新一輪基礎(chǔ)教育課程改革正如火如荼地進(jìn)行,作為此次課程改革的突破口——科學(xué)探究,正被廣大實(shí)踐新課程的教師自覺地接受并實(shí)施于課堂教學(xué)中。新的化學(xué)課程強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式,同時(shí)又將科學(xué)探究作為義務(wù)教育階段化學(xué)課程的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。也正是因?yàn)榭茖W(xué)探究對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用,在實(shí)施化學(xué)探究性教學(xué)中,由于教師對(duì)科學(xué)探究的過程及本質(zhì)的理解不到位,致使課堂探究效率低下,失去了課堂教學(xué)應(yīng)有的活力。主要表現(xiàn)在,創(chuàng)設(shè)情景是為情景而情景;課堂上學(xué)生不會(huì)主動(dòng)提出問題;綜合運(yùn)用知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決問題的能力還有待進(jìn)一步提高;探究之后,沒有留下足夠的時(shí)間讓學(xué)生充分反思和感悟,體驗(yàn)探究的過程和方法。那么,化學(xué)課堂教學(xué)中如何實(shí)施有效探究呢?
一、新課程標(biāo)準(zhǔn)下課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的涵義
1、課堂教學(xué)的有效性
課堂教學(xué)的有效性指的是什么?余文森教授從專業(yè)的角度進(jìn)行了通俗的闡述:“通俗地說,課堂教學(xué)的有效性是指通過課堂教學(xué)活動(dòng),學(xué)生在學(xué)業(yè)上有收獲,有提高,有進(jìn)步。具體表現(xiàn)在:學(xué)生在認(rèn)知上,從不懂到懂,從少知到多知,從不會(huì)到會(huì);在情感上,從不喜歡到喜歡,從不熱愛到熱愛,從不感興趣到感興趣!倍鴮(duì)于“課堂教學(xué)的有效性有哪些標(biāo)準(zhǔn)?余教授認(rèn)為,“課堂教學(xué)的有效性特征(或表現(xiàn))可以列舉很多,但最核心的一點(diǎn)是看學(xué)生是否愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)以及怎么學(xué)、會(huì)不會(huì)學(xué)”。可見,每個(gè)學(xué)生都參與教學(xué)活動(dòng)是實(shí)施有效教學(xué)的前提,學(xué)生有無進(jìn)步或發(fā)展是教學(xué)有沒有效益的唯一指標(biāo)。
2、有效探究
對(duì)照課堂教學(xué)的有效性,課堂實(shí)施有效探究的涵義是指創(chuàng)設(shè)有意義的學(xué)習(xí)和生活情景,讓學(xué)生積極主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題,選擇課題,設(shè)計(jì)方案,通過自主性探究,收集和處理信息,研究和討論,求得問題解決,也讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)探究過程,在知識(shí)的形成、建構(gòu)、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,獲得科學(xué)的方法,形成創(chuàng)新的意識(shí),提高創(chuàng)新的能力,在“做科學(xué)”的探究實(shí)踐中逐步形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。所以,有效探究中“愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)”的前提就是看課堂上能否激發(fā)學(xué)生的探究興趣,從探究情景中能否提出有價(jià)值的問題,有了問題,就有了繼續(xù)探究下去的欲望;有效探究中的“怎么學(xué)、會(huì)不會(huì)學(xué)”關(guān)鍵看探究過程中科學(xué)思想和科學(xué)方法的領(lǐng)悟和運(yùn)用,有了科學(xué)的思想和科學(xué)的方法,探究才會(huì)如魚得水,如虎添翼,取得成功。因此,探究性教學(xué)就是著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析綜合能力和解決實(shí)際問題的能力。
3、探究的要素
一個(gè)完整的探究包含八個(gè)要素,即提出問題,猜想與假說、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)和表達(dá)與交流。對(duì)于初中學(xué)生來講,課堂上開展的探究往往只涉及到其中的幾個(gè)要素。筆者對(duì)課堂探究的教學(xué)流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化,其流程如下:
二、創(chuàng)設(shè)情景,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的前提
