刘芹
实验是化学学科的基础,在化学教育中的作用日益受到重视。实验不仅是一种为学生提供感性知识的直观手段,还有利于激发学生学习化学的动机和兴趣,使学生掌握化学知识和实验技能,培养学生解决化学问题的能力和科学态度。探究性实验教学的改革不同于实验改进,它不仅是一种教学模式的变革,更是针对 教育 理念的改革,是为了从传统教学中以教师为中心,注重结论的模式向以学生为中心,注重过程转变的改革。
一、高中化学实验探究教学模式基本目标
高中化学实验探究教学模式的基本目标是激发学生的求知欲,培养学生发现和提出实验问题的能力,进而训练学生实验探究的思维方法。要教给学生处理具体实验问题时,学会使用类似于化学家进行研究时使用的技巧。帮助学生理解科学的本质在探究能力提高的同时,关注学生化学实验的态度、情感与价值观层面的发展。实现学习的可持续发展,全面发展学生的科学素养。
二、高中化学实验探究教学模式教学流程
实验探究教学模式的基本教学流程为:发现和提出问题——实验探究——解释与结论——反思与表达。
第一阶段要求教师给学生提供一个问题情境,并讲解探究的步骤。问题的设计一定要深思熟虑,尽管这个策略的基础也可以是一些相对简单的知识,如魔术、谜语等。它的最终目的是使学生亲身经历那种类似于科学家们创造新知识的过程,但是,探究的起点却可以是非常简单的概念。
第二阶段,实验探究阶段。学生搜集关于自己看到或经历过的这个问题的信息,将新的条件引入问题情境,以此来观察事物是否会发生不同的变化。实验有两个作用:探索和直接验证。探索——改变事物的条件以观察它是否变化——并不一定需要一种理论或假设做指导,却可能为某一个理论提出某些观点或意见。当学生检验一种理论或假设时,直接验证就出现了。把一个假设转变成一项实验的过程并非易事,需要付诸实际。教师的任务之一就是当学生已认定某变量无用而实际情况并非如此时去指导他们。
第三阶段,教师要求学生组织资料并做出解释。从理解搜集到的信息到从中得出一个清晰的解释,这之间存在着一个智力跳跃。有些学生可能会觉得困难,在这种情况下,要求学生陈述他们的解释,常常有助于使可能的假设变得清晰,然后把他们集中起来就可以形成一个对问题情境的充分的解释。
第四阶段要求学生分析自己的探究过程,他们可以确定哪些问题最有效,找出最需要以及没有得到的信息类型。同时对自己在实验过程中的表现进行反思,并主动与他人交流讨论探究的结果。
课例:开放性实验探究:金属钠与稀硫酸铜溶液反应产物探究
(1)引入问题 。通过《碱金属元素》的学习以及教师课堂演示实验,学生掌握了钠的物理性质及化学性质,了解钠与水反应的实验现象及反应产物。在此基础上,教师引导学生思考,活泼性质非常强的钠与硫酸铜溶液作用时,会得到什么产物?部分同学根据钠的金属活动性比铜强的知识,毫不犹豫地任务钠能置换出硫酸铜中的铜;也有部分同学会产生疑问:钠是先给水反应,还是先把铜置换出来呢?这时,通过教师引导,就形成了很好的探究“焦点”。
(2)猜想与假设。教师可组织学生分小组展开讨论并对问题提出自己的假设。全班同学的猜想和假设主要为两大类。一是钠先置换出硫酸铜中的铜,生成产物问单质铜的红色沉淀和硫酸钠溶液;二是钠先与水反应,生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠在和硫酸铜反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
(3)提出实验方案。因为探究课题的开放性强,学生各个小组提出的实验方案五花八门。 总结 起来,主要部分基本相同:取绿豆大小的一块金属钠,用滤纸洗干煤油后,加入一大试管中,用分液漏斗向大试管中加入硫酸铜溶液。其中有的实验小组,为了验证实验中有氢气产生,还添加了其他实验装备。
(4)实验探究,实验现象。通过分组实验,同学们主要得到了如下实验现象:产生蓝色絮状沉淀,并有氢气放出。
(5)根据现象得出实验结论。
三、高中化学实验探究教学模式实施条件
(1)教师观念要转变。实验探究教学模式的研究要求教师首先在观念上要更新,必须由知识传播者向学生发展的促进者转变。要更深入理解教学的本质,并掌握一些教学策略和技巧。如怎样提问、怎样设置问题情境、怎样收集信息及解决问题的方法。要创造性的运用现代化教学方法和教学手段,由“创新的教”为“创新的学”创设环境和条件。
(2)营造一个适合于实验探究教学模式实施的物质环境,如仪器设备、教学工具、实验经费、供学生查阅资料的图书馆及多媒体设备。
(3)积极营造课堂上的民主气氛。教学中我们改变以往教师为主的权威式教育和管理模式,在课堂上注意营造民主氛围,采用鼓励式教学方法,给学生的思想、行为以较大的自由度。在教学过程中,注意师生的情感交流,创造轻松愉快、和谐自然的教学环境,使自己处在与学生平等的地位,让学生感到心理上的安全和自由。这样一来,学生没有心理负担,能积极参加讨论,敢于质疑,敢于创新。
(4)评价标准和模式多样化。对学生应采取多种形式的评价。评价不仅要了解学生的知识、技能的掌握的情况,同时也要了解学生的情感态度和价值观。所以除采用笔试外,还要结合学生在活动中表现,完成实验的效果。这种评价模式,减少了学生心中的压力,鼓励学生向多元化发展,突出对学生解决问题能力的考查,还重视了对学生科学探究能力、情感态度与价值观等方面的评价。
伴随着新课程改革的全面进行,探究性实验教学的研究将逐渐“精细化”,探究性实验教学的实践将越来越丰富,它将成为高中化学教学的主要手段之一,也将成为高中校本课程开发的一块沃土。