谢雪萍(萍乡市武功山职业中等专业学校大安校区江西萍乡337000)
【摘要】在中学化学教学中,充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能,引导学生通过化学实验去发现和探究解决问题的方法。
【关键词】探究;想象实验;科学素养
化学是一门以实验为基础的自然科学、实验教学能为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实,它具有目的性、探索性、现实性和易感知性。化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式,它可以帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论,获得化学知识,培养科学素质。在中学化学实验教学中,充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能,对于改变学生的学习方法,形成终身学习的能力具有重要的意义,本文拟对在化学实验中进行研究性学习可行性的有关问题作初步探讨。
1.化学实验是探究性学习的一种重要途径
探究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境,化学实验的功能和探究性学习的特征决定了化学实验必然是探究性学习的重要途径。通过实验教学,不仅可以使学生学习系统的化学知识,还能掌握科学的认识方法。
1.1培养“点-线—网”的学习方法;化学科学的形成和发展,都以实验为基础,化学教学中的实验为学生正确认识物质本质及变化规律提供实验事实,并通过这些事实把学到的一个个知识点分类串连成线,进而构成网状知识体系。
1.2掌握认识的方法;实验教学是一种重要的感性认识方法,在教学中实验可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是对化学假设进行检验一种实验,它是在提出问题的基础上进行验证的一种实验。主要是通过“问题—化学假说—实验验证—结论—应用”的过程完成。探索性实验,是学生在实验和观察的基础上通过科学抽象来获得结论的一种实验,主要通过“问题—实验事实—科学抽象—结论—应用”这一过程体现。
2.化学实验作为探究性学习途径的教学策略
在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行探究性学习,要充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能,发挥化学实验在控究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发探究性实验,引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法,在化学实验中培养学生的科学素质,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。本人在教学实践中实验教学想像模式方面略有一得之见,在此提出来供大家参考。这里所说的“想象实验”,不是无本之木,不是取缔学生实验和演示实验,也不是改学生实验和演示实验为教师讲学生听,而是建立一定基础实验之上的“想像”实验。那么教师应当如何指导学生进行“想象实验”呢?
2.1指导学生想象实验结果;某些实验,特别是某些增补实验,只要是学生利用所学知识能进行推测想象的,乃至是学生利用现有智力能进行创造想象的,都可先由学生想象其结果,再由教师(或学生)进行实验验证;现条件下,无法进行实验验证的,可由教师讲解点评。实践证明,这样做的教学效果比直接由实验得出结论的教学效果好得多。如教学“烯烃化学性质”时,为消除学生由特殊到一般认识过程中的疑惑,可增补实验证明丙烯能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色等。其实施过程,就可采用提出问题、设计实验,先讨论实验结果,再进行实验验证的方法。指导学生想象实验结果,不仅有利于学生想象能力的提高,而且有利于学生直觉思维的发展。
2.2引导学生设计实验;教学中,指导学生搞好实验设计,启发学生画好实验装置图,完成相应的题目要求等,可使学生创造想象能力得到锻炼和提高。如做完“钠和已乙醇的反应”实验,可提出如下问题:钠取代了羟基上的氢原子还是碳原子的氢原子?如何设计实验予以证明?由于教学时间的短暂以及还有其它教学任务尚需完成,因而此实验只好使学生通过想像而完成。这样,既要求学生能画出相应的实验装置图或其草图,还要求学生必须明确取定量的乙醇与过量的钠反应并准确测定生成的氢气的体积,尔后经过计算才能确定。
2.3引导学生改进实验;实验改进本身就是在想象的基础上进行的一种创造。平时,教师要注意积累他人成功的实验改进成果。教学中,可鼓励学生奇思妙想,大胆创造;可引导启发学生使其思维想象向已有实验改进成果靠近;也可向学生展示已有实验改进成果,组织学生先进行实验想象,再进行实验验证。
2.4指导学生做实验习题;实验习题要求学生能灵活运用已学知识解决实际问题,达到巩固知识、培养能力的目的。学生在具备扎实的基本功、一定的实验表象储备和丰富的想象力能力的基础上,不难单独拟定出实验方案,报经教师审查。实验方案不要作统一规定,只要实验设备允许且实验无多大危险性,应尽量按学生设计方案提供仪器、药品和适当的指导帮助;即使个别步骤繁杂,现象不明显,甚至是不可行的方案,也可以让学生试一试,使他们从中总结经验、汲取教训,提高认识。
2.5鼓励学生大胆想象;教学过程中,教师可营造想象实验情境,鼓励学生大胆想象、大胆创造。如教学“分子”一节,可拿出事先准备好的香水在讲台上喷几下,一会儿教室内便清香扑鼻。“这一现象如何解释呢?”对尚未认识微观世界,不知分子为何物的学生来说,确实很难理解。但教师只要鼓励学生敢于大胆想象、大胆假设,并给予正确引导,学生从“粒子”和“粒子运动”的角度还是能作出解释的。无疑,这会使学生的创造性想象能力得到锻炼和提高。
3.通过化学实验进行探究性学习应注意的问题
3.1引导学生通过多种途经进行探究性学习;化学实验是探究性学习的重要途经,但并非是唯一的途径。有些内容用探究性学习并不一定需要通过化学实验来进行,特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此。
3.2营造良好的探究性学习的氛围;学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望,学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。在通过化学实验进行探究性学习过程中,鼓励学生大胆地提出实验方案,即使是在对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案,也要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。
3.3教师应该注意在化学实验中培养学生的科学素质;化学实验是一种重要的科学活动,可以把观察、实验控制、收集事实、分析和统计结果等科学方法融于一体。在实验中应引导学生逐步掌握科学研究方法。通过化学实验还可以培养学生实事求是、严谨求实的科学精神,一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风,这些是探究性学习的必要条件,也是学生在未来社会全面发展所必需的基本素质。
综上所述,我认为:在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行探究性学习,要充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能,发挥化学实验在探究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发探究性实验,引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法,在化学实验中培养学生的科学素质,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。在探究性学习中,学生针对提出的问题,经过多渠道的收集信息和深入的思考,将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证,是学生进行化学探究性学习的化学实验,要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案,因为来源于生产生活实际的实验探究性强,能极大程度的调动学生探究的主动性,使学生产生强烈的探究欲望。如钢铁的腐蚀和防护、燃烧和灭火、金属的活动顺序、气体和固体物质在水中的溶解等都可以设计很好的探究性实验。