【摘 要】科學探究是義務教育化學新課程的重要內(nèi)容,也是重要的學習方式。在教學實踐中我們要積極設計探究實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新能力;注重主體參與,增加學生動手實驗的機會;樹立全新的課程資源觀,主動開發(fā)和創(chuàng)新探究性實驗;培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。
【關鍵詞】初中化學 實驗探究能力 創(chuàng)新思維
初中化學實驗是培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,激發(fā)學生學習興趣及求知欲的重要內(nèi)容。義務教育化學課程中的科學探究,是指學生積極主動地獲取化學知識,認識和解決化學問題的實踐活動。它創(chuàng)設一種類似于科學探究的情境,提出問題,作出假設與猜想,通過實驗獲取信息,得出結(jié)論。那么,怎樣在現(xiàn)有的條件下培養(yǎng)學生的實驗探究能力呢?
一、重視實驗基本操作能力的培養(yǎng)
從現(xiàn)代化學教育理論來看,學生的實驗能力包括:(1)準確操作實驗儀器的能力;(2)按實驗步驟進行實驗的能力;(3)科學選擇儀器、試劑和實驗條件的能力;(4)正確觀察、測量、分析和判斷的實驗能力;(5)對實驗方案進行選擇、組合和自我修改的實驗設計能力;(6)正確處理數(shù)據(jù)、表達結(jié)果及對結(jié)果進行自我評價的能力。其中,準確操作儀器的能力是這6種能力的基礎。所以,在教學設計中,要把訓練學生基本操作能力放在教學設計的首位。
實踐證明,一些較簡單的實驗,在教師的指導下,讓學生動手去做,除了可增加他們的操作機會以外,還可起到以下兩個作用:(1)糾正學生認為是無所謂或易被忽視的常規(guī)操作(如試劑的取用,取量的多少,試管夾持,一般加熱,等等);(2)在實驗過程中,恰當?shù)靥岢鰡栴},讓學生在解決問題的過程中,使所學的知識更加系統(tǒng)化和深刻化,提高學生的觀察、分析和解決問題的能力及實驗操作技能。
二、設計探究實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
現(xiàn)行修訂的初中化學新教材共有57個演示和學生實驗、28個探究實驗、11個家庭小實驗,其中80%的實驗能由學生自己動手完成,50%的實驗需通過探究完成。
學生最感興趣的是那些有所了解但又并非完全理解且能夠引起思考的知識,而現(xiàn)行教材中的實驗大多講明實驗操作過程及實驗結(jié)果的特點,有些實驗還是教師演示過的,學生極易感到枯燥乏味,失去學習興趣。此外,實驗課大都是“填鴨式”的,即教師與教材設計好了一切,學生只管“照方抓藥”,根本談不上獨立思考。若能設立一些內(nèi)容不確定、無現(xiàn)成教材、學生有充分自由來組織和發(fā)揮的實驗,并在考核中注意衡量學生實驗設計的邏輯性和創(chuàng)造性、實驗總結(jié)與討論中的知識性和探索性,以及表達方式的科學性,則有利于激發(fā)學生的學習興趣?!拔衣犨^了,就忘記了;我看過了,就知道了;我做過了,就記住了?!?/p>
1.選題。
培養(yǎng)學生實驗能力的最終目標是使學生具有獨立的實驗設計能力,并具有一定的探索能力。怎樣通過實驗提高學生的實驗探究能力呢?筆者在理論和實驗的結(jié)合點上找突破口,精心選題,以提高學生的實驗能力。在實驗試題的選擇中遵循以下原則:(1)選題要淺。初期的實驗設計題一定要淺,要立足于中學階段的基礎知識。(2)選題要巧。所謂“巧”,主要是指組編實驗設計題時,注意把多方面的知識巧妙地組合起來訓練學生。(3)選題要新。所謂“新”,指的是實驗設計題要新穎,要注意把生產(chǎn)、生活中的一些新知識、新常識引入試題。(4)選題要活。所謂“活”,主要是指選題要源于基礎,高于基礎。
2.形成實驗方案。
在實驗設計中,學生可能會提出多種方案,有的是錯誤的,有的則是有道理或是完全正確的。要認真批閱每一份實驗設計方案,對好的方案特別是有創(chuàng)新點的方案進行表揚和獎勵。鼓勵學生創(chuàng)新,調(diào)動學生的創(chuàng)新積極性和主動性。讓學生把自己的實驗方案報告出來,與大家一起交流討論,優(yōu)化出最佳方案。如在用紅磷測定空氣成分實驗時,學生發(fā)現(xiàn)實驗出現(xiàn)的誤差較大,他們通過不斷改進,先將塞子塞緊,然后在瓶外用放大鏡聚光點火,既保證了實驗的準確性,又防止瓶外燃燒紅磷污染空氣。
3.動手實驗。
動手實驗是一個很重要的過程,教師要充分發(fā)揮主導作用。首先,要讓學生做好實驗前的準備工作,比如檢查儀器是否齊全,有無破損;檢查裝置氣密性是否完好;檢查藥品等。其次,強調(diào)學生在實驗過程中要認真觀察,并做好實驗記錄。同時,要加強巡視指導,及時指出學生操作中的錯誤,讓學生安全有效地完成實驗。