在課堂教學(xué)中,問題總是伴隨一定的情景而產(chǎn)生。教師通過創(chuàng)設(shè)一種有一定難度、有明確目標(biāo)、需要學(xué)生做出一定努力才能完成學(xué)習(xí)任務(wù)的情景,使學(xué)生處于一種急切想要解決所面臨的疑難問題的心理困境中,由此引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究愿望,激活學(xué)生的思維,從而創(chuàng)造性地解決問題。情景創(chuàng)設(shè)的有效與否,關(guān)系到能否將學(xué)生的視力“聚焦”,能否將學(xué)生的思維“聚變”,直接影響到學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的興趣和后續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
例如,在學(xué)習(xí)人教版《原子的構(gòu)成》這一課題時(shí),由于微觀粒子看不見,摸不著,加之這部分教學(xué)內(nèi)容又沒有實(shí)驗(yàn),學(xué)生缺乏感性知識(shí),學(xué)生很難建立起對(duì)原子構(gòu)成的微觀認(rèn)識(shí)。但我們還是可以和學(xué)生一道查閱資料,循著科學(xué)家對(duì)原子構(gòu)成探究的歷程,從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成的史實(shí)中體會(huì)科學(xué)探究的過程和方法,以加強(qiáng)教學(xué)的直觀性。增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,同時(shí)也增強(qiáng)課堂內(nèi)容的趣味性。
案例1:史料探究——原子的微觀構(gòu)成
投影出示用“α粒子轟擊金箔”的文字介紹和圖片說明
【文字情景】
人們?yōu)榻沂驹咏Y(jié)構(gòu)的奧秘,經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探究過程。1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出類似“西瓜”的原子模型,湯姆生認(rèn)為,原子就像一個(gè)大西瓜,里面分散著許多西瓜子,其中西瓜子是帶負(fù)電的電子,西瓜肉是正電的物質(zhì),電子鑲嵌在原子里面。1911年盧瑟福等人為探索原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn):用一束帶正電的、質(zhì)量比電子大得多的高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊金箔,發(fā)現(xiàn):
①大多數(shù)α粒子能穿透金箔而不改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向;
②一小部分α粒子改變了原來的運(yùn)動(dòng)方向;
③有極少數(shù)α粒子被反彈了回來。
【圖示情景】
當(dāng)學(xué)生閱讀完上述情景材料后,我驚喜地看到,有的學(xué)生已開始“交頭接耳”,不時(shí)從學(xué)生嘴里蹦出這樣或那樣的問題。
(設(shè)計(jì)意圖:當(dāng)上述探究情景展現(xiàn)在同學(xué)們面前時(shí),刺激學(xué)生的思維,激發(fā)他們的探究欲望,學(xué)生內(nèi)心的思維活動(dòng)一定會(huì)處于一種積極的思考狀態(tài),一定會(huì)有許多的“為什么?”在頭腦中形成,并努力尋求這些問題的解答。同時(shí),讓同學(xué)們體會(huì)到,科學(xué)家探究原子構(gòu)成的過程,就是對(duì)科學(xué)真理不斷探索的過程,也是對(duì)真理不斷修正完善的過程。)
教學(xué)反思:
(1)課堂教學(xué)中,“知識(shí)需要溶入情景之中,才能顯示出活力和美感!庇辔纳淌趯(duì)課堂教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)有他獨(dú)到的理解,精妙地詮釋了知識(shí)和情景二者之間“相依為命”的關(guān)系,也讓我感受到了教學(xué)過程中教學(xué)情景創(chuàng)設(shè)的重要性。這也正是新課程所提倡的要努力創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景,為實(shí)施有效探究提供情景素材。
(2)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的針對(duì)性,有利于發(fā)揮情感在教學(xué)中的作用,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)習(xí)更為有效。在創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景時(shí),應(yīng)力求真實(shí)、生動(dòng)、直觀而又富于啟迪性。
