时间:2023-03-13 11:07:48
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化学是一门以实验为基础的自然科学,化学科学的形成和发展都离不开实验。学生通过实验,可以掌握实验技能、理解化学知识。探究性教学,就是学生在教师的引导下,通过教师在教学过程中创设问题情境,以问题的提出和问题的解决激发学生的求知欲,引导学生主动学习 ,以此培养学生创新意识和实践能力的一种教学模式。
1.为什么要进行化学实验探究
1.1 有利于培养学生的学习兴趣。
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”在初中化学教学中实施实验探究教学是培养学生学习化学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣,才具有一定的稳定性和持久性。实践证明,实验探究教学既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣,同时又可激发学生的求知欲。
1.2 有利于突出学生的主体作用。
传统初中化学教学实验多为验证式实验,学生只是被动、消极的知识接受者,没有积极思维和创新,也没有探索的目标和方向。而实验探究教学则是在足够的时间和空间范围内,学生在教师的引导下,查找资料,设计实验方案并进行实验操作,对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中,学生真正成了课堂教学活动的主体,由此激发其主动参与的热情,变“要我学”为“我要学”。
1.3 有利于充分挖掘学生的潜力,培养其创新能力。
传统教学模式往往是教师牵着学生鼻子走,致使学生一味死记硬背。实验探究教学能给学生营造主动探求知识的宽松环境,让他们在成功的设计和实验操作的愉快情绪下,潜力得到充分发挥,思维更加活跃。有利于学生创造思维能力的培养。
2.怎样探究化学实验
科学探究是一种过程,有一定的活动程序或阶段。尽管科学有许多门类,科学家都有各自的研究领域,不同科学家研究问题的方式、途径和手段也有所不同,因而不存在统一的研究模式,但无论他们从事哪一门类或哪一领域的研究,从发现问题到解决问题,都要大体上经过这样一些类似的活动过程或阶段:形成问题,建立假设,制定研究方案,检验假设,作出结论。正是上述这些活动过程构成了被称为“探究”的科学过程,进而也成为判断某种活动是否是科学探究活动的依据。
探究学习是探究教学过程中学生的主要学习方式。美国芝加哥大学教授施瓦布最早提出了探究性学习,他认为探究学习是儿童通过自主地参与知识获得的过程,掌握研究自然所必需的探究能力,同时形成认识自然的基础——科学概念,进而培养探索世界的积极态度的学习活动。对于探究过程,施瓦布提出了五个阶段:(1)明确问题;(2)收集适合问题解决的资料;(3)提出假说;(4)验证假说;(5)导出结论。
3.探究性实验教学的的策略
化学探究性实验强调学生在实验探究过程中获得对知识的理解,培养学生的探究意识和探究能力,进而促进学生科学素养的发展。在教学实践中开展探究性实验,对教师的教学观念,教学能力,专业水平,知识结构等诸多方面都提出了更高的要求。具体地说,教师要努力做到以下几点:
3.1 准确理解探究性实验的特征。
探究性实验重视学生在实验过程中的参与和体验,使学生通过亲身经历实验探究过程,在知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观等方面获得全面发展。但实际上,有不少教师对此理解得并不准确,表现在只重视表面的形式主义,从而使探究实验有名无实。探究性实验的关键,不在于形式,而在于内容,正如接受学习可分为有意义接受学习和无意义接受学习一样,探究性实验既可能是主动的有意义探究,也可能是被动的无意义探究,真正的探究性实验,强调的是实验探究过程,而不是简单地获得实验结果。