4.分析實驗現(xiàn)象并撰寫實驗報告。
寫實驗報告是實驗的重要組成部分,是分析問題解決問題的過程,也是綜合運用知識的過程。寫好實驗報告的關鍵是要在實驗過程中認真觀察,并實事求是地做好記錄,對產(chǎn)生的現(xiàn)象進行分析總結(jié)。
實驗報告的內(nèi)容包括:提出問題、作出猜想、實驗裝置圖、實驗步驟、實驗現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結(jié)論、我的收獲。“現(xiàn)象分析”這一步至關重要,學生通過分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,便能進行歸納總結(jié),將知識點進行由表及里、由此及彼、去粗存精、去偽存真的改造,并形成知識體系,實現(xiàn)知識之間的“互聯(lián)網(wǎng)絡”,使學生在運用知識的過程中信手拈來,達到舉一反三的效果,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
筆者在講述質(zhì)量守恒定律時精心編擬了幾個實驗。
【例1】磷與氧氣反應前后質(zhì)量守恒嗎?請同學們作出猜想,并設計一個實驗方案證明你的猜想。
【例2】石灰石與稀鹽酸反應前后質(zhì)量守恒嗎?請同學們作出猜想,并設計一個實驗方案證明你的猜想。
【分析】上面兩道題的理論基礎是:化學反應前后,參加反應的物質(zhì)的總質(zhì)量等于反應后生成的各物質(zhì)的總質(zhì)量。即只要是化學反應,都遵循質(zhì)量守恒定律。要用實驗證明質(zhì)量守恒定律,就要使反應在密閉容器中進行。學生們知道這些原理,所以在設計實驗時,都能把反應物放在密閉容器中。但是,這里產(chǎn)生了問題:例l中怎樣使磷與氧氣發(fā)生反應呢?要解決這個問題,就要考慮到燃燒的條件。例2中產(chǎn)生的二氧化碳會逸出怎么辦呢?有學生想到用氣球裝起來。這樣,通過實驗方案的設計,把知識巧妙地結(jié)合起來。
實驗探究,不僅讓學生學到了知識,更重要的是,通過一次次的活動,學生學會了動手、動腦,養(yǎng)成了探求、思索、創(chuàng)新的好習慣。
三、注重主體參與,增加學生動手實驗的機會
化學實驗功能的體現(xiàn),不僅在于獲得所謂的“正確”的實驗結(jié)果,更重要的是學生經(jīng)歷和體驗了獲得實驗結(jié)果的探索過程,只有親身經(jīng)歷了這樣的過程,學生才能受到科學過程和科學方法的訓練,才能對化學知識有較為深刻的理解,才能體會探究的樂趣。
第一,改革傳統(tǒng)的化學實驗模式,將部分演示實驗轉(zhuǎn)化為學生在教師的指導下完成的學生實驗,變分組實驗為邊講邊實驗,將分組實驗改為單人實驗,開放實驗室,鼓勵學生在科技活動時間和自由活動時間到實驗室做一些課堂看不清的演示實驗,以及一些課堂內(nèi)難以看到實驗現(xiàn)象的實驗,使每個學生盡可能都親自動手操作,經(jīng)歷實驗過程。
第二,鼓勵學生開展家庭小實驗進行課外探究活動。比如清洗餐具、自制汽水、制作葉脈書簽、制作無殼雞蛋等,這些探究性的課外活動不僅增添了學習趣味,還增強了學生對化學現(xiàn)象的探究欲,有助于開闊學生的視野,使他們學到課堂上、課本上學不到的知識,培養(yǎng)他們的探究意識、創(chuàng)新意識。
四、樹立全新的課程資源觀,主動開發(fā)和創(chuàng)新探究性實驗
我們化學教師需樹立課程資源開發(fā)和利用的意識和責任感,利用一切可利用的實驗教學資源,豐富化學信息,促使科學探究學習方式的常態(tài)化。
第一,教材中很多實驗的改進和創(chuàng)新的空間很大,在教學中深入分析教材中的實驗內(nèi)容,挖掘其中蘊含的探究因素,可通過調(diào)整實驗步驟、改進實驗方法與實驗方案等開發(fā)出教育功能強、安全可靠、經(jīng)濟實用的探究性實驗。
第二,用貼近生活的實驗素材讓學生學習“真”化學、有用的化學。為了彌補實驗教學資源的不足,可開發(fā)一些與學生生活有關、可用其他物品代替的并經(jīng)過驗證其效果明顯且實用的探究性實驗案例,滿足化學教學的需要,以提高學生的化學學習興趣,讓學生感到化學就在身邊。
【結(jié)語】
化學實驗雖不是科學探究的唯一途徑,但它是主要途徑,是發(fā)展科學探究能力的實踐基礎。通過實驗探究活動可使學生認識科學探究的基本過程,體驗科學探究的艱辛和樂趣,感受化學世界的奇妙,有效培養(yǎng)學生的探究能力。因此,在教學中教師應充分利用化學實驗獨特的優(yōu)勢和魅力,改進實驗探究學習的學與教,培養(yǎng)學生的科學探究能力。
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(作者單位:江蘇省句容市后白中學)