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例談初中化學教學中實驗探究活動的設計與實施

發布時間:2019-07-08所屬分類:教育論文瀏覽:1

摘要:實驗探究活動對于啟迪學生的科學思維、提高學生的科學素養有著重要作用。在探究活動的設計上,教師需要找準時機,在學生難以理解之處、意見不統一之處、實驗有異常現象之處、實驗失敗之處、實驗現象不明顯之處、教材可以延伸拓展之處設計探究活動,增

  摘要:實驗探究活動對于啟迪學生的科學思維、提高學生的科學素養有著重要作用。在探究活動的設計上,教師需要找準時機,在學生難以理解之處、意見不統一之處、實驗有異常現象之處、實驗失敗之處、實驗現象不明顯之處、教材可以延伸拓展之處設計探究活動,增強學生主動學習的意識。在實施過程中教師要根據學生學習狀況對預設進行調整,尊重學生的主體地位,給予學生自主探究、自主活動的權利。

  關鍵詞:化學教學;實驗探究;活動設計與實施

化學教育

  實驗探究活動旨在通過具體的實驗活動,激發學生學習化學的好奇心,使學生體驗科學探究過程;引導學生認識物質世界的變化規律,形成化學的基本觀念;啟迪學生的科學思維,培養學生的實踐能力和科學探究能力[1]。實驗探究活動的實施有助于學生更好地理解科學的本質,對于提高學生的科學素養有著不可替代的作用。

  一、實驗探究活動的設計

  1.實驗探究活動的設計原則[2]

  (1)目的性原則每個探究活動的設計都要有明確的目標,這樣探究才有正確的方向,實驗的設計才有意義、有價值,才能避免活動的隨意性帶來的低效。(2)科學性原則實驗設計必須實事求是,符合科學道理。具體而言科學性是指實驗原理科學、實驗方法科學、操作程序科學,研究過程上與化學科學研究過程具有一致性。

  (3)問題性原則探究活動的設計應該堅持問題導向,通過探究活動的進行,讓學生自己親自經歷問題的解決,從而更好地完成知識的學習,鍛煉學生的動手能力。(4)探究性原則實驗內容要具備探究性,要有一定的思維含量,學生通過自主合作式的探究得出相應的結論,變被動接受為主動探究,真正從教師的教走向學生的學。(5)趣味性原則增加實驗的趣味性,迎合學生學習的興趣所在,同時還要注意緊密結合生活實際,從而使學生更為積極地參與到實驗探究活動中。

  2.實驗探究活動的設計切入點[3]

  (1)在學生難以理解之處進行探究例如在“化學反應中的質量關系”這一節,教師可以預先給學生提供豐富多樣的藥品和儀器,如氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液,石灰石、稀鹽酸、白磷等藥品以及燒杯、錐形瓶、廣口瓶、試管、塞子、玻璃管、玻璃棒、膠頭滴管、針筒、氣球、電子天平等儀器,由學生經過四人小組討論,設計出裝置并進行實驗,然后再全班匯報展示。這樣不同裝置的優缺點都可以在學生方案的討論中生成。

  (2)在學生意見不統一之處進行探究例如關于量筒正確讀數的片段教學。教師先讓學生嘗試量取10mL水,由于學生在量筒里看到了兩層液面,不知道該讀取哪一層,學生爭執不斷。趁此教師給出了凹液面的畫圖和概念。然后再讓學生站立或下蹲看最低的液面,學生驚奇地發現液面的高度在發生變化。教師追問學生真實的液面是否變化,變化的是什么,如何讀數才準確。學生自然而然得出了正確的讀數方式,并再次通過站立或下蹲讀數得出俯視或仰視讀數導致的誤差。通過一個簡單的學生活動的設計,把一個抽象的概念變成了一個直觀的現象,便于學生理解。

  (3)在實驗過程中有異常現象之處進行探究例如進行鋁和酸的反應時,雖然經過打磨,但是氣泡仍比較慢,與書上給出的金屬活動性順序矛盾,而且不同組同學的現象間還有差異,可以就此提出問題引發學生思考。學生會有不同的猜測:可能有的組打磨得較認真,氧化膜去除得較徹底,所以速度快;有的同學會詢問老師實驗室的酸是不是同一批配制的,濃度是否有差別;細心的同學還會注意到有的桌上是稀硫酸,有的是稀鹽酸,酸的種類有沒有影響。學生有了不同的猜測后,就可以讓他們設計方案進而動手實驗去驗證自己的猜想是否正確。這個過程中學生不但對實驗探究活動的流程有了更深的印象,也增強了質疑、實事求是的精神。

  (4)在教師或者學生實驗失敗之處進行探究例如實驗室制二氧化碳時不能用濃鹽酸的片段教學。教師可以設計如下的實驗探究活動:將濃鹽酸與石灰石反應生成的二氧化碳通入澄清石灰水進行檢驗,觀察到澄清石灰水不變渾濁,學生尋找實驗失敗的原因。