3.2 实现教学过程中的角色转变。
传统实验课上,绝大多数教师的任务就是管理课堂纪律,许多教师认为纪律管好了,实验课就成功了一半。为此,在实验课前和课上,他们不惜花费时间,反复要求学生应该如何做,不能怎么做。正是这种束缚扼杀了学生的探究欲望,使得学生只有服从,而无创新意识。探究性实验要求教师充分相信学生,改变实验课“一放就乱”的旧观念,减少对学生过多的指导和限制,为学生创造一个轻松和谐的氛围。同时,教师应当以平等的心态积极参与实验过程。教师不再是昔日的知识拥有者和权威,而是学生实验探究活动的参与者,合作者和促进者,教师要转变观念,自觉实现角色转变,充分调动学生参与探究的积极性和主动性,促进探究性实验的有效进行。
3.3 深入分析和挖掘实验内容。
在现实的化学教学中,很多教师缺乏对实验内容的深入分析。比如,强弱电解质溶液导电的实验。不少教师只是演示给学生看,灯泡变亮的说明是电解质溶液,而灯泡变亮的程度,就可区分电解质的强弱,不少教师到此为止,而没有对实验中溶液为何采用相同浓度,相同体积进行分析,这其实是一种重要的科学方法。因为只有这样,灯泡的亮度才可与溶质的本性有关。所以,教师应深入分析教材中的实验内容,挖掘出其中蕴含的探究因素,通过探究性实验真正促进学生科学素养的提高。
3.4 引导学生将“做”和“想”进行有机结合。
在探究性实验活动中,学生不但要亲自动手“做”,而且更要在做中深入“想”(思考、分析),单纯的参与并不能促进学生高层次思维能力的发展。只有深层次的认知参与和积极的情感体验为核心的学习方式,才能促进学生素质的全面提高。所以学生探究活动中教师要不断地用问题引导学生进入思考状态,产生感悟和体验。要使“做”和“想”有机地结合起来,关键是要相信学生,尊重学生,教师要在深入分析学生已有经验的基础上,努力创设真实、生动、开放的学习情境和探究活动。使学生在亲身参与活动的过程中获得体验与收获。而不是在教材规定好的步骤中进行被动的、虚假的探究活动。要努力将实验(方案),观察(现象),思维(问题)三者有机地结合起来,使学生在思维(问题)的引导下进行实验,在观察和记录的基础上进行思维。通过具体的,有一定深度的问题引导学生对实验探究过程和现象进行深入的思考,从而获得有关的结论。
此外,探究性实验的开展,还需要一定的客观条件。比如,实验室的建设,实验人员的配备,以及教师自身的素养等。
总之,化学是一门自然科学的学科,在探索物质的性质和反应规律中,必须运用多种方法来进行实验教学。除常规的教学手段外,作为有进取的教师要有创新的思维,来探索化学实验教学。
在初中阶段化学课程中,化学实验探究是一个十分重要的实践活动。良好的实验教学有助于学生主动积极地参与化学课堂,学习并掌握好化学知识。新课程要求在实验教学中渗透探究式教学,提倡调动学生的主动性,要求学生具备问题意识与解题意识,善于猜想与假设,在实验时制订好计划,从多方面搜集证据,认真地进行实验,根据实验结果进行反思与评价,与他人进行交流合作。探究式教学是一种重要的教学手段,是教师有效教学的重要组成部分,有助于提高学生的科学素养。
初中化学教材中存在许多可以进行探究式教学的化学实验,教师在教学过程中要善于引导,逐渐培养学生的探究精神。学生学习化学知识的主要途径是亲身经历探究的过程,主动学习。从初中化学教学的长期实践来看,化学实验的探究式教学最大的难点是让学生的学习从机械模仿转变为主动研究。要实现这一目标,就必须做到以下几点,让传统的化学教学理念和教学模式发生根本性的转变。
一、营造主动探究的氛围,引发学生的实验兴趣,增强化学实验的乐趣。