(3)化學(xué)課堂情景的創(chuàng)設(shè)離不開真實(shí)有效這個(gè)原則,脫離了這個(gè)原則,創(chuàng)設(shè)情景就會(huì)變成為情景而情景,創(chuàng)設(shè)情景就會(huì)流于形式。此外,還要注意到要使學(xué)生充分理解所創(chuàng)設(shè)情景,使情景更貼近學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理特點(diǎn),了解他們的探究所需,讓他們讀有所惑,惑有所思,思有所悟,悟有所得。
三、提出問題,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的核心
《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:在教學(xué)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)的情景中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和提出問題,有針對(duì)性地展開討論,提出解決問題的思路,通過積極的探究最終解決問題,使學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步得到發(fā)展。
“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要”,提出一個(gè)有價(jià)值的問題反映了學(xué)生對(duì)事物思考的深度和廣度,是衡量學(xué)生思維能力的重要標(biāo)準(zhǔn),反映了學(xué)生在思維活躍性、深刻性、獨(dú)立性和創(chuàng)造性方面的差異?茖W(xué)探究始于問題的形成,有了問題才能進(jìn)行探究。我國(guó)古代教育鼻祖孔子說:“疑是思之始、學(xué)之端”,宋代學(xué)者陸九淵也說:“為學(xué)患無疑,疑則有進(jìn),小疑則小進(jìn),大疑則大進(jìn)!倍缄U明了發(fā)現(xiàn)和提出問題的重要性。在探究性學(xué)習(xí)中,問題的形成是科學(xué)探究的起點(diǎn),不僅決定學(xué)習(xí)的內(nèi)容,而且決定研究的方向,同時(shí)還決定了科學(xué)探究的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿。
如對(duì)案例1《探究原子的構(gòu)成》,問題盡可能由學(xué)生自主提出,老師追問、補(bǔ)充。最后教師將學(xué)生的問題進(jìn)行歸納整理,提煉后形成如下問題群:
假設(shè)原子真如湯姆生“西瓜”模型,α粒子轟擊金箔后會(huì)是什么樣的結(jié)果?
為什么絕大多數(shù)α粒子能夠順利穿過金箔,暢通無阻,而只有極少數(shù)被反彈回來?
這極少數(shù)α粒子碰到了很大的阻力還是很小的阻力?
這種阻力會(huì)是來自質(zhì)量很小的“西瓜子”(電子)嗎?
這樣小的原子核卻能把轟擊它的高速“子彈”(α粒子)反彈回來,這說明了什么呢?
金原子原子核的質(zhì)量相對(duì)α粒子的質(zhì)量是很大還是很?
如果你是盧瑟福,發(fā)現(xiàn)了這一出人意料的現(xiàn)象后,你對(duì)湯姆生“西瓜”原子模型會(huì)作怎樣的修正?……
再如筆者2007年在武漢參加湖北名師課堂教學(xué)測(cè)評(píng)時(shí),只提前半天抽簽決定上課內(nèi)容,我抽到的上課內(nèi)容是《堿的復(fù)習(xí)課》,由于武漢市上的是《科學(xué)課》,也不知道教材對(duì)這一部分知識(shí)講到什么程度,學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況是怎樣的,心中沒底,忐忑不安。在上午半天的備課準(zhǔn)備中,我準(zhǔn)備了兩套方案,重點(diǎn)都放在堿的化學(xué)性質(zhì)上。一種方案是傳統(tǒng)式的教學(xué),即與同學(xué)們一道回顧堿的四條通性,再根據(jù)性質(zhì)鞏固相應(yīng)的化學(xué)方程式。另一套方案是以核心知識(shí)NaOH為載體,以實(shí)驗(yàn)探究為手段,圍繞NaOH暴露在空氣中所產(chǎn)生的一系列問題展開探究,將堿的性質(zhì)不露痕跡地巧妙地融合其中。前者循規(guī)蹈矩,平平實(shí)實(shí),駕輕就熟,可以說是盡在自己的掌握中;后者推陳出新,將探究引入課堂,通過問題鋪墊、問題輻射、方案設(shè)計(jì)、規(guī)律總結(jié)、提煉升華,使課堂結(jié)構(gòu)緊湊,問題探究層層深入。經(jīng)過對(duì)比,筆者最終確定了以《NaOH溶液變質(zhì)的再探究》為上課課題。上課在教室進(jìn)行,不允許使用多媒體,以保證課堂教學(xué)的原汁原味。
案例2:NaOH溶液變質(zhì)的再探究
【情景引入】
教師在黑板上畫兩個(gè)燒杯,分別盛有NaOH溶液和Ca(OH)2溶液。
【問題鋪墊】
(1)敞口放置在空氣中的NaOH、Ca(OH)2溶液過一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
(2)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象?寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(3)由此說明實(shí)驗(yàn)室在貯存NaOH、Ca(OH)2溶液時(shí)應(yīng)注意什么?
