实验研究的步骤一般为:提出问题→收集信息→设计方案并进行讨论→实验验证→得出结论。研究氯水的成分及性质时就可采用实验探究的方法,首先提出问题:干燥的氯气具有漂白性还是湿润的氯气具有漂白性呢?然后让学生根据已有的知识讨论并设计实验进行探究。实验探究:将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中,观察现象。学生边实验边观察,很容易得出结论:干燥的氯气没有漂白性,湿润的氯气有漂白性。
2.2文献探究模式:
文献探究是通过搜集研究某些现象的发生发展和演变的事实,加以系统客观的分析研究,从而揭示其发展规律的研究方法。然后通过搜集和鉴别资料,对资料进行分析研究,提出自己的观点。
3探究性学习的思考
3.1探究性学习活动的重点是培养学生的问题意识:
探究性学习的问题应具备两个条件:一是在学生的能力范围之内,即学生应具备解决问题应有的言语信息、智慧技能和认知策略。二是新颖而富有挑战性,即新颖而富有挑战性的问题可以刺激学生原有认知结构的回忆和提取,从而激发学生解决问题的态度。这是探究性学习活动开展的前提。问题可以来源于学生的生活,也可以由教师设置适当的问题情境加以激发。在教学中关键是鼓励学生大胆提出问题,并鼓励学生科学实验,从而得出正确结论。因此,为更好地开展探究性学习,我在完成教学进度的基础上,对相关知识进行适当拓展,为学生提供探究空间,鼓励学生多提问题,促使学生在探究的过程中不断提高自身素质和学习成绩。
3.2探究性学习活动的关键是教师的指导:
教师除了创设适当的问题情境外,主要表现为适当的言语教学。它可以激活学生原有的认知结构,使学生养成多向思维的习惯,引导学生对问题进行深入思考与分析,形成新的独特的见解,从而全面合理、科学地解决问题,顺利完成探究性学习活动。但言语指导不能太多,要留有思考的空间,否则会限制学生对原有认知结构的提取,局限他们思维的范围,抹杀学生的创造力。教师的指导还应促进学生的认知结构不断完善,提高解决问题的能力。
1.实验方案的设计内容与类型
(1)实验方案设计内容
从题例中的五个小问可以看出,实验综合探究题方案的设计内容包含了实验目的与原理、用品与步骤,方法与现象、结果与讨论等.就实验方案设计的内容来说,虽然看上去较多,但高考题很少出现让考生设计一个完整的较为复杂的实验方案.如题例中的第 (5)小问,仅要求考生以简答的形式补充其中的两个实验步骤节点.这是由于考虑到中学生能力发展和认知水平.新课程强调,科学探究的学习方式不等于科学家的科学探究,它是在某种程度上学习科学家研究和解决问题的思路来进行学习.所以,一般情况下,实验综合探究题实验方案设计与题例相似,原理与问题大多是现成的.如题例中,由绿矾制备柠檬酸亚铁的反应原理、相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH等都作为信息直接呈现,让考生去识别与加工.实验具体操作方法的设计,有的是现成的,有的是开放的,如题例中的第(1)(2)(3)三个小问,让考生去整合与联想.实验探究过程的设计,绝大多数是开放的,有弹性的,如题例中的第(5)小问,虽然是补充其中的两个实验步骤节点,但这种补充简答的设计,是开放的、富有弹性的.要求考生在平时的实验探究学习过程中,注重实践、注重操作、注重交流与体验,才能用扎实的化学基础知识和基本实验技能,对综合实验方案作出正确的判断.
(2)实验方案设计类型
题例从绿矾制备柠檬酸亚铁的综合实验中给出五个小问题,基本涵盖了目前中学化学综合探究实验设计的主要类型,即:物质的组成与性质,物质的制取与性质、分离与提纯.就此实验方案设计的类型来讲,题例是物质的制取、分离与提纯的探究设计.然而,命题专家考虑到中学生的认识水平和能力,在题例第(3)、(5)这两小个小问中分别设计了台阶,让考生的思维既聚焦在设定的问题中,又具有一定的发散性,可能有一个或多个解答途径;既降低了难度,又使考生的思维得到充分的发展.
2.实验方案的评价
(1)实验方案评价原则
对实验方案的评价,无论是对哪一方面的探究内容进行评价,都应根据探究实验设计的原则来进行,即从科学性、安全性、可行性和简约性等方面进行分析,评价正确与错误、严密与疏漏、规范与随意等.要分析是否合理、是否经济高效、是否有干扰因素、是否符合安全环保化学的思想.