  學生可能會有不同的猜測:(1)石灰水變質了。(2)通入的二氧化碳有問題,含其他雜質氣體等。關于第一個猜測,教師預設的實驗方案是讓學生直接往澄清石灰水中吹氣。關于第二個猜測,教師預設的實驗方案是直接打開濃鹽酸的試劑瓶塞,學生觀察到白霧;把濃鹽酸與石灰石反應生成的二氧化碳氣體通入蒸餾水中,滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察到白色沉淀。但在課堂上教師不給出方案,而是鼓勵學生針對自己的猜想設計方案并動手實驗。

  (5)在實驗現象不明顯之處進行探究

  例如由火燒圓明園圖片引出煅燒石灰石后,有這樣兩個值得探究的問題:(1)反應的條件:加熱還是高溫。(2)反應前后都是塊狀固體,如何證明反應發生。對于問題(1),引導學生設計對比實驗。對于問題(2),從漢白玉建筑坍塌猜測反應之后的產物硬度發生了變化,讓學生設計實驗證明。得知產物后,還可以讓學生根據已知的碳酸鈣和氧化鈣性質的不同來檢驗氧化鈣的存在,從而證明反應發生。

  (6)在教材可以延伸拓展之處指導學生進行探究

  例如在“金屬的銹蝕和防護”一課中,上課的流程:①引入新課:展示暖寶寶中的黑色固體,學生猜測成分。通過數字化實驗中的溫度傳感器和氧氣濃度傳感器測得黑色固體露置于空氣中的溫度、氧氣濃度變化情況再次引導學生猜測黑色固體的成分。②鐵生銹的條件的探究:根據查閱資料猜想鐵銹蝕的條件,設計實驗方案印證猜想,根據視頻分析得出結論。

  在繼續探究金屬銹蝕的條件之后,用濕度傳感器測得濕度變化情況,引導學生質疑,并通過曖寶寶成分去討論、分析。③影響鐵生銹的因素的探究:利用曖寶寶成分說明過渡到影響銹蝕的因素,學生按科學探究的一般步驟繼續探究。④閱讀課本,思考回答“銹吃鐵”其中的道理。本節課的活動設計中,既有教師演示實驗,也有學生的分組實驗;既有傳統實驗、也有數字化實驗;既有小組合作學習,也有學生的自主閱讀;既有獨立思考,也有交流討論;既解決了“什么是”、“怎么樣”的問題,也解決了“做什么”、“怎么做”的問題。

  二、實驗探究活動的實施

  新課程提倡教師有效的課堂教學行為表現在以下幾個方面:教學關系上強調“引導與尊重”;師生關系上強調“尊重與贊賞”;問題刺激上強調“創境與設疑”;學習評價上強調“發展與開放”;對待自我上強調“反思與改進”。結合以上理論,教師在化學實驗探究活動中,應努力創設真實有效的情境,設置恰當合理的問題,激發學生的好奇心;應幫助和引導學生設計探究活動,提高學生的實驗能力。因此設計探究性實驗時,先要降低難度,先小實驗后大實驗,先易后難,先簡單后復雜。先讓學生探究出每個小實驗的實驗方法,得出每個實驗的結論,掌握一定的基礎知識和基本技能,最后通過總結、歸納整理得出完整的實驗方法[4]。

  學生是探究活動的主體,學生在獨立自主學習的前提下,根據內容選擇不同的活動方式,如獨立思考、小組討論、代表交流、分組實驗、練習反饋等。小組合作探究是科學探究的基本組織形式,每個學生在合作探究的過程中都要分配好合作探究的任務,用相應的探究任務來驅動學生積極地參與到合作探究中來[5]。鼓勵每個組員積極參與活動,務必讓每個人都對小組的整體表現成功與否負有相關的責任。

  為了完成科學探究活動,小組成員之間必須學會彼此尊重和信任,互相幫助和支持,使同組成員建立一種融洽的伙伴關系。科學探究是以更高的要求去培養學生的合作精神和人際交往能力,同時也提供了很多鍛煉的機會。教和學是一個互動的過程,教師課前預先設計的探究活動如果成為了教學的劇本,整個教學過程就成了“演戲”,學生便成為提線木偶。蘇霍姆林斯基說過:“教育的技巧并不在于能預見到課堂的所有細節,而在于根據當時的具體情況,巧妙地在學生不知不覺中作出相應的變動。”

  可見課前設計的探究活動只能是預設,而在實際的操作過程中應該隨著學生學習狀況進行有針對性的調整,應尊重和贊賞學生的創意,培養學生的創造思維,應及時地反思和改進探究活動。老師不能捆綁學生手腳,要盡可能給學生自主探究、自主活動的權利。這樣才能讓學生始終處于對知識的渴求狀態,才能有精彩環節的出現,才能發揮實驗探究對學生思維能力提升與發展的突出作用,真正發揮實驗探究對化學的意義!

  參考文獻

  [1]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準(2011年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2012:1

  [2]左勇.初中化學探究性實驗的設計與教學研究[D].濟南:山東師范大學,2007

  [3]敬玉華.初中化學實驗探究性學習活動的組織與引導策略研究[D].長春:東北師范大學,2006

  [4]劉煥春.例談中學化學活動與探究性實驗設計[J].中小學實驗與裝備,2005(6):22-23

  [5]曹玉民.開放性化學實驗探究教學設計的幾個問題[J].化學教育,2006(3):50-51

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