【問題輻射、遞進(jìn)】
(4)對(duì)于上述現(xiàn)象,我還有幾個(gè)要探究的問題:
問題① ;
問題② ;
問題③ ;
……
學(xué)生很快就對(duì)(1)(2)(3)問作出了回答,并寫出了化學(xué)反應(yīng)方程式:
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
(設(shè)計(jì)意圖:通過問題情景的呈現(xiàn),學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)可以很快地對(duì)第一、二兩個(gè)問題作出解答。這兩個(gè)簡(jiǎn)單問題是鋪墊性問題,設(shè)計(jì)這兩個(gè)問題的目的是打開學(xué)生的思路,啟發(fā)學(xué)生的思維,讓學(xué)生睜開慧眼,從這兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題:NaOH溶液中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,怎么知道NaOH和CO2確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢?這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了由教師引導(dǎo)提問到自主開放提問再到自主開放探究的過程。)
當(dāng)進(jìn)行到第(4)個(gè)問題時(shí),同學(xué)們討論的焦點(diǎn)基本上都集中到了這杯“臉不改色”的NaOH溶液上。正是因?yàn)闆]有明顯現(xiàn)象,NaOH溶液的“主動(dòng)留白”就為同學(xué)們的探究留下了思維的空間,也為同學(xué)們探究問題的提出提供了思考的素材,為同學(xué)們?cè)凇傲舭住碧幾V寫探究的樂章、繪出探究的音符有了展示個(gè)性、一顯才華的機(jī)會(huì)。課堂上,同學(xué)們針對(duì)這杯溶液提出的問題確實(shí)很多,但受課堂教學(xué)時(shí)間和形式的限制,不可能問問都探究,我有意識(shí)對(duì)問題進(jìn)行了取舍并簡(jiǎn)潔地呈現(xiàn)在黑板上。(我擦掉了盛石灰水的燒杯,只留下了我們本節(jié)課“焦點(diǎn)訪談”的主角——NaOH溶液。)
筆者最終確定的四個(gè)具有探究?jī)r(jià)值的問題是:
(1)放置在空氣中的氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?
(2)如果變質(zhì),變質(zhì)后生成了什么物質(zhì)?
(3)是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)?
(4)變質(zhì)后的氫氧化鈉溶液如何提純?