像题例中第(1)小问,制备FeCO3时,选用的加料方式及其原因,应从反应物的性质即科学性的角度进行评价.题意中表格所列出的相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH已提示,因Na2CO3溶液碱性较强,为了避免生成Fe(OH)2沉淀生成,所以应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中.
对于第(3)小问,将制得的FeCO3加入到足量的柠檬酸溶液中,再加入少量的铁粉,80℃下搅拌反应.对于加入铁粉的作用,应从生成的产物亚铁盐溶液的性质来评价,因为溶液中的Fe2+易被氧化,加入铁粉可以防止+2价的Fe元素被氧化;对于除去过量铁粉的方法,不少同学用加入稀硫酸的方法除去铁粉,这是不对的.只要我们分析一下,此时反应的进程已陈述为“反应结束后”,不是反应开始或反应过程中,反应物柠檬酸溶液呈酸性,目标产物是得到柠檬酸亚铁.从这几个节点上来看,既反映了科学性的评价原则,又反映了可行性、简约性的评价原则,过量的铁粉无需过滤而除去的方法,很容易联想到柠檬酸呈酸性,应加入适量的柠檬酸达到除去过量的铁粉的目的.
在第(4)小问中,反应后溶液经浓缩、加入适量的无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体.这时加入无水乙醇的目的,只有从无水乙醇对柠檬酸亚铁溶解性的影响这个角度来评价.因随着无水乙醇的加入,水的浓度降低,柠檬酸亚铁在水中的溶解量减小,有利于柠檬酸亚铁晶体的析出,这也是实验评价简约性原则的具体体现.所以,综合探究实验的评价,要分析每一步实验方案的目的,抓住探究实验方案设计的评价原则,一定能得到有针对性的评价结果.
(2)实验方案评价内容
化学是以实验为基础的科学,在化学教学中,实验是教师传授知识的重要手段,是学生获得感性知识的必由之路,化学实验是进行科学探究的重要途径,通过探究实验,可以开拓学生思维,拓宽学生的视野,培养学生主动求知、独立思考、运用知识解决实际问题的能力,养成从实际出发、实事求是的科学态度,激发学生尊重知识、追求卓越的上进精神,培养学生的逻辑思维能力。因此,化学实验是化学教学最基础、最重要的教学手段。
二、补充趣味实验,激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师,它既是促使学生积极主动学习的基础,也是良好教学效果的保证。在教学中,教师可演示一些兴趣实验来激发学生的兴趣。如:兴趣实验一:魔棒点灯。
教师问:怎样能点燃蜡烛、酒精灯呢?
生答:用火柴、打火机等点火工具。
此时教师用一根玻璃棒蘸点药品(白磷)后轻轻一碰酒精灯的灯芯,酒精灯奇迹般地被点燃。
兴趣实验二:“清水”变“牛奶”。教师准备一小烧杯“清水”(澄清石灰水)和一根吸管让一学生往“清水”内吹气,过一会儿“清水”变为“牛奶”。通过兴趣实验,可以让学生充分感受到前所未有的神秘与好奇,从而把学生强烈的求知欲调动起来,使他们在一个又一个的疑问中激发出求知与探索的强烈愿望
三、重视实验分析,培养学生思维能力
在化学实验中,强化学生思维培养,是掌握化学知识的需要,也是学习活动的需要,更是素质教育的需要。化学是以实验为基础的自然科学,实验是学习化学知识的基础和化学入门的向导,学生以实验操作为基础,初步了解化学原理,归纳化学知识的规律,从而形成完整的化学知识网络,构建化学知识框架。
切实加强培养学生的思维能力,应根据实验的三个关键步骤,指导学生进行思维训练。化学实验的三个关键步骤为:①反应原理;②仪器组装;③实验操作过程。任课教师在化学实验教学中,指导学生对三个关键步骤进行理解、探索和分析,培养学生的思维能力。
首先是反应原理的思维培养。反应原理,是一个化学实验的理论原理,即用什么反应物,通过什么条件,得到所需要的物质。
其次是仪器组装的思维培养。“仪器组装”是指为了完成某个具体的实验,应选择什么设备、仪器,进行什么样的连接,达到反应的最佳效果。
最后是实验操作过程的思维培养。“实验操作过程“是根据反应原理、仪器组装,由学生根据一定程序和步骤进行实验操作活动的过程。
运用化学实验的三个关键步骤可以积极培养学生思维能力,逐步提高分析问题和解决问题的能力。
四、注重学生实验,培养学生动手能力
在学完化学实验基本操作后,尽量让学生亲自操作,实验本身就是一件动手动脑的活动。只有动手做实验,才能观察到生动有趣的化学变化,培养实事求是的科学态度和严谨的学风,通过动手、动脑、动眼,发挥人体潜能,发展学生智力,培养兴趣。教师可以设计一些简单的实验,让学生自已动手做实验,观察、分析实验现象,培养学生的动手能力和思维能力。如:在讲述氢气的制取时,教师可提供稀硫酸,让学生自备药品铁钉、废干电池外壳,让学生做铁和稀硫酸反应制氢气和锌与稀硫酸反应制氢气的实验,观察对比实验现象,通过师生讨论,对比得到锌和硫酸反应的速度比铁和稀硫酸反应快,而且锌的价格比铁便宜。因此,实验室制取氢气用锌和硫酸。这样既培养了学生的动手能力和思维能力,又增强了化学与社会联系的意识。实验时要求学生一边做实验,一边观察记录并注意规范的实验操作、仪器组装等,最后教师引导学生得出结论,并对实验的成功和失败进行分析。让学生参与实验,不仅大大增强了学生学习的兴趣和积极性,同时又培养了学生的操作技能、分析问题、解决问题等能力,并能将理论知识运用于实际生活,充分发挥学生在教学中的主体性,从而提高化学教学质量,以有利于学生对知识的掌握。
