淺析初中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

楊 明

（南京市百家湖中學(xué)江蘇南京211100）

淺析初中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

楊 明

（南京市百家湖中學(xué)江蘇南京211100）

化學(xué)課程中的科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實踐活動。它涉及到提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等要素。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究活動,激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,增進(jìn)對科學(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。而探究能力又與學(xué)生思維能力的培養(yǎng)、創(chuàng)造能力的挖掘密切相關(guān)。因此在化學(xué)教學(xué)中,應(yīng)通過各種途徑,注重對學(xué)生探究能力的培養(yǎng),以期達(dá)到在化學(xué)課堂中發(fā)展學(xué)生的綜合智能和全面落實素質(zhì)教育這一目標(biāo)。

一、設(shè)計有效的問題情境是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的前提

探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情境下產(chǎn)生的一系列學(xué)習(xí)活動。問題激發(fā)起學(xué)生的探究欲望,問題引發(fā)了學(xué)生的探究活動。如果把學(xué)生的大腦比作一泓平靜的湖水,那么富有針對性和啟發(fā)性的問題情境就像投入湖水中的一粒石子,可以激起學(xué)生思維的浪花,啟迪學(xué)生的心扉,開拓學(xué)生的思維,使他們處于思維的最佳狀態(tài)。在教學(xué)過程中,教師無論是在教學(xué)的整個過程中,還是在教學(xué)過程中的某些微觀環(huán)節(jié),都應(yīng)根據(jù)教學(xué)需要從不同的角度、層次和要求提出問題,揭示事物的矛盾或引起主體內(nèi)心的沖突,動搖主體已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài),從而喚起思維,使學(xué)生進(jìn)入問題探索者的角色,參與到探究活動之中。

1.通過實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

化學(xué)教學(xué)離不開實驗,化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)中設(shè)置情境的有利因素,利用實驗可以設(shè)置許多生動、有趣的問題情境。如在學(xué)習(xí)“分子”時,可以通過有趣的“空中發(fā)煙”實驗創(chuàng)設(shè)情境：用一根玻璃棒蘸一下濃鹽酸,用另一根玻璃棒蘸一下濃氨水,然后在空氣中把兩根玻璃棒靠在一起,但不要接觸,發(fā)現(xiàn)有大量的白煙生成。教師可引導(dǎo)學(xué)生在感嘆這一實驗現(xiàn)象的同時,思考“為什么出現(xiàn)這樣的景象？”等問題,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的興趣和欲望。再如,在學(xué)習(xí)“金屬和鹽發(fā)生置換反應(yīng)的條件”時,可以設(shè)置實驗：把鐵絲和銀片放入硫酸銅溶液中,要求學(xué)生觀察現(xiàn)象,提出“為什么鐵絲表面有銅析出,而銀的表面沒有銅析出？”來誘出學(xué)生的探究興趣。

2.利用與日常生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內(nèi)容創(chuàng)設(shè)問題情境

因為學(xué)生在其感到熟悉和認(rèn)為有用的情境中特別能發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)生解決問題的迫切欲望。例如在“燃燒條件”的學(xué)習(xí)時,可以從室驗室酒精燈熄滅、燃燒木材要把木材架空、液化氣灶及煤爐都留有通風(fēng)口等學(xué)生非常熟悉的現(xiàn)象提出問題,創(chuàng)設(shè)問題情境。再如,在進(jìn)行“鐵的物理性質(zhì)”教學(xué)時,可以設(shè)置如下問題：①鐵塊可以拉成鐵絲,說明鐵有何性質(zhì)？②鐵塊可以打成菜刀,說明鐵有何性質(zhì)？③炒菜的鍋鏟要接上一個木柄,說明鐵有何性質(zhì)？這些問題可以引發(fā)學(xué)生生疑,在他們的意識中,創(chuàng)設(shè)探究的情景,使學(xué)生明確探究的方向,以激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。

3.以謬誤創(chuàng)設(shè)問題情境

在教學(xué)過程中,教師稚化自己的思維,模仿學(xué)生錯誤思維方式,進(jìn)行推理、論證或演示實驗,當(dāng)產(chǎn)生不合理結(jié)論時,極易使學(xué)生產(chǎn)生疑問。例如,不少學(xué)生認(rèn)為,只有點燃后才能發(fā)生燃燒。教師仿照學(xué)生提出這一結(jié)論后,再演示白磷自燃實驗,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的疑問,主動探究自燃的原因。

二、實施探索性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要途徑

現(xiàn)代教育心理學(xué)指出,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不僅是一個接受知識的過程,而且也是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。這個過程一方面是暴露學(xué)生產(chǎn)生各種疑問、困難、障礙和矛盾的過程,另一方面是展示學(xué)生發(fā)展聰明才智,形成獨特個性與創(chuàng)新結(jié)果的過程。而探索性實驗教學(xué)就是主張讓學(xué)生通過自主的參與知識獲得的過程,掌握科學(xué)研究必須具備的科學(xué)方法,探究性地獲得科學(xué)概念,并逐步形成探究能力和科學(xué)態(tài)度。

1.利用好化學(xué)教材中的探索性實驗

如學(xué)習(xí)“實驗室制氧氣的反應(yīng)原理”時,先讓學(xué)生單獨加熱氯酸鉀,發(fā)現(xiàn)氯酸鉀受熱至熔化后才緩慢地放出氧氣,再讓學(xué)生加熱加入二氧化錳后的氯酸鉀制氧氣,發(fā)現(xiàn)放出氧氣的速度明顯加快。然后讓學(xué)生分組討論、提出假設(shè)：①二氧化錳本身分解放出氧氣；②二氧化錳受熱不放出氧氣,但能改變氯酸鉀的分解速率；③氯酸鉀與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣。這時,再單獨加熱二氧化錳,發(fā)現(xiàn)無氧氣放出,然后教師再借助實驗錄像,證明二氧化錳前后質(zhì)量不變,化學(xué)性質(zhì)不變,最后讓學(xué)生歸納出結(jié)論。經(jīng)過這樣優(yōu)化組合后,實驗的啟發(fā)性和探索性大大增加。