(設(shè)計(jì)意圖:單從知識(shí)和技能上講,這些問題涉及到的知識(shí)內(nèi)容相當(dāng)豐富,且都是初中化學(xué)中學(xué)生需要掌握的核心知識(shí),如非金屬氧化物CO2與堿的反應(yīng);堿的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)(與酸、與堿、與鹽的反應(yīng))、含CO32-的鹽的檢驗(yàn)方法;涉及到的實(shí)驗(yàn)操作有過濾等。對(duì)這些知識(shí)的綜合運(yùn)用反映了學(xué)生知識(shí)掌握的程度和應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題能力的高低。為后續(xù)進(jìn)一步的探究提供了“知識(shí)和技能”上的支撐。由于是復(fù)習(xí)課,所以課堂的容量很大。上述教學(xué)情景簡(jiǎn)潔明了,探究問題一目了然。由于問題源于學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際,學(xué)生自然很感興趣,而且每個(gè)學(xué)生都想用自己的方法來證明這瓶暴露在空氣中一段時(shí)間后仍“無動(dòng)于衷”的溶液,究竟發(fā)生了怎樣的變化,生成了什么物質(zhì),如何檢驗(yàn)該物質(zhì)的存在?等一系列探究的問題便順理成章地在課堂上生成。)
教學(xué)反思:
在課堂有限的時(shí)間里,教師如何把握探究問題的有效性呢?什么樣的問題才是有價(jià)值的問題?探究問題的提出是否有效,關(guān)鍵是看學(xué)生對(duì)提出的問題是否感興趣,能否讓學(xué)生產(chǎn)生“打破砂鍋問到底”、一探究竟的“鉆勁”,是否積極主動(dòng)地參與到問題的解決活動(dòng)中來,是否能有效地激發(fā)學(xué)生的思維。具有挑戰(zhàn)性和遞進(jìn)性的問題恰好是課堂教學(xué)中引發(fā)探究最常提出的問題。
(1)問題提出的挑戰(zhàn)性。
學(xué)生要解決的化學(xué)問題應(yīng)該具有一定的挑戰(zhàn)性,而挑戰(zhàn)性的問題應(yīng)該具有一定的思維深度、廣度和力度。才能真正使探究不流于形式,使探究從淺表層次向縱深發(fā)展。以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維水平為基點(diǎn),緊扣新舊知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的生長(zhǎng)點(diǎn)來設(shè)計(jì)和提出問題,使問題符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。這樣的問題最具誘惑力和挑戰(zhàn)性,最具有探究?jī)r(jià)值。問題過易或過難,對(duì)大多數(shù)學(xué)生來說都不會(huì)有太大的收獲。上述案例中第三個(gè)問題“是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)?”就極具挑戰(zhàn)性,此問在第(2)問的基礎(chǔ)上只需檢驗(yàn)溶液中是否還有未變質(zhì)的NaOH即可,但此問因?qū)W生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的不熟悉很有可能使自己設(shè)計(jì)的方案出現(xiàn)漏洞,甚至掉進(jìn)陷阱。
(2)問題提出的遞進(jìn)性。
課堂提問不能太多,問題太多會(huì)讓學(xué)生抓不住要探究的主要問題,由于課堂教學(xué)是一種在教師指導(dǎo)下的問題解決、知識(shí)構(gòu)建、能力培養(yǎng)的過程,課堂教學(xué)的有序推進(jìn)也必然依賴于課堂教學(xué)中所產(chǎn)生的遞進(jìn)性問題。在化學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力,必須有意思地培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、提問的能力。教師通過設(shè)置問題情景,引導(dǎo)學(xué)生自己提出系列問題,教師再將這些問題進(jìn)行集中、篩選、提煉、優(yōu)化,由易到難,形成課堂上具有探究?jī)r(jià)值的遞進(jìn)問題,使得后續(xù)的探究有明確的目標(biāo)和內(nèi)容。案例2《堿的復(fù)習(xí)課》一課的四個(gè)遞進(jìn)性問題由淺入深、由易到難,讓學(xué)生從已知的某一知識(shí)點(diǎn)出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生逐步對(duì)主題內(nèi)容進(jìn)行探究,循序漸進(jìn)地使學(xué)生的思維向縱深方向發(fā)展,最終達(dá)到融會(huì)貫通、問題解決的目的。實(shí)際上,真正的學(xué)生探究活動(dòng)的整個(gè)過程都是由問題引導(dǎo)的,學(xué)生提出問題能力的培養(yǎng)可以貫穿于探究活動(dòng)的始終。
四、設(shè)計(jì)方案,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的保障
設(shè)計(jì)方案,是科學(xué)探究中重要的一環(huán)。開展探究性教學(xué),我們會(huì)經(jīng)常遇到方案的設(shè)計(jì),它要求探究者從操作的角度把猜想與假設(shè)具體化、程序化,為科學(xué)探究的具體實(shí)施作出規(guī)劃。
