王惠珍
摘要: 解决义务教育阶段的化学新课程非常注重发展学生的科学探究能力。科学探究既是一种重要的学习方式,又是义务教育阶段化学课程的重要内容。在课堂中实施探究式教学,有利于学生科学探究能力的培养。
关键词: 化学新课程探究式教学应用
一、新课程强烈呼唤探究式教学
义务教育阶段的化学新课程以“提高学生的科学素养”作为课程理念,以建构主义学习理论为基础,提倡从学生已有的经验出发创设能体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情景,让学生主动地体验科学探究的过程,使学生在知识的形成和应用过程中形成科学态度,学习科学方法,在“做科学”的实践中培养学生的科学探究能力和创新能力。[1]
然而传统教学以行为主义学习理论为基础,强调教师是教学的中心,是教学过程的设计者、组织者和训练者,学生是知识的接受者,在教师创设的情境中被动地接受知识。传统教学在教学过程中过分注重书本知识的传授,脱离了学生的直接经验,忽视了学生的体验和情感,不利于培养学生的创新精神和实践能力。
探究式教学是指从学科领域或现实生活中选择和确立主题,在教学中创设类似于学术研究的情境,使学生通过独立自主地发现问题、设计实验方案、进行实验、收集与处理信息、表达与交流等探索活动,获得知识,培养能力,发展科学精神和科学素养的过程。[2]它具有以下几个方面的特征:学习者围绕科学性问题展开探究活动;学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据;学习者要根据事实证据形成解释,对科学性问题做出回答;学习者通过比较其他可能的解释,特别是那些体现出科学性理解的解释,来评价他们自己的解释;学习者要交流和论证他们所提出的解释。[3]
与传统的教学方式不同,探究式教学把学生真正置于学习的主体地位,通过学生积极主动地进行探究性学习,使学生的主体性、能动性和创造性得以不断生成、发展和提升,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。探究式教学遵循了学生认知的一般规律,使学生在获得知识和技能的同时也获得了科学探究的训练,体验到了探究真理的乐趣,形成和发展了探究问题的能力,获得了自由、充分、和谐发展,彰显了基础教育课程改革的新理念。
二、化学课堂教学中探究式教学的应用
科学探究既是一种重要的学习方式,又是义务教育阶段化学课程的重要内容。科学探究活动涉及提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、搜集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。[4]探究式教学对培养学生的科学探究能力具有重要的作用,下面就以《金属的化学性质》(九年级化学·下册)课题为例,谈谈如何应用探究式教学对学生的科学探究能力进行培养。
1.创设情境,培养提出问题的能力。
爱因斯坦说过:提出一个问题比解决一个问题更重要,解决问题也许仅仅是一个数学或实验上的技能而已,提出问题则是创造性思维的表现。对于中学生来说,能否发现、提出问题主要取决于教学中教师问题情境的创设。问题情境的创设有多种方法,但一定要从化学学科教学目标出发,并结合学生的学习实际与社会、生活经验,这样更能激发学生的积极性。
在《金属的化学性质》的教学中,我通过设计一些与金属的性质有关的问题情境来培养学生提出问题的能力。先让学生说说铁、铝等金属材料在生活和生产中的用途,再由用途联系性质来展开教学。通过提问“‘真金不怕火炼说明金具有什么性质”,引导学生学习金属与氧气反应的知识。通过情境的创设,激发学生的思维,使他们有追根溯源的欲望。
2.猜想与假设,培养科学思维能力。
恩格斯说:“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假设。”学生提出问题后,教师应尽量在问题情境中引导学生不断产生假设,并围绕假设进行探究,引导学生将原有的各种片断知识、素材从各个不同的角度加以改装组合,从中发现内在的联系,逐渐形成科学的学习方法。