五、设计探究实验,培养学生运用知识的能力
科学探究是学习化学的重要方式之一。化学实验的探究,可激发学生探索知识的欲望,培养学生的思维能力、分析能力和解决问题的能力。教师可设计一些探究实验培养学生运用知识的能力。如
探究实验:啤酒瓶打开后逸出气体的主要成份是什么?
通过探究实验,有助于克服思维定式,开拓学生思维,提高学生分析能力和解决问题的能力,要求学生灵活地、创造性地综合运用所学理论知识,激励学生的创造意识,增加求知欲。
六、重视家庭小实验,培养学生社会实践能力
家庭小实验是化学实验的补充和延伸,其仪器和药品均可从生活中寻找,可以使学生在一个心理状态比较宽松的环境中,反复做、反复观察,直到满意为止,不受时间和地点限制,有助于培养学生发现问题、解决问题的能力和动手能力。教师可设计一些家庭小实验,让学生亲自动手去做。例如蜡烛及其燃烧等。通过家庭小实验,可以帮助学生发现身边的化学,极大地诱发学生获取化学知识的强烈欲望,从而激发学生的创新精神。
七、精心设计实验习题,培养学生的解题能力
习题有助于巩固已学知识,提高运用知识的能力,教师可设计一些开放性题和实践题,以培养学生的创新精神和动手能力。如:小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣,他确定以“探究鳔内气体体积和成分”作为探究实验,他认为鱼鳔内含氧气约占四分之一,其余主要是二氧化碳和氮气。
【中图分类号】G633.8 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2017)19-0056-03
【作者简介】周开军,安徽省淮北市西园中学(安徽淮北,235000)副校长,高级教师,安徽省特级教师。
一、传统化学实验教学存在的问题
化学实验在化学学科的发展历程中一直扮演着极为重要的角色。化学中的各种定律和学说源于实验,又为实验所检验。因而,在化学教学中,实验教学的重要性毋庸置疑。纵观世界各国化学教学改革的趋势,化学实验教学已从过去的讲授示范活动,逐步发展成为整个学习过程中的核心活动。在我国,自2001年教育部颁布《基础教育课程改革纲要(试行)》之后,各种有关化学实验教学的重要性、实验教学方法的改进以及探究式、趣味性实验的设计等方面的研究成果层出不穷。[1]大家对化学实验教学的重视可见一斑。
然而,通过对近几年初中化学实验教学活动的研究,笔者发现在化学实验教学设计和学生学习过程中,仍然存在着很多问题,实验投入的时间、人力、物力和学生学习的成效,往往不相称。首先,在实验前的预习中,由于学生的预习情况各有不同,对实验操作的理解也会有所差异,因而会导致学生对实验目的理解的不确定性。其次,在做实验的过程中,很多学生对实验的目的不明确,往往大部分时间花在观察实验现象本身上,以求得到“标准”的实验结果,却很少去关注现象背后的概念、原理或理论。笔者曾在一次调研活动中,在实验结束后立刻开始随堂测试,发现不少学生只记得有哪些实验步骤,对实验步骤的前因后果以及实验步骤里面隐含的道理并不知晓。
总之,导致这些现象的原因有两条,一是学生无法清晰掌握做实验的目标;另一个原因是做实验前后,没有好的教学策略,以致学生无法将实验操作的经验和相关的知识点联系在一起。针对实验教学中遇到的这些问题,笔者将美国教育心理学家Novak博士和Gowin博士提出的V-map(V图)法[2,3]引入初中化学实验教学中,取得了良好的效果。
二、V-map法详述
Novak与Gowin的V图法是围绕所关注的问题去观察相关的事件或对象,思考相关的概念、理论及原则的一种学习方法。它可用于协助学生分辨科学实验工作的本质及目的,并获取相关知识,明晰知识如何被建构及运用。图1所示的是一个典型的V图,它主要由四部分组成,分别是:位于V图顶端的,亦是V图核心的“聚焦的问题”;位于V图左边的,对某一事件或物件的“概念性”描述模块,包括相关理论、原理和概念等内容;位于V图右边的对应的“方法性”相关模块,包含记录(实验步骤和实验现象)、转换(提取实验结果)和命题(提炼实验结论)等活动;这两个模块中间以“V”型顺次连接,并在V图的底端总结左右模块的相互关系。
V图法是相当具有启发性的工具,简单、易操作,很适合初中化学实验教学的探究活动。在进行实验前,让学生首先阅读分析教材的内容,了解以下五个基本问题。
1.本实验的主要问题是什么?