如上述探究案例2中對(duì)第一個(gè)問題的提出,對(duì)“放置在空氣中的氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?”進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯栴}解析,實(shí)際上就是要驗(yàn)證敞口放置的NaOH溶液中除了溶質(zhì)NaOH外,是否還有其它溶質(zhì)存在,并不需要確切地知道變質(zhì)后的溶液中具體含有什么物質(zhì)(實(shí)際上是Na2CO3,由于驗(yàn)證Na2CO3的方法有多種,具有開放性,學(xué)生思考的角度不同,所用的試劑不同,就會(huì)形成不同的設(shè)計(jì)思路,找到不同的解決方法。
【我的設(shè)計(jì)】
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實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
方案1 |
取少量放置在空氣中的氧氧化鈉溶液于試管中,滴加稀鹽酸(或稀硫酸) |
有氣泡產(chǎn)生 |
該氫氧化鈉溶液已變質(zhì) |
方案2 |
加入Ba(OH)2 [ 或Ca(OH)2] |
生成白色沉淀 | |
方案3 |
加入BaCl2[或Ba(NO3)2或CaCl2 或Ca(NO3)2] |
生成白色沉淀 |
(設(shè)計(jì)意圖:以NaOH溶液是否變質(zhì)作出猜想,緊緊圍繞酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證猜想。上述方案的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)了Na2CO3的三條化學(xué)性質(zhì),分別從Na2CO3與酸、與堿、與鹽反應(yīng)產(chǎn)生氣泡或沉淀來確認(rèn)NaOH溶液的變質(zhì)。)
再如對(duì)問題(3)“是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)?”同學(xué)們討論后形成的方案設(shè)計(jì):
【我的設(shè)計(jì)】
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實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
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①取少量樣品于試管中,加入足量的BaCl2溶液[或CaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液或Ca(NO3)2溶液……](可圖示)
②過濾,在濾液中滴加幾滴無色酚酞溶液 |
①生成白色沉淀
②酚酞溶液變紅
[或酚酞溶液不變紅] |
氫氧化鈉部分變質(zhì)
[或氫氧化鈉全部變質(zhì)] |
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①同上
②過濾,在濾液中滴加氯化鐵溶液[或滴加硫酸銅溶液、硫酸鎂溶液……] |
產(chǎn)生紅褐色沉淀 [產(chǎn)生藍(lán)色沉淀、白色沉淀……]
[或不產(chǎn)生紅褐色沉淀……] |
氫氧化鈉部分變質(zhì)
[或氫氧化鈉全部變質(zhì)] |
(設(shè)計(jì)意圖:考查學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)思維的全面性和嚴(yán)密性。由于碳酸鈉溶液也呈堿性,所以,直接加入酚酞溶液來檢驗(yàn)堿的存在是不可行的。在此問題的探究中,選擇合適的試劑顯得尤為重要,如果選擇不當(dāng)很可能會(huì)得出一個(gè)相反的結(jié)論。設(shè)計(jì)核心問題解決活動(dòng),讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其中有的設(shè)計(jì),學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)就可以解決,但有的設(shè)計(jì),必須全面分析,綜合考慮,探索新的解決辦法。這樣的活動(dòng),有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極、主動(dòng)地投入到智力活動(dòng)中,通過他們親自思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),既培養(yǎng)了動(dòng)手、動(dòng)腦解決問題的能力,又培養(yǎng)了發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。)
教學(xué)反思:
探究課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難度不能太大,步驟不能太多。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)合理、可行、簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案,再經(jīng)過縝密的實(shí)驗(yàn)和細(xì)致的觀察,從而找出有力的證據(jù),為自己的假設(shè)或猜想提供佐證或者做出合理的解釋。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前教師有必要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過目,只要不涉及到實(shí)驗(yàn)安全等危險(xiǎn)后果的,教師不要過多干預(yù)和修改學(xué)生方案。在復(fù)習(xí)課教學(xué)中,我們要盡可能地設(shè)計(jì)一些綜合較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在探究鞏固舊知、學(xué)習(xí)新知、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。
五、反思感悟,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的目的
實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)課堂上最有魅力的一招。積極開展科學(xué)探究活動(dòng),對(duì)于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)模式具有重要意義。通過科學(xué)探究,可以使學(xué)生在獲得化學(xué)知識(shí)和技能的同時(shí),受到科學(xué)方法的訓(xùn)練,體驗(yàn)探究的樂趣,形成和發(fā)展探究能力。在探究中,要重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。教師要深入研究教材,提煉教學(xué)內(nèi)容中的某些方法要素,并在在教學(xué)設(shè)計(jì)中予以滲透,讓學(xué)生在探究活動(dòng)中感悟科學(xué)方法、提煉科學(xué)方法、應(yīng)用科學(xué)科學(xué)方法。這就要求在課堂上,學(xué)生自主探究之后,應(yīng)當(dāng)安排時(shí)間讓學(xué)生之間互相交流,匯報(bào)各自的探究過程和結(jié)果,反思自己的探究歷程,發(fā)現(xiàn)自己與他人的長(zhǎng)處及存在的不足,并加以改進(jìn),為學(xué)生的內(nèi)涵發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
如在案例1《探究原子的構(gòu)成》提出問題充分討論后,可以采取以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)交流。
【反思交流】
生1:根據(jù)信息①,極薄的金箔,竟讓高速運(yùn)動(dòng)的大多數(shù)α粒子暢通無阻地通過,證明原子不是實(shí)心的球體,內(nèi)部有“廣闊”的空間。
生2:由信息②還能證明金原子核所帶電荷種類與α粒子相同,否則二者就會(huì)相互吸引;又能證明金原子核所帶電荷數(shù)遠(yuǎn)大于α粒子,否則偏轉(zhuǎn)的就不會(huì)是α粒子,而是金原子核。
生3:由信息③有極少數(shù)α粒子被彈回,證明了原子核的存在,但占原子極小的體積,否則大部分α粒子不能暢通無阻地通過;同時(shí)證明金原子核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量,否則金原子核將有被α粒子彈出的可能。
生4:我覺得湯姆生西瓜模型雖然不正確,但是盧瑟福正是以此模型作為研究對(duì)象,通過實(shí)驗(yàn)敢于質(zhì)疑前人的成果,提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型,湯姆生的工作是奠基性,而盧瑟福的工作則是開拓性的。
……
【歸納總結(jié)】通過通過交流,幫助學(xué)生形成對(duì)原子結(jié)構(gòu)的下列認(rèn)識(shí):(1)原子核很小,原子內(nèi)部有很大的空間;(2)原子核帶正電,α粒子途經(jīng)金原子核附近時(shí),受到斥力而改變了運(yùn)動(dòng)方向;(3)金原子核質(zhì)量比α粒子大得多,α粒子碰撞到金原子核時(shí)被彈了回來。據(jù)此,我們可以畫出α粒子轟擊金原子核的結(jié)構(gòu)示意圖(如上圖)。
教學(xué)反思:
(1)通過上述史料探究所建立起來的對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),不是教師強(qiáng)加給學(xué)生的,而是通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生自己得出的,如果沒有經(jīng)過這樣的充分的討論與交流,反思與總結(jié),學(xué)生對(duì)原子構(gòu)成就不會(huì)有這樣深刻的體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。所以,要重視和充分挖掘課本上化學(xué)史料的探究?jī)r(jià)值以及它所蘊(yùn)含的思想方法,課堂探究往往會(huì)收到意想不到的教學(xué)效果。
