化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中問題情境的創(chuàng)設(shè)

史妍妍

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,所謂的問題情境是指?jìng)€(gè)人自己覺察到的一種有目的但不知如何達(dá)到的心理困境.問題情境就是一種心理狀態(tài),一種當(dāng)學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)內(nèi)容與其原有認(rèn)知水平不和諧、不平衡時(shí),學(xué)生對(duì)疑難問題急需解決的心理狀態(tài).創(chuàng)設(shè)問題情境就是要揭示學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)生原有的認(rèn)知水平之間的矛盾,并使學(xué)生認(rèn)識(shí)到解決這個(gè)矛盾的必要性,從而激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知需求,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí),促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展.

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分.通過化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以使化學(xué)教學(xué)更加生動(dòng),更有吸引力,更能調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與,更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.因此,在化學(xué)教學(xué)中利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情境是一條重要途徑.

一、通過趣味小實(shí)驗(yàn)或家庭小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,利用課堂教學(xué)或課外活動(dòng),設(shè)置或布置富有趣味的化學(xué)小實(shí)驗(yàn),可有效地調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探索意識(shí).例如,學(xué)習(xí)碘的化學(xué)性質(zhì)時(shí),可以增設(shè)“化學(xué)畫展”、“滴水生煙”等趣味小實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)焰色反應(yīng)時(shí)可通過“煙火晚會(huì)”來創(chuàng)設(shè)問題情境;學(xué)習(xí)Na₂O₂的化學(xué)性質(zhì)時(shí),可以通過“滴水生火”和“吹氣生火”兩個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情境,會(huì)使學(xué)生由趣生疑,由疑引思,引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)現(xiàn)象的感知上升到理性的思維,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力.

二、通過變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn).驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證學(xué)生實(shí)驗(yàn)前己學(xué)過的相關(guān)理論,目的是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由理論推導(dǎo)出結(jié)論的正確性,從而加深對(duì)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生推理能力、分析能力,訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能.探索性實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和歸納概括的思維方式來建立功能和規(guī)律,同時(shí)訓(xùn)練一定的實(shí)驗(yàn)技能.相比而言,探索性實(shí)驗(yàn)更有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰透爬芰?而且,由于它具有讓學(xué)生親自“發(fā)現(xiàn)”的意義,有利于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng).因此,在化學(xué)教學(xué)中,可以將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情境.

三、通過利用實(shí)驗(yàn)過程中的“意外”創(chuàng)設(shè)問題情境

在化學(xué)教學(xué)過程中,為了提高教學(xué)效果,配合理論知識(shí)的教學(xué),常常需要教師做演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生做分組實(shí)驗(yàn).但由于有些實(shí)驗(yàn)需要嚴(yán)格的反應(yīng)條件或由于試劑本身存放過久等原因,都有可能造成實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)意外.遇到實(shí)驗(yàn)中的意外教師不僅應(yīng)該尊重事實(shí),告訴學(xué)生出現(xiàn)的意外情況,而且應(yīng)該利用意外引導(dǎo)學(xué)生從意外中找出原因或提出改進(jìn)措施,可以使學(xué)生更深刻的理解有關(guān)事物的本質(zhì),更有效的完成教學(xué)任務(wù).

四、聯(lián)系生產(chǎn)生活設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境

在化學(xué)教學(xué)中,將化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密地與生產(chǎn)生活實(shí)踐相聯(lián)系,是實(shí)施素質(zhì)教育的要求,也是創(chuàng)設(shè)問題情境的一種有效途徑.通過將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活實(shí)際相聯(lián)系,會(huì)使學(xué)生感到科學(xué)就在自己身邊,有一種貼近感,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和社會(huì)責(zé)任感.例如,草木灰能否和銨態(tài)氮肥混合使用;喝醉酒后喝醋能否解酒等.既能讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的使用價(jià)值,又能在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的多種能力.

例如,在介紹了鋁和硬水的有關(guān)知識(shí)后,讓學(xué)生思考如何將水壺中的水垢除去.

請(qǐng)同學(xué)們分小組分別通過觀察討論解決以下幾個(gè)問題:

1.水垢的顏色、狀態(tài)、氣味.

2.水垢的化學(xué)成分是什么?能否用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證?你是如何做的?

3.水垢的形成原因以及危害.

4.如何除去水垢?你能想出幾種方法?

兩周后同學(xué)們帶回的結(jié)論如下:

1.水垢有的顯白色,有的略微發(fā)黃;有的堅(jiān)硬結(jié)實(shí)(在壺底),有的疏松呈海綿狀(在壺壁);無特殊味道.并展示了樣品.

2.從資料上查得白色水垢的主要成分是CaCO₃和Mg(OH)₂,白黃色水垢的主要成分是CaSO₄和鐵的化合物,有的水垢含有CaSiO₃等雜質(zhì).由于水質(zhì)不同,形成水垢的主要成分也就不同,一般為多種鹽類所組成的混合物.通過水垢和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁證明有CO₃^2-,反應(yīng)后的溶液做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn),火焰為磚紅色證明有Ca²⁺.并演示了該實(shí)驗(yàn)的操作.

3.水垢的形成是水中的鹽類發(fā)生物理變化和化學(xué)變化的結(jié)果.主要原因是:

一是水中的碳酸氫鹽受熱分解,生成了難溶的碳酸鹽.

二是由于水分的不斷蒸發(fā),水中的雜質(zhì)鹽類不斷濃縮達(dá)到飽和后析出的.另外,某些形成水垢的鹽,如CaSO₄,其溶解度隨溫度的升高而降低.

水垢的危害:水垢是熱的不良導(dǎo)體,據(jù)測(cè),水垢每增厚1毫米,就要多消耗3%～5%的燃料;水垢的形成還會(huì)加快金屬的腐蝕.另外,由于結(jié)垢處易出現(xiàn)局部裂縫,使水透入接觸高溫下的爐壁,蒸氣壓驟然增大,有引起鍋爐爆炸的危險(xiǎn).

4.除去水垢的方法:機(jī)械除垢,當(dāng)形成的水垢比較松軟時(shí),可直接除去.對(duì)于比較堅(jiān)硬的水垢則采用化學(xué)方法除去.化學(xué)方法除垢主要是酸洗法除垢,對(duì)于碳酸鹽形成的水垢,可加入稀鹽酸,將其除去.在家庭里,水壺里水垢加入食醋代替鹽酸洗滌,但浸泡的時(shí)間需要長(zhǎng)一點(diǎn).

總之,教師要善于利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一切機(jī)會(huì),及時(shí)洞察學(xué)生的心理和想法,把學(xué)生引入問題情境中,激發(fā)學(xué)生的求知心理,使其自主的去分析問題和解決問題,發(fā)揮他們的個(gè)性,發(fā)揮他們的創(chuàng)造力.