在教授本课题的两大重点问题“金属与酸溶液的反应”、“金属与盐溶液的反应”时,传统的教学方法是让学生照方抓药,依据给出的实验方案逐步验证,缺乏让学生主动思考的过程,不利于学生问题意识的培养。探究式教学则不然,它不仅强调学生实验技能的培养,更注重学生科学思维能力的培养,包括猜想与假设能力。在本课题中,为了培养学生的科学思维能力,我先让学生依据已有知识和经验提出自己的猜想,并要求学生说出猜想的依据,设计验证猜想的方案,讨论验证猜想的方法。学习“金属与酸溶液的反应”时,我先让学生回忆锌与稀硫酸的反应,再提出问题:“是否所有的金属都能与盐酸或稀硫酸反应生成氢气?”然后组织学生讨论,让学生提出自己的假设和验证假设的实验方案,猜想:若所给金属与酸反应,应观察到什么现象?不能反应,又应观察到什么现象?怎样证明产生的气体为氢气?学习“金属与盐溶液的反应”时,我先让学生回忆铁与硫酸铜溶液的反应,再提问:“是否所有的金属都能与另一种金属的化合物溶液反应?”然后要求学生根据所给药品讨论得出实验方案,并推测若能反应,应观察到什么现象,若不能反应,又应观察到什么现象。这样,通过联系已有知识和经验进行合理的猜想与假设,培养了学生科学思维的能力。
3.进行实验,培养实验技能与实事求是的科学态度。
验证是学生确立自己的假设是否成立的关键。验证的方法一般以实验为主,要以实验中观察到的科学事实为依据来判断假设的科学性。当实验事实与假设不相符时,学生可再进行讨论或向教师提出疑问,教师则要引导学生找出问题的根源所在,并适当增加知识素材,指导学生重新假设验证。
本课题中,在猜想和实验设计方案完成后,就让学生以小组为单位,进行实验探究。在学生进行实验时,教师充当向导,引导学生观察并如实记录实验现象。
4.解释与结论,培养信息处理及交流与合作能力。
教学活动就是一种特殊的交往活动,在这种特殊的认知活动中,教学过程成为师生间、学生间信息传递的互动过程,也是师生间、学生间情感交流的人际交往的过程。学生正是在这样的交往与合作中得到发展。
本课题中,当学生实验完毕后,我首先要求学生自主分析实验现象,得出实验结论,以培养他们的信息处理能力。然后组织学生在小组内和小组间进行交流,阐释实验现象,论证实验结果。在表述实验结果时同组成员之间可互为补充,不同组成员之间互相交流、质疑,以培养他们的表达能力、交流能力和合作能力。在这个教学环节中,大部分的学生能根据实验现象得出“有些金属能与盐酸或稀硫酸发生置换反应生成氢气,有些金属则不能;有些金属能将另一种金属从它的化合物溶液中置换出来,有些则不能”的实验结论。在学生的交流与讨论中,少部分学生还能够根据上述两个结论提出新的问题:“金属与酸溶液的反应需要什么条件?金属与盐溶液的反应又需要什么条件?”从而引发新一轮的“解决问题”的学习——金属活动性顺序的教学。
又引导学生分析在金属与酸溶液反应的实验中,Mg、Zn、Fe、Cu、H在金属活动性顺序表中位置,得出金属与酸溶液发生置换反应的规律;分析在金属与盐溶液反应的实验中,Cu、Al、Ag、Fe在表中的位置,得出金属与盐溶液发生置换反应的规律。
5.学以致用,培养科学应用能力。
教师的教学要贴近学生的生活,贴近社会实际,要让学生真切地感受知识的实际意义,体会到学科知识不是书本的教学,而是广泛渗透和应用到现实生活和社会实际之中,学会“学以致用”。
在本课题教学即将结束时,我又结合生活中的不法分子利用假“银元”骗取钱财的事实,出示假“银元”(实际为铝),要求学生用所学的化学知识辨出真伪。通过讨论,学生得出多种方法,如利用密度、硬度及金属与盐溶液反应的规律等。然后我又让学生动手实验,验证他们的方法是否正确,通过“思”与“做”,既让学生学到了知识,又提高了学生将所学知识应用于生活实践的实际应用能力,真正做到学科学、用科学。
在探究式教学课堂上,学生思维非常活跃,讨论热烈,表现出对化学的强烈兴趣。探究性教学培养了学生的思维能力、分析解决问题的能力和实验技能,提高了学生的综合素质,极大地调动了学生自主学习的积极性,也使学生在做科学的过程体验到了学习的乐趣与成功的愉悦。
参考文献:
[1]教育部.义务教育化学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2011.
[2]陈志伟等编.中学科学教育[M].浙江:浙江大学出版社,2001.
[3]戢守志编译.[美]美国国家科学教育标准[M].北京:科学技术文献出版社,1999.
[4]阎光亮等编.课程改革简明读本[M].北京:首都师范大学出版社,2001.
(作者系广西师范大学教育科学学院2009级研究生)