在以往的化学教学中,教师奋斗的最终目标和归宿是让学生掌握知识,忽视了对学生解题意识与能力的培养,让学生的知识浮于表面,不能有效提高化学素养。所以,教师应当不断更新教育理念,善于观察与发现,主动营造实验的氛围,激发学生的学习兴趣,引起学生的学习共鸣。“兴趣是最好的老师”,兴趣能有效地激发和调动学生的学习热情,引发学生的求知欲望,挖掘学生的学习潜能。学生在好奇心的驱动下能积极主动开展实验活动,在亲自动手的过程中体会到学习科学的乐趣和成就感,从而爱上做化学实验,不断开展主动探究活动。例如,在化学教材中有如下实验,教师可进行课堂演练:白纸现红字、魔棒酒精灯、手帕烧不坏等。这些小实验都贴近生活,与学生息息相关。教师在进行实验演示时,学生都充满了好奇心,兴趣高涨,想要一窥究竟。教师完成实验后,可适当挑选几个学生上台进行演练。每个学生都想上台尝试,亲自体会其中的奥秘,课堂的气氛自然活跃起来了。这样的探究式教学能充分调动学生的积极性,让学生感觉到化学实验是很有意思的,今后也会更加积极主动地进行实验,满足自己的好奇心和求知欲望,在主动探究的过程中学习化学知识,巩固对概念的理解。
二、让学生感受到化学无处不在,敢于创新。
在化学实验的探究式教学中,教师必须改进教学理念,不断创新教学手段。改变原来化学课堂枯燥乏味的状况,改善教学模式,让学生在自由宽松的环境中进行化学实验。教师不能束缚学生的学习活动,而应当将原先封闭的课堂改为开放自由的情境,不再死板地照搬教材知识。要打破课堂时间的约束,鼓励学生走出课堂,走出校园,走进生活,走进社会,探索化学,领悟科学。当然,教师应当给予学生充分的自由和宽松的环境,必要时给予一定的帮助与支持。通过相关的实践,学生会感受到化学无处不在,化学就在身边,知道化学实验不仅仅局限在实验室,只要勇于创新,敢于打破时间与地点的限制,往往就会有很大的惊喜。教学可以培养学生主动探究的精神,运用自己的能力解决问题,理解知识,巩固认识,提高素养。
三、创设化学情境,增强创新意识,培养学生的解题能力。
1.鼓励学生多提问题,大胆创新。要培养学生的创新意识与能力,最首要的环节就是学生问题意识的培养。无论课前课后,教师都要善于总结,创设和谐友好的课堂情境,营造生动愉悦的课堂气氛,不断引导学生发现问题,勇于提出质疑,认真思考问题,大胆解决问题。要让学生在轻松愉快的环境中培养问题意识,学会质疑和解疑。在这一过程中不断鼓励学生的大胆行为,发散学生的思维,培养学生的创新精神。
2.敢于改革教学模式,改进教学手段。学生对教师或书本的实验操作质疑,大胆提问,教师根据实际情况进行实验改革。刨根问底是创造的基础,是高素质人才必须具备的素养。教师要突破传统教学模式的束缚,在实践中检验真理,大胆革新教育方式。鼓励学生进行质疑,在新一轮的探究过程中活跃思维,培养其独特的思想品质,为学好化学奠定良好的思想基础。
3.在化学实验教学中,鼓励学生大胆推测。在实验要求上,除去必要的物品或步骤,可以抛弃其他条件的束缚,积极评价学生的大胆尝试与思考,减少实验的约束性。在实验过程中主动引导,事后要求学生对实验过程与结果进行必要的解释和分析,大胆推测多种可能性。要鼓励学生亲自动手、亲身体验、开动脑筋,最后大胆发表对自己实验的理解与认识。教师要充分肯定学生的实验过程,找出试验中的闪光点,对做出正确分析与解释的学生及时夸奖,得出实验成绩。这样,学生必然有强烈的兴趣大胆实验,推测各种可能性,从而增强创新意识与能力。
综上所述,在化学教学中的探究性实验教学,能够有效地培养学生的探究意识,提高学生的实践能力。要完善化学科学探究内容的教学,实现化学教学的目标,教师就必须身体力行,引导学生亲自体验实验过程,亲身经历多种形式的探究活动。在教学活动中,教师要及时把握时机,强调重点,创造良好的条件尽可能多地开展探究教学活动,充分发挥学生的潜能。
在实验教学中,教师要注重学生对创新意识与实践能力的培养,努力实现化学教学的目标,提高学生的化学素养,提高综合素质,为祖国的未来培养一代又一代高素质的人才。
二、理论联系实际,重视实验探究问题的效果
