当前,我国教育正在进行以课程改革为龙头,以促进学生发展为理念的深刻变革。对于化学这门实验为基础的学科来说,改变学生过去那种被动的、机械的学习式,倡导学生主动参与的探究性教学已成为主旋律。现仅就如何进行探究性实验教学谈谈自己的看法。
一、 让学生充分经历探究过程,掌握科学的探究方法
探究性教学重要“动手做”,学生只有亲自做了,亲身经历了,才能获得积极的情感体验,才有助于建构知识,掌握探究性学习的方法。
例1 碱式碳酸铜\[Cu?2(OH)?2CO?3,相对分子质量为222\]受热完全分解后,有黑色固体物质生成。现有5.0g碱式碳酸铜,在试管中加热使之完全分解,冷却至室温,称得黑色固体产物质量为3.6g。请根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物进行探究。
解决上述问题,可以让学生分组进行活动,并按以下方法、步骤进行探究。首先,根据实验事实,由各组同学提出问题,大胆猜想反应后生成物的成分,同学们可能会提出以下几种假设:① 可能是氧化铜;② 可能是炭粉;③ 可能是氧化铜和炭粉的混合物。然后,根据猜想结果设计实验方案,预测实验现象,得出初步结论。接着让各组派一名代表把本组的实验方案、步骤、现象、结论分别表述出来,师生一起对各种方案进行反思与评价,通过分析、对比,筛选出最佳的可行性方案。最后让同学们走进实验室,根据拟定的实验方案亲自动手组装仪器,进行实验(注意实验操作的规范性、科学性),收集、记录实验数据,对数据进行处理和分析,并与实验前的假设进行对比,再对结论进行分析总结,得出结论:假设①正确。在这个探究过程中学生通过亲身经历、体验,不仅获取了知识,还归纳出了探究性学习的基本方法:提出问题→猜想与假设→制定计划→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流。通过该探究活动,使学生意识到提出问题和作出猜想对实验探究的重要性,知道探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据,意识到合作与交流在探究活动中的重要作用。
二、 突出学生在主体地位,鼓励学生发散思维
在探究性实验中,学生可以选择自己感兴趣的实验内容进行探究,以便发挥他们的智力特长。化学与我们的日常生活和生产实践紧密相联,可以说生活中的化学无处不在,化学就在我们身边。如果教师引导得当,学生很容易对自己感兴趣的问题产生探究的欲望。
例2 某探究兴趣小组的几位同学利用课余时间进行调查活动,他们对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣,因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内,袋内气体充得鼓鼓的,看上去好像一个小“枕头”。他们认为这种充气包装技术,主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。那么,这是什么气体呢?请你和他们一起对此问题进行探究。
针对上述问题,教师可以引导学生进行实验探究:“验证充入的气体是否为二氧化碳?”可以预见:在探究过程中,多数学生能想到“把气体通过到少理澄清石灰水,如果澄清石灰水变浑浊,则证明这种气体是二氧化碳。”此时,教师作为探究活动的组织者、参与者和引导者,应及时设置问题情境:用其它方法是否可以得出同样的结论呢?有的同学马上会想到:我把气体通入到加有紫色石蕊试液的蒸馏水中,如果溶液变红,即可证明这种气体是二氧化碳。因为二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试剂变红。有的同学可能会说:“我把气体用注射器抽出来,放入一个小塑料瓶中,密封,然后迅速注入少量浓氢氧化钠溶液,振荡,如果塑料瓶变瘪,也能证明这种气体是二氧化碳。因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,使瓶内气压减小,且小于外界大气压。”然后针对各种实验方案,由学生讨论、整理出所需仪器、药品,并写出实验步骤。教师进行检查后,根据学生所列出的仪器和药品,在实验室为学生准备好,在活动课时带学生到实验室自己动手进行实验,要求学生仔细观察实验现象,作好实验记录,比较各种方案的优缺点,看哪种方案操作更简便易行,现象更明显,结论更可靠。
为了更好地将探究活动引向深入,应尽可能的把学生的思维适时、恰当的向深度和广度的方向引导,让学生从多个角度去思考问题,对一个问题的结果做出多种猜想和假设。如在上述探究的基础上可以提出以下问题:“为什么二氧化碳可以为食品充气?食品充气包装对所充气体的要求是什么?”这又是一个让学生大胆想像、发展他们思绪的好时机。同学们利用自己所学的化学知识很容易想到:二氧化碳无毒、对身体无害、不与食物反应、廉价、易得到……在与他人讨论、交流的过程中,充分发挥了他们的想象力,训练了他们的发散思维,获得了许多以前没有获得的信息和知识。这将有利于学生形成科学的学习态度,有利于科学探究活动的开展。
三、 把握好实验探究中的“扶”与“放”
在化学实验的探究过程中,教师可以适度的让学生自己提出并确定研究问题,自主设计方案,选择探究方法,开展探究活动。但如果教师将所有的内容都让学生自己提问、自己探究,他们所学到的知识和掌握的技能可能是不系统或者是不全面的。所以教师的适时引导和参与对于学生探究的目的性和效果起着非常关键的作用。当学生探究过程中遇到困难或偏离主题时,应注意给予适当的指导和帮扶,使学生的探究活动尽量少走弯路,在有限的时间内获得最大的收益。
例3 氧化铜是一种黑色固体,可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子(H?2O、H?+、SO?4?2-)能使氧化铜溶解。请你和他一起通过三个实验完成这次探究活动。
Ⅰ 向盛有氧化铜的试管中滴加水
Ⅱ 向盛有氧化铜的试管中滴加稀硫酸
Ⅲ 一支盛有氧化铜的试管
(1)你提出的假设是
(2)通过实验Ⅰ可证明
(3)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜,还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ,在Ⅲ中应该加入
(4)探究结果为,你认为除实验Ⅱ和Ⅲ所用试剂外,还能够溶解氧化铜的一种常用见物质是。
探究过程中教师应多给学生创造思考的机会,必要时为学生的独立探究提供线索,如,教师可给学生提供上述探究思路,以起到抛砖引玉的作用。当学生产生认知冲突,想不到解决问题的实质是“H?+”时,教师可适时的在“放”中“扶”一把,提示学生试着写出“酸与氧化铜”反应的这一类化学方程式,从中寻找并发现共同点。然后将学生分成若干组,发挥学生集体的智慧,在讨论、交流、论证的基础上,自行设计实验方案,进行实验验证(实验操作过程中,教师应给予适当的方法和技能指导),得出实验结论。通过这种形式的探究活动,既能培养学生的探究能力,又能提高他们分析问题和解决问题的能力,同时还有利于培养学生思维的灵活性,克服化学学习中受某些思维定势的影响在解决化学问题时产生障碍。因此,只有在探究活动中做到“扶中有放,放中有扶”,才有助于学生的发展,才能更好地进行探究性学习。
以实验为依托引导学生进行探究性学习,要求教师要注意挖掘化学实验中富有探索性和启发性的实验内容,为学生的探索和创新乃至终身发展构建一个广阔的平台,使学生充分享受到探究的乐趣,从而培养学生的创新精神和实践能力。
(洪亚静 江苏省丹阳市第八中学 212300)