(2)利用情景素材,挖掘情感因素,滲透情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育。如案例1教師還要啟發(fā)學(xué)生思考:如果沒有湯姆生所做工作的基礎(chǔ),盧瑟福就不可能提出新的原子結(jié)構(gòu)模型(即核式結(jié)構(gòu));同樣,如果沒有盧瑟福對(duì)實(shí)驗(yàn)的精妙設(shè)計(jì),不依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行批判和創(chuàng)新性科學(xué)思考,也就不會(huì)成就這項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)。要讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟到科學(xué)研究,需要?jiǎng)?chuàng)新思維,要勇于掙脫前人留下的錯(cuò)誤觀念的束縛,突破原有的認(rèn)識(shí)限制,大膽探索,敢于質(zhì)疑,不懈努力,才能有所新發(fā)現(xiàn)。
再如在探究案例2《NaOH溶液變質(zhì)的再探究》中,滲透了科學(xué)研究的方法,如怎樣驗(yàn)證物質(zhì)是否變質(zhì)的思路方法;物質(zhì)檢驗(yàn)的思路方法;除雜的一般原則和方法:除雜試劑的選擇方法、設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法等。這些方法性的知識(shí)滲透在上述四個(gè)問題的解決過程中,貫穿了探究過程的始終。上完這節(jié)課后,筆者形成了如下板書:
(設(shè)計(jì)意圖:筆者對(duì)這四個(gè)問題的板書,是想給同學(xué)們一個(gè)清晰的知識(shí)脈絡(luò)和基本的探究思路。如對(duì)問題(1)的探究板書得比較詳細(xì)具體,分析相當(dāng)透徹,從學(xué)生提出問題到引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題的解析,使問題在呈現(xiàn)方式上指向更加明確,猜想更有針對(duì)性,作出猜想的依據(jù)也就更有說服力。在設(shè)計(jì)方案時(shí),著重要求同學(xué)們從操作、現(xiàn)象和結(jié)論上予以正確描述。在(1)問探究的最后,學(xué)生們對(duì)探究的過程再進(jìn)行反思交流,從中感悟方法:如對(duì)易與空氣中成分反應(yīng)的物質(zhì),應(yīng)該密封保存;證明物質(zhì)變質(zhì)的方法可采用對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別取可能變質(zhì)和未變質(zhì)的物質(zhì)(或配成溶液),加入某種試劑,如出現(xiàn)與未變質(zhì)的物質(zhì)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,即可證明原物質(zhì)已變質(zhì);等等。這樣的反思和感悟不是簡(jiǎn)單的某一種具體的方法,而是帶有很強(qiáng)的抽象概括的成分,提煉出來的方法可以對(duì)此類型的探究起到很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。接下來對(duì)問題(2)(3)(4)的探究,在問題(1)的探究啟發(fā)下,學(xué)生的思維空間迅速打開,探究活動(dòng)得以順利進(jìn)行。)
令人感到欣慰的是,實(shí)際授課中,同學(xué)們爭(zhēng)先恐后的舉手發(fā)言和對(duì)方法的感悟證明了問題提出的有效性和可探究性。
教學(xué)反思:
反思與感悟是學(xué)生探究過程中一個(gè)不可或缺的重要環(huán)節(jié),任何探究活動(dòng)我認(rèn)為都必須要經(jīng)歷此階段,才會(huì)使一堂課探究得有深度、有品味。有時(shí)我們?cè)诼犝n時(shí),課堂上探究熱熱鬧鬧,精彩的設(shè)計(jì)方案一個(gè)接一個(gè),讓聽課者應(yīng)接不暇,但我認(rèn)為這都只是個(gè)案,很多教師探究完了就完了,并沒有考量這層出不窮的方案中,彰顯的除了學(xué)生的智慧,究竟還蘊(yùn)含有哪些探究的方法、規(guī)律?教師就那么遺憾地缺少“捅破一層紙”的功力。下課后,我們有時(shí)問學(xué)生,這節(jié)課你學(xué)到了什么?絕大多數(shù)的回答都是具體知識(shí)層面的,而對(duì)方法性知識(shí)的回答廖廖無幾。所以建議老師們能對(duì)課本上典型的探究案例先進(jìn)行認(rèn)真的教學(xué)設(shè)計(jì),全面理解其探究的真實(shí)意圖,充分挖掘其所隱含的方法要素。
結(jié)語:對(duì)課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的理性思考,我們可以發(fā)現(xiàn),創(chuàng)設(shè)情景,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的前提;提出問題,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的核心;設(shè)計(jì)方案,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的保障;反思感悟,是課堂教學(xué)實(shí)施有效探究的目的;瘜W(xué)教師有責(zé)任和義務(wù)真正讓探究性的課堂充滿探究的樂趣,讓探究過程迸出智慧的火花,閃耀智慧的光芒,真正讓探究少一點(diǎn)形式,多一點(diǎn)實(shí)效。
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