事实上,这就是V图里的“聚焦的问题”部分,它不但是整个V图的核心,亦是整个化学实验围绕的焦点。在开展化学实验之前,每一名学生必须要明白本实验需要聚焦的核心问题是什么。笔者在开展V图实验教学的早期会先指定实验所“聚焦的问题”给学生,再引导学生完成其他V图部分。一般在开展2~3次V图实验教学后,学生即能掌握要领,根据教材内容自主提取实验所“聚焦的问题”。
2.本实验所依据的主要概念、理论及原理有哪些?
这一基本问题对应的是V图左侧的“概念性”描述模块。我们会要求学生依据本实验“聚焦的问题”尽可能多地提供与此相关的各类概念、理论及原理。这些内容可以以小组讨论的形式,根据已有知识,提炼出多个关键词。每一个关键词的提取都对应着学生对本实验“聚焦的问题”的某一个角度的理解,有助于其知识网络的形成。而通过小组讨论并自主提炼的学习形式,加深了学生的记忆深度。
3.本实验的探究活动如何进行?(即程序性的步骤)
这一基本问题对应V图右侧“方法性”模块中的“记录”部分。教学中,可以让学生以小组讨论的形式分析:基于实验聚焦的问题以及我们所知的概念性理论知识,我们需要设计怎样的实验步骤来验证或回答问题?需不需要对照实验?实验进行中需要记录哪些内容?通过对本问题的思考和讨论,学生得以明晰化学实验的程序性步骤,以及实际实验进行中需要观察的主要实验现象和记录的主要实验数据,并在实验中将实验的主要步骤和实验结果记录到V图的右下角。
4.本实验涉及哪些主要的科学知识?
这一基本问题对应V图右侧“方法性”模块中的“转换”部分。学生通过实验的开展和实验现象与数据的记录,采用科学数据图的形式对结果进行分析。在开展实验前,教师需适当引导学生进行相关科学知识的准备,尤其是图表等记录形式的设计等知识。
5.本实验涉及哪些有价值的命题或判断?
这一基本问题对应V图右侧“方法性”模块中的“命题”部分和V图中央的“相互关系”部分。其中,“命题”部分是对实验结果的提炼和总结,学生需要思考:这些实验现象和实验结果反映了什么题?在此基础上,总结提炼出“概念性”模块和“方法性”模块的相互关系,回答实验“聚焦的问题”。
通过以上五个基本问题的回答,教师可以很容易地引导学生构建V图,在实验进行时记录实验现象,转换提取实验结果,进而提出命题,并与理论相互比对及验证。下图所示的是“盐浓度对沸点的影响”实验中一名学生建立的V图的示意图。
从上述描述可以看到,V图法在实验教学中具有严密的逻辑性同时又具有相当的可操作性。引导学生构建V图,可加强学生在实验操作前对整个实验的理解,明晰实验目的。此外,V图的构建均由教师引导,以学生为中心展开,提高了学生对化学实验的探究兴趣;通过逻辑思维、发散思维和形象记忆的有机结合,有助于学生对实验进行时各部分之间的逻辑关系,如背景理论、实验步骤和所欲观察的现象等,作全盘性的掌握。对化学教师而言,通过对学生构建的V图的审阅,既可加强其对学生实验预习、学习情况的了解,从而在化学实验教学中有所针对,查缺补漏;也有助于教师在化学教学中的教学反思,改善实验教学。
总之,使用V图法既可有效加强学生对实验概念的记忆和操作技能的训练,又有助于教师把握学生的学习进度,对实验教学的开展有着事半功倍的效果。
【参考文献】
一、实施导入式的课堂实验教学
传统的教育模式已经难以适应新的变化发展的要求,迫切需要教师进行全方位的创新,这一创新应当贯穿课堂教学的全过程和知识学习的每一个方面。高中阶段化学学生普遍感觉晦涩难懂,特别是在新内容的学习上,心理上存在着一定程度的“消极”和“抵触”情绪,如果仅靠教师传统的说教式和固化的程序式,学生学习兴趣无法被有效激发,而且化学教学过程中的很多知识单纯靠讲是说不清楚也弄不明白的,同时,学生生硬的记忆也会产生记不住、记不牢的问题。
