《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出:義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究,是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動(dòng)。它涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、搜集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等要素。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng),激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,增進(jìn)對(duì)科學(xué)的情感,理解科學(xué)的本質(zhì),學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法,初步形成科學(xué)探究能力。
科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式,也是義務(wù)教育階段化學(xué)課程的重要內(nèi)容,對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。科學(xué)探究的方法多種多樣:
一、利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究
實(shí)驗(yàn)探究是指通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行的一種探究活動(dòng),它是科學(xué)探究在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體化。是化學(xué)教學(xué)中最常見、最主要的探究活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)探究一般按這樣的流程進(jìn)行:提出問題—猜想與假設(shè)—制訂計(jì)劃一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一記錄現(xiàn)象—解釋與結(jié)論一反思與評(píng)價(jià)—表達(dá)與交流。實(shí)驗(yàn)探究能給學(xué)生提供主動(dòng)探求知識(shí)的寬松環(huán)境,讓他們在成功的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作的愉悅情緒下,潛力得到充分發(fā)揮,思維更加活躍,有益于學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。
探究案例:對(duì)蠟燭進(jìn)行的活動(dòng)與探究。
在讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)探究的流程后,學(xué)生就開始猜想、制訂計(jì)劃,并根據(jù)各自的不同設(shè)計(jì)向?qū)嶒?yàn)室索求不同實(shí)驗(yàn)用品,結(jié)果學(xué)生提出了以下幾種不同方案。并各自進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),然后根據(jù)現(xiàn)象得出不同方面的結(jié)論。
方案1研究的問題:蠟燭燃燒的現(xiàn)象。
猜想:(1)蠟燭燃燒:
(2)蠟燭會(huì)熔化。
制訂計(jì)劃:(1)觀察蠟燭的狀態(tài)、顏色,是用什么材料做的;
(2)觀察蠟燭燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生哪些現(xiàn)象,得到了什么;
(3)要知道熔化后的蠟燭跟原來的蠟燭是否相同。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)取出蠟燭,觀察蠟燭的狀態(tài)、顏色,是用什么材料做的;
(2)點(diǎn)燃石蠟,觀察有什么現(xiàn)象;
(3)將一塊白瓷片壓在火焰上方;
(4)將熔化的石蠟放在酒精燈火焰上烤一會(huì)兒,觀察有什么現(xiàn)象,再移開火焰,繼續(xù)觀察現(xiàn)象;
(5)吹滅火焰。
記錄現(xiàn)象:略。
解釋與結(jié)論:略。
方案2研究的問題:蠟燭燃燒后的產(chǎn)物。
猜想:(1)蠟燭會(huì)熔化;
(2)蠟燭燃燒后會(huì)生成一些無色氣體。
制訂計(jì)劃:(1)要觀察蠟燭的顏色、狀態(tài)是用什么材料做的;
(2)要觀察蠟燭燃燒時(shí)熔化的現(xiàn)象,并觀察熔化后的石蠟;
(3)要取得蠟燭燃燒后的產(chǎn)物,并驗(yàn)證它的性質(zhì)。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)取出蠟燭,觀察蠟燭的顏色、狀態(tài),是用什么材料做的;
(2)點(diǎn)燃石蠟,用干燥的小燒杯底部壓在火焰上方一瞬間后,觀察現(xiàn)象;
(3)用干而冷的燒杯倒放在外焰上方,稍微烤一下,觀察現(xiàn)象;
(4)用內(nèi)壁蘸有石灰水的小燒杯靠近火焰?zhèn)让?,迅速倒轉(zhuǎn),再倒入少量石灰水,觀察現(xiàn)象;
(5)吹滅火焰。
記錄現(xiàn)象:略。
解釋與結(jié)論:略。
從上述兩種方案可看出,由于學(xué)生各自能力的不同,思維方式的不同,故探究的目的與方法都有差異。作為教師應(yīng)該認(rèn)可這種差異,哪怕有些設(shè)計(jì)有一定缺陷,我們都應(yīng)該充分肯定學(xué)生自身的設(shè)計(jì)、探究意識(shí),然后在反思與評(píng)價(jià),以及表達(dá)與交流的環(huán)節(jié)中,可將學(xué)生組織起來,相互學(xué)習(xí)、相互補(bǔ)充,從而得出更全面的結(jié)論,對(duì)蠟燭形成一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí),也借此展開對(duì)深層次問題的探究。
