夏小冬
摘 要:探究性学习作为一种学习策略,对培养和发展学生的科学素养有着不可替代的作用。文中通过举例说明了探究性学习的一般步骤,意在强调采用探究性学习策略能使学习的过程更加有效、充满快乐。
关键词:探究 化学能 电能
探究性学习不等同于科学研究,它更多的是为了让学生通过主动地观察与比较,思考与总结,更好地学习前人的经验,并逐步有效地转化为自己的经验。能够有效地开展探究性学习,笔者认为需要解决以下几个问题:探究什么内容,内容从哪里来,为什么要探究,如何开展探究,探究得出的结论是否有不足或还需作何补充?这些问题充分反映了探究性学习中的四个步骤:自探举疑、合探解疑、共探质疑、再探悬疑,即由学生提出问题、解决问题、提出和解决深层次问题、由问题创造问题。
一、自探举疑
探索是从疑惑开始的,有了疑惑才会有思考,才会有探究解决的欲望。发现问题、从而提出问题比解决问题更重要,如何才能培养学生自探舉疑的能力,从而进一步提出高质量的问题呢?笔者觉得重在引导,现在流行的学案导学、活动单导学模式能够培养学生课前自探举疑能力和自学能力,而上课前教师的问题情境的创设和切入点的选择同样具有异曲同工、推波助澜之妙。
如学案中设计了这样一问题:(阅读课本p34)火力发电工厂是如何实现化学能向电能转化的?如果在每步转化过程中,能量利用90%,那么由化学能最终转化为电能,能量损耗了 %,请评价火力发电的利与弊,并说说你有何建议和想法?
此问题设置的目的不仅是让学生回顾上节课内容,化学能可转化为热能,更是想通过计算让学生明确即使在每步骤中能量利用率很高,但是由于转化步骤多,能量的损耗仍是很大的,从而引导学生提出疑问:化学能能否直接转化为电能?
而教师在新课伊始时,从图片切入,展示了三辐图,分别为火电站工作图、火电站工作原理图、火电站尾气排放图,目的是让学生结合预习情况更深层次评价火力发电的利与弊,同时产生新的疑问:有没有更清洁的、更简洁实用的装置将化学能直接转化为电能呢?
二、合探解疑
发现问题,就必需解决问题,如何解决?这就需要在合作中探究。教师要引导学生试图模拟科学家解决问题的过程,让学生积极参与科学探索过程中,体验科学家如何面对疑难情境,学会搜集和加工需要的新资料,最终达到问题解决的探究过程。合探过程最好是分小组进行,然后再开展生生交流和组间交流,合探过程中,要及时提醒学生要善于“发现”“猎取”“洞察”,不能放过任何一个细节,更要提醒学生科学研究的道路不是平坦的,可能要经历无数次尝试或失败才能解决问题,以此来培养学生的意志力。
合作探究前,首先要明确探究的目的、方案等,而不是脑中一片空白,面对实验台上众多的仪器及药品不知所措。本节内容教学中教师为降低探究难度可先作如下预设:将Zn片插入稀H2SO4;将Cu片插入稀H2SO4;Zn片与接触插入稀H2SO4(不接电流表);Zn片与Cu片用导线连接(中间接电流表)插入稀H2SO4,提醒学生边探究边观察记录,初步让学生明确化学能是可以直接转化为电能。但是在什么条件下化学能才能转化为电能呢?教师提供下列药品与器材:烧杯、Zn片、Cu片、稀硫酸、石墨碳棒、乙醇、西红柿、导线、去除电池的音乐贺卡,让学生合作探究,通过尝试使贺卡响起来,这样不仅活跃课堂气氛,也让学生在合作探究中明确原电池的形成条件,解决了第一阶段的疑问。
三、共探质疑
尽管通过合作探究过程可以暂时解决最初的疑惑,但是在合作探究过程中,细心的同学一定还会发现更多的疑问,这就是说在解决问题的同时提出更深层次的问题,我们称之为质疑。善于引导学生质疑是教师在教学过程中智慧的闪光,而学生自发产生的对问题中产生更深层次问题的质疑则是对举疑、解疑的再补充、再完善,能培养学生批判思维和创新思维,形成对知识的深刻理解。
在小组合探过程中,尽管已知有一种装置可以使化学能直接转化为电能,但是在探究过程中,学生对原电池问题提出了如下质疑:化学能是如何转化为电能的?锌能与稀硫酸反应而铜不能与稀硫酸反应,为什么在铜锌原电池中,看到铜片上有大量H2气泡呢?电流是如何产生的?怎样证明原电池的正负极?
面对学生在探究过程中质疑,这就需要师生共同探究。教师可通过问题来循序渐进的引导来共同探究:现在给你一节干电池和电流表和导线若干,你能证明原电池的正负极吗?根据学生已有的物理知识,应该通过共同探究找出答案:用导线将电池与电流计串联起来,注意电池的正负极,取下电池,重新连接在原电池上,可根据电流计指针的偏转方向来判断原电池的正负极,再联系金属活动性,可让学生总结得出对电池正负极作快速判断的基本规律。既然有电流产生,说明装置中一定有带电微粒的定向移动,那么Cu极是怎样产生H2的?(是溶液中H+得电子而产生)电子从哪里来?(由活泼金属失电子),再次让学生理会合探解疑过程中为什么Cu-C(乙醇)、Cu-Cu(稀硫酸)等实验失败的原因,加深了学生原电池构成条件的认识。
四、再探悬疑
一节课教学内容的结束不代表教学目标的终结,再探悬疑不仅是对教学内容的归纳与升华,更是为后续内容的学习作好铺垫,是一种可持续发展的体现。悬疑恰当,让学生意犹未尽、回味无穷,悬疑不当,则让学生索然无味,探究欲望荡然无存。因此一节课最后的悬疑恰当与否对激发学生探究欲望非常重要。那么师生通过再探又应该从哪些方面悬疑才能扣住学生的心弦、激发学生进一步探究的热情呢?
在化学能转化为电能的过程中, 有没有转化成热能呢?如果要探究这个问题,大家想想有什么办法吗?(这个问题只要学生用温度汁测一下实验前后的温度有没有变化就可以了,目的是复习上节课内容,揭示能量转化的多种可能性)。
电池的污染如何?你认为未来的电池是什么样的?如果评价电池的优劣?(目的让学生课后开展研究性学习,培养环保及创新使用新能源的意识)
Fe在潮湿的空气中、Zn-Fe(H2SO4)原电池中、Fe在干燥的空气中哪种情况Fe腐蚀最快?(旨在为后续化学反应速率做准备,初步了解化学反应速率与外界因素的关系)。
探究性学习充分展示了学生分析、讨论、归纳、小结、汇报以及动手实验的合作能力,突出了学生的主体性,突破了教学的难点。作为一种适应新课程改革需求的学习策略,能否顺利进行,取决于教师的理念是否能够更新,因此教师要顺应时代的发展,积极探索新的课程要求下化学教学的方向,以人为本,培养学生的创新精神和科学素养。