化学实验是辅助初中化学教学的重要手段。实验能增强学生的实践动手能力,培养学生的科学探究精神,有利于清楚准确地认识初中化学知识,为以后化学的学习打下牢固的基础。生活、生产、制造等之中处处可以见到化学的影子,实际的化学知识是学生所热爱的,尤其是和生活紧密相关的化学问题。例如,在学习碳酸钙的知识时,可以联想到水垢能够用酸去除,那么碳酸钙是否也能用酸去除呢,此时产生的气泡是什么气体呢?在食品中为何放置生石灰做成的食品干燥剂呢?亚硝酸盐为什么有害身体呢?假酒的成分是什么,为何能以假乱真呢?这些无一不体现出生活和化学的紧密联系。教师需要利用课本中没有的生活实际来激发学生的思考,让他们从理论的高度中脱离出来,立足于生活实际的探究中,在教师的牵线搭桥下,将实际和课本知识有机结合起来,在有趣的前提下,激发学生的求知欲,寻求科学的探究方式,透过生活看透化学知识的本质,促进学生对化学知识的理解和掌握。
三、开展合作交流,深化实验探究问题的结论
一个人的力量毕竟是有限的,你会不可避免地钻进死胡同和思想误区。这时若有人帮助你,开导你,将你从黑暗的深渊带入彼岸的光明,你将云开雾散,思想和知识则会更上一层楼。在实验教学中,教师只是引导者,不能过分依赖教师的讲解解决问题,而要通过同学之间相互的帮助,阐述自己的观点,交流彼此之间的思想和知识,同时指出互相的不足,指正歪曲的方向,在探究过程中,这样能获得接近真理的答案。例如,在教学中,教师在根据课文内容提出问题时,学生可以先独自思考问题的答案,接着通过小组的讨论,广开言路,取其精华去其糟粕,完善自己的思路和想法,得出趋近正确的答案。当然,在讨论中,难免存在异议,但是可以就此异议,继续进行讨论和辨析,用各种方法佐证自己内心的想法,深化探究的力度,最终经过一系列的努力和探索,得出一致意见,在合作交流中深化探索的结论。
抓好实验教学是解决好教师"如何教"、学生"如何学"是关键问题。化学是以实验为基础的自然科学,实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段,是培养学生的科学兴趣、科学态度、提高学生科学能力的重要途径。运用化学实验,通过一系列有效的方法和手段,能够较好地发展学生的智能。
一、围绕实验的"三大原理"引导学生展开思维活动
化学实验理论的主体内容,可概括为实验原理;装置原理;操作原理。教师应当在具体的化学实验教学过程中,引导学生围绕对上述"三大原理"的探索、理解和辨析,自始至终渗透着思维训练活动。
首先,是实验原理的思维训练。"实验原理"即反应原理,指的是每个具体的化学实验,反映了或说明了或推断了什么样的物质发生何种变化的理论。可以围绕如下的角度引发学生思考:1.变化实质──什么化学物质(有时还应进一步分析为什么要选用这些物质)?2.定量关系──反应物之间采用怎样的物质的量(或质量、或体积、或微粒数目)的关系?为什么要采取此种定量或过量关系?3.反应条件──实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件?为何要选择这样的条件?(1)仪器选用──根据实验原理,对特定的反应物或生成物,应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲(安全)的仪器?为何选用这些仪器更适宜?(2)配套组合──根据实验需要,选用的仪器之间,大小、规格应怎样协调、搭配?如若不这样组合会出现什么弊端?能否作某种调换或代用?(3)连接顺序──为达到良好效果,选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序和安装与拆除的先后顺序?为什么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不良后果?
