化学新课改下学生探究能力的培养

化学课程中的科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,初步形成科学探究能力。在化学教学中提倡科学探究,必须改变学生被动的、机械的化学学习方式,打破现有的以知识为中心的内容体系,强化学生过程体验,丰富学习情景。因此在化学教学中,教师应通过各种途径,注重对学生探究能力的培养,以期达到在化学课堂中发展学生的综合智能和全面落实素质教育这一目标。

一、创设问题情境,激发学生的探究动机

爱因斯坦曾说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”如果把学生的大脑比作一泓平静的池水,那么富有针对性和启发性的问题情境就像投入池水中的一粒石子,可以激起学生思维的浪花,启迪学生的心扉,开拓学生的思维,使他们处于思维的最佳状态。在教学过程中,教师无论是在教学的整个过程中,还是在教学过程中的某些微观环节,都应根据教学需要从不同的角度、层次和要求提出问题,揭示事物的矛盾或引起主体内心的冲突,打破主体已有的认知结构的平衡状态,从而唤起思维,使学生进入问题探索者的角色,参与到探究活动之中。

1.通过结构模型创设问题情境

在教学中,以具体直观的模型引入,扣住学生的心弦,立疑激趣,促使学生情绪高涨,以积极主动的心态、饱满的热情投入到学习中。例如,在讲必修二同分异构现象时,我们可以展示正丁烷与异丁烷的结构模型,引导学生观察思考:1)正丁烷中黑色球代表碳,红色的球代表氢,各有几个?2)异丁烷中黑色球代表碳,红色的球代表氢,各有几个?3)它们的分子式是什么?4)它们有哪些异同点呢?然后我们还可以继续延伸,让学生自己用小球摆出乙醇与乙醚结构,从而归纳出同分异构现象与同分异构体,这样设计不仅能使学生的兴趣大增,而且能大大激发学生积极探究的动机,有助于知识的掌握。

2.利用多媒体技术创设问题情境

教师可利用多媒体计算机适时呈现适当内容的形象材料,给学生多种刺激,让学生边听边看边思考,充分调动多种感官来认识理解化学表象和本质。例如在学习反应热与键能之间关系的时候,我们即使做实验也不可能让学生从微观的角度观察到旧键断裂吸收能量新键形成放出能量这一过程。这时我们就可以运用多媒体把氮气、氢气、氨气分子放大到可以观测到的粒子,用图像、声音、文字等动态效果演示整个过程,使学生清晰地看见氮气与氢气分子如何吸收能量发生价键断裂变成原子的,然后又如何形成新键放出能量这一变化成氨气分子的过程,激发他们的探究兴趣。

3.联系社会与生活创设问题情境

现实生活中处处有化学现象和问题,对这些问题进行探究,培养学生发现问题、思考问题、解决问题的习惯,从而使化学知识转变为解决实际问题的能力,这对提高学生的科学素养和科学意识至关重要。如在讲氯气的性质和用途时,我是这样引入新课的:自来水厂用氯气消毒,日常生活中用漂白液、漂白粉、漂粉精等消毒,其中起到漂白和杀菌作用的物质及其原理是什么呢?这节课我们就来进行探究。以学生熟悉的日常生活经验来创设情景,引导学生独立地发现和提出问题,对于学生科学探究能力的发展是很有意义的。

二、实施探索性实验教学,培养学生的探究能力

“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”。传统的教学模式,学生只是一味地接受教师灌输的大量权威性事实和结论,而对这些事实和结论的产生与发展并不大了解。探索性实验教学主张让学生通过自主地参与知识获得的过程,掌握科学研究必须具备的科学方法,探究性地获得科学概念,并逐步形成探究能力和科学态度。

1.探索性实验的教学模式

从学生的认知规律出发,探索性实验的教学模式可概括为下图:

2.探索性实验教学的实践

现有教材中有很多验证性实验,在教学中,教师可将其设计为探索性实验,激发学生的好奇心和求知欲,促使学生主动探索解决问题的正确途径,让学生成为新知识的探索者和发现者,体验探究过程中的乐趣。

例如,“金属钠的性质与应用”一节的教学就可设计为探索性实验教学。

提出问题:展示钠,由学生自主提出问题:(1)钠为什么要保存在煤油里呢?(2)如果把纯净的钠放在空气中有什么变化呢?(3)若在石棉网上加热又有什么变化呢?(4)钠应该属于活泼金属,那它遇到水有什么现象?是不是会剧烈反应?又会生成什么呢?

作出假设:学生依据日常已有的化学知识,提出以下可能假设:(1)钠性质活泼,易与氧气反应变质;(2)钠空气中变质与加热变质是一样的化学反应结果;(3)钠应该沉到水底与水会剧烈反应。

实验探究:分组,由学生讨论后,设计实验方案验证假设。

例:分组设计以下方案:(1)取一块用滤纸吸干煤油的钠切去它的一端表层,观察它的颜色,然后与露置在空气中一段时间的钠进行比较;(2)将一块钠放在石棉网上加热,观察它的现象,再与上一块在空气中的钠相比颜色;(3)在一只盛水的烧杯中滴几滴酚酞溶液,然后将一块钠投入烧杯观察现象。

实验现象:(1)钠在空气中的变质产物是白色的。(2)钠加热产物是淡黄色。(3)钠放进有酚酞的水溶液会有如下现象:①钠浮在水面上而不沉到底部;②钠迅速融成小球;③钠会在水面上四处游动;④最后溶液变成红色。

得出结论:(1)钠特别活泼,所以用煤油隔绝空气。(2)钠在空气中的变质产物与加热产物不是同一物质前是氧化钠,后是过氧化钠。(3)钠放进水中结论:①钠密度小于水。②熔点低。③遇到水会发生剧烈反应,生成氢氧化钠与氢气,所以剩余的钠应该放回原处而不是丢在废液缸。

知识延伸:如果我们将钠放入硫酸铜溶液又会有哪些现象呢?其中又发生了哪些反应呢?

三、运用情感教育和渗透科学方法的教育,培养学生的探究能力

设计师生、生生共同探究的教学环境时,教师应重视师生交往中的情感因素,以自己对学生的浓厚情感去引发学生积极的情感反应,促使师生情感交融,以发展和谐的师生关系和学生与学生之间的愉快合作关系。在教学过程中,教师要营造融洽、宽松、平等、合作的探究氛围,激发学生学习化学的浓厚兴趣,使学生乐于探究。只有教师在教学中注重情感教育,才能使探究学习成为可能。如学生整日精神高度紧张,处于惧怕老师、厌恶老师等环境下,何以谈学习?更不用说进行较高层次的探究学习。

科学探究是一种重要的学习方式,也是教育阶段的化学课程的重要内容,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。积极开展科学探究活动,对于改变学生的学习方式和教师的教学模式具有重要意义。通过科学探究,学生可以在获得化学知识和技能的同时受到科学方法的训练,体验探究的乐趣,形成和发展探究能力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验).人民教育出版社,2003,4.

[2]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书化学①(必修).江苏教育出版社,2008.6.

[3]秦永霞.让课堂成为科学探究的舞台.中学化学教学参考,2004,(4).

[4]梁正.探索性实验教学.中学化学教学参考,2001.10:27-30.

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