在這一教學(xué)過程中,教師只起一個(gè)引導(dǎo)作用,努力發(fā)揮學(xué)生的主體作用,讓學(xué)生在探究中體驗(yàn)科學(xué)方法的運(yùn)用,學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究學(xué)習(xí),使學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過程不再是一個(gè)單純接受現(xiàn)成知識(shí)結(jié)論的過程,而是進(jìn)行科學(xué)探究,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,學(xué)會(huì)科學(xué)方法和形成價(jià)值觀的過程,從而達(dá)到全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。在中學(xué)化學(xué)中有許多體現(xiàn)探索性和創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn),作為教師應(yīng)深刻領(lǐng)會(huì)《課標(biāo)》精神,挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的內(nèi)涵,將實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)地統(tǒng)一起來。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使他們始終處于不斷探索的情景中,主動(dòng)實(shí)驗(yàn)、仔細(xì)觀察、積極思維。長此下去,學(xué)生的創(chuàng)造性思維必然能得到很好的發(fā)展,對(duì)待科學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)和態(tài)度也將會(huì)逐漸地形成。
二、以交流討論為主進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)
與他人交流討論是一個(gè)極好的與人接觸學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),它不僅可以讓學(xué)生借此機(jī)會(huì)加深對(duì)別人的理解并吸取別人所長為我所用,還可以開拓思維、發(fā)展自我調(diào)控能力、提高表達(dá)能力與人際交往能力。所以,教師在組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究學(xué)習(xí)時(shí),要鼓勵(lì)學(xué)生多與他人交流,虛心向他人學(xué)習(xí),在交流中思考、成長。在化學(xué)探究學(xué)習(xí)中,學(xué)生之間進(jìn)行交流討論,對(duì)課題探究來說,有利于問題的解決;對(duì)學(xué)生個(gè)體來說,提供給每個(gè)學(xué)生一個(gè)獨(dú)特的學(xué)習(xí)、成長的機(jī)會(huì),在此過程中,學(xué)生學(xué)會(huì)尊重別人的意見、發(fā)現(xiàn)別人身上的優(yōu)點(diǎn),別人的觀點(diǎn)與思維方式可以啟發(fā)自己的思維。交流討論的組織形式很多,可以是學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間,也可以是學(xué)生與社會(huì)人士之間,這要視具體的探究課題及教學(xué)條件來定。
三、通過探究性習(xí)題的設(shè)計(jì)解答,提高探究活動(dòng)能力
選擇好的探究性習(xí)題,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的探究性思維能力可以說具有十分重要的作用,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方面的探究性學(xué)習(xí)會(huì)占用大量的時(shí)間,而且會(huì)受到一些客觀條件的限制,而習(xí)題只需要利用大腦的思維,避開實(shí)驗(yàn)條件,利用已有的知識(shí),在大腦里形成探究步驟,在大腦里比較分析各種可能情況的利與弊,從而得到正確的結(jié)論。所以它不僅能很好地鍛煉探究性思維能力,而且有利于形成良好的探究思維品質(zhì),學(xué)會(huì)把握探究過程的脈絡(luò),有利于提高在實(shí)際探究中更快地找到最佳方法的能力。
例1:SO2與KOH溶液能發(fā)生反應(yīng),但看不到明顯現(xiàn)象,請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)?zāi)苊黠@觀察到的現(xiàn)象,說明SO2確實(shí)與KOH溶液發(fā)生反應(yīng)。
解析:SO2與KOH溶液的反應(yīng)學(xué)生并不太熟悉,但當(dāng)老師提示學(xué)生回憶學(xué)過的CO2和NaOH的反應(yīng)后,學(xué)生的思維逐漸活躍起來,許多同學(xué)都提出了可根據(jù)反應(yīng)后壓強(qiáng)的變化來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),結(jié)果不同的同學(xué)分別設(shè)計(jì)出了多種不同的實(shí)驗(yàn)方案,并且都能達(dá)到題目的要求。教師在教學(xué)過程中的引導(dǎo)至關(guān)重要,往往學(xué)生在思考問題時(shí)思維受限,這時(shí)教師的適當(dāng)點(diǎn)撥可教會(huì)學(xué)生如何去思考,如何將原有的知識(shí)串連起來綜合運(yùn)用,這種點(diǎn)到為止的方法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的掌握有很大的幫助。
在進(jìn)行科學(xué)探究的過程中,我深深地感到,與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比較,探究式課堂教學(xué)更具科學(xué)性。也更能夠?yàn)閺V大學(xué)生所接受。它激發(fā)了受教育者的潛能,使受教育者從被動(dòng)接受知識(shí)到主動(dòng)探求知識(shí),對(duì)最終培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才是至關(guān)重要的。