这就需要教师通过实验导入将学生逐渐带入新的学习内容中,利用实验给学生带来的新奇感,让“求知欲”充满他们的头脑。迄今为止,我们所得出的一切化学的正确结论都是通过一个个实验来完成和论证的。因此,在教学过程中,笔者特别尊重实验的地位和作用,借助实验这一操作方法,让学生身临其境直面化学。比如,在氧化还原反应章节的学习过程中,笔者就运用了探究性实验教学的方法,通过Fe+CuSO4发生化学反应生成FeSO4+Cu的实验操作,让学生明白氧化还原反应中置换反应的过程,这一反应的本|和带来的元素化学价的变化。
二、实施过程式的实验探究教学
实验的准备工作要做充分。在化学实验中,很多操作都是要求在规定的时间内完成的,有时甚至只有几秒钟的时间,如果准备不充分,欠缺某种材料,当场现抓往往是不太现实的,忽略了其中的一个细节可能会导致实验推倒重来。因此,在准备环节上必须要认真细致。
实验的过程应当循序渐进。在化学实验开展过程中,结果固然重要,但前提是实验准备和操作过程的每一个步骤都不能出现偏差和纰漏。特别是在重点步骤上,教师的操作要尽可能地慢下来,能够让学生有时间、有精力去思考和认知。而考试的选择点往往就是在这些重要步骤和关键节点上,要引导学生带着问题去做实验,并且通过实验很好地解决问题。
实验应当有探究性和引导性。很多教师在教学中只是按照课本要求为学生做了一个实验,没有注重实验过程中与学生的交流与互动,这样往往起不到实验教学的作用。在实验一步一步探索推理的过程中,教师应当有计划、有目的地去提问学生,让学生充分融入实验的大环境中,头脑保持高速“运转”,并随着实验的进行,思维自始至终紧跟教师的思路和实验引导。比如,在氧化铜的氧化还原反应中,笔者边做实验边提问学生:管口微微向下倾斜的目的是什么?氧化铜逐渐变成的亮红色固体是什么?为什么反应完成后还要继续通入氢气?通过这样的实验展示和有效提问,学生的好奇心理充满头脑,进而带着问题投入到学习过程中,往往能够收到理想的学习效果。
三、实施分组协作式的实验探究教学
实验只是一种教学的工具和手段,其本身是为教学所服务和辅助的。在新课程背景下,要始终围绕学生这一主体开展。在目前高中化学的教学过程中很多教师也很注重实验教学,但在开展过程中,仍然存在完全以教师为主导的问题,方式固化单一,造成学生积极性不能被充分调动,以实验为载体进行学习的效果往往达不到。因此,在课堂试验中教师应尽可能地创造机会和条件,放手让学生去做实验,并通过实验提高他们的动手操作能力和学习感悟能力。而且高中阶段的化学实验往往比较复杂,独立让学生进行试验,往往难以成功。因此,在教学过程中,笔者注重实施分组协作式的实验探究教学模式,将学生按照座位分成几个小组,以小组为单位共同开展实验,群策群力分工协作,实验的完成也就变得相对容易了。
笔者喜欢在高中化学教学过程中运用实验强化学生推理题的练习,因为这一过程往往能够对很多所学的知识进行回忆和检验,而且通过实验能够最大限度地引发学生的认知和思考,笔者往往让学生以座位相邻为分组单位,通过分组准备实验需要用到的各种材料和分组实施实验全过程,让学生能够互相协商和合作,增强完成实验的信心,提升他们的动手操作能力,而且也能够让他们将所学知识融会贯通。同时,团队合作式的探究性实验可以让学生全身心地投入到学习中。
总之,教师在教学过程中应当大胆科学地去运用实验教学,并注重实验导入、过程步骤和分组探讨的积累归纳和创新。
参考文献: