“科學(xué)探究”在氧氣制法教學(xué)中的運(yùn)用

陳克難

摘要：高中化學(xué)新教材打破了舊的編寫體系，體現(xiàn)了“教本教材”向“學(xué)本教材”轉(zhuǎn)變。新教材重視學(xué)生原有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，編寫時合理使用“先行組織者”策略。本文探討“先行組織者”在化學(xué)新教材中呈現(xiàn)的形式及“先行組織者” 教學(xué)策略的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：新教材；先行組織者；教學(xué)策略

文章編號：1008-0546（201２）０４-0077-0３中圖分類號：G６３２．４１文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０４．０33

新課程的基本理念是“以學(xué)生為本”，化學(xué)課程中的科學(xué)探究，正是學(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(shí)踐活動，學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗探究活動，能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，增進(jìn)對科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，并且通過學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究能力?，F(xiàn)以氧氣制法的探究實(shí)驗教學(xué)為例，就重視學(xué)生“科學(xué)探究”能力的培養(yǎng)談教學(xué)中的一些感受。

氧氣的制法是學(xué)生在了解氧氣性質(zhì)基礎(chǔ)后學(xué)習(xí)的內(nèi)容，該課是以實(shí)驗探究為教學(xué)手段的良好素材。本課題的重點(diǎn)是了解實(shí)驗室制取氧氣的原理和主要方法，并指導(dǎo)學(xué)生動手制取氧氣，因此，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐的親身體驗相結(jié)合，基本操作與具體實(shí)驗相結(jié)合，不斷地探究思索的過程，以及進(jìn)行正確、安全地實(shí)驗操作。教學(xué)中教師重點(diǎn)完成雙氧水制氧和氯酸鉀的制氧，學(xué)生則需掌握這三種制氧反應(yīng)的原理和動手完成高錳酸鉀制氧的操作和檢驗。

如何利用好教材與實(shí)驗開展學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)呢？不妨從以下幾個方面入手：

一、整合理順探究思路，優(yōu)化整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)

科學(xué)探究教學(xué)主要涉及的步驟為：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實(shí)驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等。教學(xué)中教師須鉆研吃透教材，精心構(gòu)思設(shè)計每步教學(xué)程序，整合理順探究思路，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生模擬科學(xué)探究方法開展學(xué)習(xí)和探究，使之積極主動地獲取化學(xué)知識，既優(yōu)化了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

教師教學(xué)思路：創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生能提出問題——提供信息鼓勵學(xué)生作出猜想與假設(shè)——幫助學(xué)生制定合理的實(shí)驗計劃——實(shí)驗過程中的指導(dǎo)與糾錯——指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗現(xiàn)象——引導(dǎo)學(xué)生形成正確的結(jié)論——啟發(fā)反思，釋疑解惑——提供展示交流平臺。

學(xué)生探究思路：進(jìn)入情景能提出問題——根據(jù)信息做出猜想與假設(shè)——通過小組合作討論確定合理的實(shí)驗計劃——單獨(dú)或合作進(jìn)行實(shí)驗操作——通過實(shí)驗觀察收集證據(jù)——?dú)w納總結(jié)得出制氧氣原理——質(zhì)疑與反思，體驗成功喜悅——交流完善探究結(jié)論。

具體活動見下表：

二、主動參與共同合作，體驗科學(xué)探究過程

教育家蘇霍姆林斯基說過：“當(dāng)知識與積極的活動聯(lián)系在一起的時候，學(xué)習(xí)才能成為學(xué)生精神生活的一部分?！睂W(xué)生在學(xué)習(xí)氧氣性質(zhì)和用途后，對氧氣的產(chǎn)生充滿了好奇，能親手制得氧氣成了他們急待期望的事情。但一課堂中完成收集并驗證氧氣的實(shí)驗，對剛學(xué)化學(xué)不久的初中學(xué)生說還有不少難度，操作過程中難免手忙腳亂，丟此失彼，因而教師的導(dǎo)航作用更顯得重要，需根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)層次、動手能力和個性了解合理分配小組，明確組內(nèi)成員各自任務(wù)，分工合作，才能保證學(xué)生有序操作體驗探究過程。做法是：

1.以學(xué)生自主探究思路為主，明白制氧原理和操作順序

在學(xué)生探究方案制作或?qū)嶒灢僮髦薪處熞詫W(xué)生自主探究、自己動手為主，明白制氧原理和操作順序，遇到疑點(diǎn)難點(diǎn)時要給出充分時間，讓學(xué)生大膽猜想分析爭論，不斷地比較篩選、改進(jìn)完善，以確定最優(yōu)實(shí)驗方案，通過探究過程促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，也逐步樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、一絲不茍的科學(xué)研究精神。

如學(xué)生在制取氧氣原料的選擇上經(jīng)思考分析討論得出：從成本出發(fā)，用空氣最為便宜，但實(shí)驗室達(dá)不到該實(shí)驗條件，所以不可行，但可用于工業(yè)制法；過氧化氫在二氧化錳催化作用下制氧，操作簡單易行，不需加熱、且產(chǎn)物對環(huán)境無污染可行；氯酸鉀在二氧化錳催化作用下制氧，需用加熱裝置，操作也相對簡單易行；高錳酸鉀加熱制氧無需催化劑，裝置與氯酸鉀制氧裝置相同，都屬于固固加熱型裝置，也能用于實(shí)驗室制氧。

又如在操作順序的選擇確定上，同學(xué)們積極思索，相互討論后能理解：為什么要先檢驗氣密性再加藥品？檢驗氣密性時為何先將導(dǎo)管放入水中再用手握住試管外壁？加熱固體時為何先需預(yù)熱后再固定加熱？為什么氣體放出均勻才能收集？收集完成后需先將水槽中導(dǎo)管取出后再移出酒精燈？諸如此類等問題學(xué)生通過自身反復(fù)思考，爭論得出的結(jié)果遠(yuǎn)比老師給出的答案更加記憶長久清晰。

2.合理分配組內(nèi)成員任務(wù)，共同完成探究實(shí)驗

為避免學(xué)生操作中的無序和忙亂，順利完成教學(xué)任務(wù)，教師在實(shí)驗時將小組成員分成三塊，分別為①負(fù)責(zé)動手操作、②提醒步驟監(jiān)督糾錯、③記錄實(shí)驗現(xiàn)象這三項工作，實(shí)驗中的重要步驟和現(xiàn)象進(jìn)行定格，讓組內(nèi)成員清楚重要的操作順序和現(xiàn)象。在制備氧氣實(shí)際操作中，通過合理的分工配合，負(fù)責(zé)動手操作的學(xué)生知道實(shí)驗的每一步和下一步該怎樣做，負(fù)責(zé)監(jiān)督糾錯的學(xué)生仔細(xì)觀察過程的每一個過程的正誤并及時提醒，記錄的學(xué)生更清楚實(shí)驗應(yīng)有的現(xiàn)象并總結(jié)出相應(yīng)的結(jié)論。實(shí)驗過程中同學(xué)們沉著大膽動手、認(rèn)真細(xì)心觀察、積極動腦思考、相互討論各操作的關(guān)鍵點(diǎn)，評價操作中正誤，在相互合作、相互啟發(fā)、共同思考中順利完成氧氣制法的實(shí)驗探究，達(dá)到共同提高的目的。事實(shí)證明：明確的分工合作使實(shí)驗過程更加流暢，探究目的更加清晰，得到結(jié)論更加準(zhǔn)確。

探究教學(xué)中教師創(chuàng)設(shè)平臺提供給學(xué)生動腦設(shè)計、動手操作、小組合作和評價交流的機(jī)會，讓學(xué)生經(jīng)歷體驗探究過程中的得失成敗，學(xué)生在教師的引領(lǐng)下主動探究、質(zhì)疑反思、去偽存真得到正確結(jié)論，最終享受成功的喜悅。

三、激活思維及時反思，質(zhì)疑解惑得以提升

教育家孔子說：“疑是思之始，學(xué)之端。”在氧氣制法探究過程中，蘊(yùn)藏著許多為什么，學(xué)生進(jìn)行具體探究和操作過程中往往產(chǎn)生許多疑惑，如何用好這些疑惑讓學(xué)生質(zhì)疑解惑獲得新知？如學(xué)生經(jīng)常遇到的疑惑一：雙氧水制氧中，二氧化錳是反應(yīng)物嗎？疑惑二：雙氧水制氧與用氯酸鉀制氧在裝置上有何不同？同為固體加熱用氯酸鉀與用高錳酸鉀制氧裝置細(xì)節(jié)上又有差別？疑惑三：我們小組氣密性檢驗現(xiàn)象為何不明顯？有同學(xué)說先握試管外壁，后將導(dǎo)管放入水中看現(xiàn)象也能檢驗裝置是否漏氣說法對嗎？疑惑四：停止加熱后為何先需將導(dǎo)管從水槽中取出再移開酒精燈？操作順序真那么重要嗎？疑惑五：我加熱操作時不規(guī)范將試管炸裂了，還有什么可能操作會使試管炸裂？疑惑六：我們小組制出的氧氣檢驗時現(xiàn)象不明顯原因是什么？為什么有時收集不到純凈的氧氣？………教師在巡課過程中要善于捕捉、發(fā)現(xiàn)、挖掘和利用學(xué)生們的這些疑惑，及時啟發(fā)激活學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生自主反思，適時點(diǎn)撥糾正錯誤，并創(chuàng)造機(jī)會促進(jìn)生生互動、師生互動，讓同學(xué)們在交流討論中，質(zhì)疑解惑得以提升。

在氧氣制法的探究教學(xué)實(shí)踐中我真切地體會到：科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，也是化學(xué)課程的重要內(nèi)容，對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著不可替代的作用。探究教學(xué)里蘊(yùn)含著豐富的創(chuàng)造性思維和方法，尤其是實(shí)驗探究教學(xué)，它以其獨(dú)特的優(yōu)勢讓學(xué)生通過設(shè)計實(shí)驗、觀察現(xiàn)象，逐步養(yǎng)成分析、比較、推理的思維習(xí)慣，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，造就具有科學(xué)精神和創(chuàng)新素養(yǎng)的學(xué)生。