二、引导学生设计实验,培养创新能力
学生设计实验只是教材提出实验课题,而实验原理的运用、实验方法的采用、实验材料的选择准备、实验步骤的安排则由学生自己独立完成的一种模式。为了使实验课上得更生动精彩,我认为学生自己动手、动脑来设计实验,整个实验过程由学生来操作控制,不仅培养学生独立思考、独立解决问题的能力,而且为学生提供了更多的创新空间。正如著名的教育家陶行知先生曾经说过"动手动脑、心灵手巧"。例如:在了解燃烧的条件后,可设计实验验证可燃物燃烧受哪些因素影响及燃烧的剧烈程度与什么因素有关。在学习了"铁生锈的条件后"后,可设计防止金属锈蚀的实验方案。利用书本知识结合实际,可设计实验检测附近的河水污染及空气污染情况等,在实验条件许可的情况下,都可让他们去试一试。学生自己设计实验和按书用做的感觉和效果是不太一样的,通过这些过程,既能培养他们独立且科学地思考问题的能力,又能培养他们观察、实验、思维、自学等能力,从而提高学生的科学素质。
三、养成细心观察的习惯,为创造性思维夯实基础
化学与我们的生活息息相关,各种与化学有关的现象随处可见。用砖砌墙和贴瓷砖时,先要将砖和瓷砖用水湿润;新买的铝锅,烧过自来水后有黑色斑点;经常雷雨交加的地方禾苗长得很茂盛,这些奇妙的现象激起学生的好奇心后,就能促使他们去学习掌握水泥、铝和氮气的性质。
我们也会遇到一些奇特的实验现象。例如:一铝制的盛饮料的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入适量NaOH溶液,立即用胶布将罐口密封,反应一段时间后可能会出现什么现象呢?首先,易拉罐"内凹变瘪",接着"瘪了的罐重新又鼓起来"。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发,即分析物质发生变化时,只从加入的物质来考虑,只分析NaOH溶液与CO2的反应,就能得出易拉罐"内凹变瘪"的现象。为什么会出现后面的现象呢?深入思考,不难得出这是因为容器本身"铝"与氢氧化钠溶液也会发生反应。对这些现象的好奇,能使学生的情绪亢奋、激动,从而在白热化的思维之中,迸发出创新的火花。
四、应该重视化学家庭小实验
化学家庭小实验是中学化学实验的重要组成部分,同时也是化学课堂教学的一种有效补充和延伸。有一些中考试卷的综合实验题里就包含有家庭小实验的部分内容。初中化学九年级教材中就编入家庭小实验10多个,在整个实验内容中占有相当大的比重。但是,由于多种原因,不少教师未能充分重视家庭小实验的教学,所以影响了学生对知识的掌握以及学生能力和素质的提高。因此必须重视化学家庭小实验。当然,首先应该注重有关的安全教育,并最好得到家长的同意和帮助。
㈠家庭小实验有利于培养学生的独立工作能力
由于家庭小实验是在课堂之外进行的,所以实验方案设计、实验器材使用、实验对象管理、实验现象观察和实验结果分析、整理等环节均由学生独立完成,实验过程中遇到的各种问题也需要学生独立解决,所以与课堂实验相比,家庭小实验更能发挥学生在学习活动中的主观能动性,更有利于培养学生的独立工作能力。
㈡家庭小实验有利于培养学生的实验能力
家庭小实验由于受时间、空间、人数、器材等的限制,学生的观察、分析和动手操作机会大为减少,而家庭小实验大多在野外或学生家庭中进行,或者天地较为广阔,或者参与实验人数较少,再加上实验延续时间较长,所用器材一般简便易得或者容易自制,这就大大增加了学生的观察、分析及动手操作的机会,有利于培养学生的实验能力。
㈢家庭小实验有利于培养学生的创造能力
许多家庭小实验均为探索性实验,如初中化学九年级(上)中的"自制简易净水器""调查家庭用水情况""调查空气质量"等。这些实验需时较长,无法在课堂实验中完成,所以安排为家庭小实验。学生在这样的实验中通过动手操作、管理,亲自观察、记录,并且动脑筋去比较、分析和思考,不仅获取了新的知识,而且学会了探求新知识的方法。久而久之,学生便逐步养成了进行科学研究的初步能力和创造能力。
总之,化学是一门自然科学的学科,在探索物质的性质和反应规律中,必须运用多种方法来进行实验教学。除常规的教学手段外,作为有进取的教师要有创新的思维,来探索化学实验教学。