2.指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探索性實驗

現(xiàn)有教材中有很多驗證性實驗,在教學(xué)中,教師可將其設(shè)計為探索性實驗,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,促使學(xué)生主動探索解決問題的正確途徑,讓學(xué)生成為新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者,體驗探究過程中的樂趣。

例如,“鋼鐵銹蝕”一節(jié)的教學(xué)就可設(shè)計為探索性實驗教學(xué)。

【提出問題】通過有關(guān)鋼鐵銹蝕造成經(jīng)濟(jì)損失資料的收集,由學(xué)生自主提出問題：①如何防止鋼鐵生銹？②鋼鐵為何會生銹？

【作出假設(shè)】學(xué)生依據(jù)日常鋼鐵生銹的經(jīng)驗及已有的化學(xué)知識,提出以下可能假設(shè)：①鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中氧氣作用的結(jié)果；②鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中水分作用的結(jié)果；③鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中氧氣與水分共同作用的結(jié)果。

【實驗探究】分組,由學(xué)生討論后,設(shè)計實驗方案驗證假設(shè)。

例：某組同學(xué)設(shè)計以下方案：①將第一支試管用酒精燈烘干,放入一枚干燥、潔凈的鐵釘,用橡皮塞塞緊試管口,使鐵釘只與干燥的空氣接觸；②在第二支試管中放入一枚鐵釘,注入剛煮沸的蒸餾水至浸沒鐵釘,然后在水面上注入一層植物油,使鐵釘只與水接觸；③在第三支試管中放一枚鐵釘,注入蒸餾水,不要浸沒鐵釘,使鐵釘與空氣和水同時接觸。

【得出結(jié)論】一段時間后,由學(xué)生觀察分析,得出結(jié)論：鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹。

【課后延伸】收集資料并交流討論,提出鋼鐵防銹的合理建議。

3.實施探索性實驗教學(xué)要注意的問題

（1)問題易小不易大

探索性問題不要過于繁雜和開放,可將問題控制在一個點或面上,便于學(xué)生實現(xiàn)探索目標(biāo),得到正確的結(jié)論。如用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制氧氣的實驗,涉及到許多化學(xué)實驗問題,我們不可能將所有的問題提出來加以研究和解決,但是如果探索一些小問題,如不加或加入少量的二氧化錳對產(chǎn)生氧氣的速度有何影響,反應(yīng)完畢后二氧化錳如何回收等,以使學(xué)生形成催化劑的概念即可。

（2)問題有可行性

實驗探索問題在內(nèi)容、方式、方法和探索的程度等方面要符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律、知識基礎(chǔ)和能力水平。不能太難或過于簡單,超出學(xué)生的能力所及。對于初中生來講,由于他們所掌握的化學(xué)知識畢竟有限,生活經(jīng)驗不很豐富,分析和解決問題的能力不是很強(qiáng),對實驗過程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象,一時半會解決不了。如探索溶液導(dǎo)電性時,為什么連接氯化鈉水溶液的燈泡比連接氨水的燈泡亮？初中學(xué)生顯然無法回答。

三、重視情感教育和科學(xué)方法的教育是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要保證

1.注重情感教育

設(shè)計教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生共同探究的教學(xué)環(huán)境時,應(yīng)重視師生交往中的情感因素,以自己對學(xué)生濃厚情感去引發(fā)學(xué)生積極的情感反應(yīng),促使師生情感交融,以發(fā)展和諧的師生關(guān)系和學(xué)生與學(xué)生之間的愉快合作關(guān)系。在教學(xué)過程中,要營造融洽、寬松、平等、合作的探究氛圍,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣,使學(xué)生樂于探究。只有在教學(xué)中注重情感教育,才能使探究學(xué)習(xí)成為可能。如學(xué)生整日精神高度緊張,處于懼怕教師、厭惡教師等環(huán)境下,何以談學(xué)習(xí)？更不用說進(jìn)行較高層次的探究學(xué)習(xí)。

2.注意滲透科學(xué)方法的教育

常言道：“授人以魚,不如授人以漁?！笨茖W(xué)方法是人們探索解決問題與構(gòu)造發(fā)展科學(xué)體系的有力手段和工具,也是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,利于學(xué)生終生學(xué)習(xí)的“漁”。在探究活動的不同階段,需要不同的科學(xué)方法：在問題階段,主要有觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題的方法；在假設(shè)階段,主要有推理、形成假說的方法；在檢驗階段,主要有實驗設(shè)計、觀察和實驗、收集和處理信息、歸納、演繹和數(shù)學(xué)等資料整理的方法等；在結(jié)論階段,主要有建立、檢驗和論證結(jié)論的方法,表達(dá)和交流的方法等。因此在探究教學(xué)中,教師要深入研究教材,提煉教學(xué)內(nèi)容中某些方法要素,并在教學(xué)設(shè)計中予以滲透,讓學(xué)生在探究活動中體驗科學(xué)方法的運用。

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,對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。積極開展科學(xué)探究活動,對于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)方式具有重要意義。通過科學(xué)探究,可以使學(xué)生在獲得化學(xué)知識和技能的同時,受到科學(xué)方法的訓(xùn)練,體驗探究的樂趣,形成和發(fā)展探究能力。

1008-0546（2011）10-0017-02

G632.41

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.10.008