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摘 要:本文针对新课改下初中化学教学中学生科学探究能力的培养,从新课标要求出发,结合自己的教学实际,对激发学生探究意识、培养学生探究能力,提出了相应的对策和建议。
关键词:化学教学 培养 探究能力
全日制九年义务教育《化学课程标准(实验稿)》将科学探究作为课程改革的一个突破口,在 “内容标准”中明确提出:“义务教育阶段化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。通过科学探究,可以使学生在获得化学知识和技能的同时,激发化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,体验探究的乐趣,初步形成科学探究能力”。同时“科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容”。
做一个探究型的教师是新教材提出的一个基本要求。只有如此,才能让学生在学习中主动地去发现问题、分析问题、解决问题,从而形成探究能力。
一、激发兴趣,诱发探究动机
1、巧妙设计实验,培养探究欲望
学源于思,思源于疑。伟大的物理学家爱因斯坦说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”化学课堂中想方设法创设问题情境,促使学生共入质疑、解疑境界。
化学是一门以实验为基础的学科,激发学生的好奇心又是形成探究欲望的一个重要突破口。神奇的实验变化和鲜活的实验现象能有效地激起学生思维的新刺激,引发学生注意力地迁移,从而产生探究的愿望和动机。因此,在教学中,教师可利用丰富多彩的化学实验,为学生创设一个引人入胜的情境,引发学生的学习兴趣,激发学生的探索欲望。
例如,在讲固体物质在水中的溶解性时,为了使学生清晰的构建起影响物质溶解的几个因素,可以增加一个探索性实验:教师分别向两个烧杯加入等量的冷水和热水,然后分别向其中加入少量高锰酸钾小颗粒,学生很容易发现高锰酸钾颗粒在热水中扩散很快,整杯水短时间就会变成紫红色;而在冷水中扩散则较慢,整杯水需较长时间才能变成紫红色。由此,学生很容易探索出物质的溶解速度与温度有关:温度越高,固体物质溶解越快:温度越低,固体物质溶解速度越慢。同时,还加强了学生对温度和分子运动关系的更深入理解和巩固。
2.突出化学与生活、社会和技术的密切联系,提高学生学习化学的兴趣
化学是一门应用性和实践性很强的科学,新的化学课程突出关注社会现实,结合学生熟悉的生活情景和已有的实际经验提炼学习素材,从丰富、生动的现实生活中寻找学习的主题,要求学生了解化学与生活的密切关系,使学生从中逐步认识和感受化学对日常生活和社会发展的重要影响。在课程标准中明确提出“保持和增进对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲,发展学生学习化学的兴趣”。因此,我们应该引导学生认识化学技术成果对服务社会,造福人类,具有现实的经济意义和社会效益,应该强调科学—技术—社会的相互联系。逐步培养学生形成综合的科学观和对有关的社会问题作出判断决策的能力。
(1)环境保护知识:如水污染、温室效应、臭氧层空洞、白色污染,酸雨、汽车尾气、金属腐蚀与防护、三废利用等培养学生的环境保护的现代意识。
(2)物质与健康知识:如合理的平衡膳食、食品安全、对人体有害的物质(黄曲霉毒素、甲醛、一氧化碳等)、微量元素和维生素与人体健康的关系等。
(3)工农业生产技术知识:如合成材料、冶金、节能减排、农药化肥,煤、石油、天然气的综合利用,新物质、新能源、新技术的开发利用等问题。揭示化学原理、探讨如何提高生产效率,减少环境污染、降低能耗、介绍新工艺、新技术、展示未来世界化学科学的前景。例如:评价一个化学反应是否符合绿色化学的要求,可从下列观点中考核学生的综合能力:A.原料的来源是否广泛?B.能否再生?C.工艺是否先进?D.能耗是否较低?E.有无毒害污染,是否容易防治?F.操作是否简单?G.是否生成副产品,能否综合利用?设置此类习题既反映学生的综合能力,也符合中考对学生综合能力的考察要求,同时,也激发学生学习兴趣,理解化学的现实意义。
二、培养探究人格,激励探究志向
探究品质和探究志向的养成不是一朝一夕之功,需要在实践中通过多层面、多维度对学生开展和实施探究品质和探究志向的养成教育。在教学中可依托课本为平台,根据教材中相关内容讲述一些科学家发明创造的故事,介绍当今世界化学科学研究前沿和面临的主要困难,以及化学在工业、农业、国防、医疗、环保、日常生活等方面的应用,使学生领悟到科学家研究自然科学而进行的多次实验探究,从而激励学生养成勇于创新、敢于探索的志向和顽强的学习毅力。
例如:教材中介绍著名化学工程家侯德榜为了发展我国的民族工业,打破当时西方国家对制碱技术的垄断,于1921年毅然回国开发和研制制碱工艺。最终探索出具有一套自主研发的成熟的候氏制碱法技术,这在当时轰动海内外。我国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越贡献,他主持测定的铟、铱、铕、铈、铒等元素的相对分子质量新值,被国际原子量委员会采用为国际新标准。结合教材的图文并茂加以介绍,将极大的增强学生为人类的进步勇于献身的科学精神和探究的顽强意志。从而培养学生实事求是、勤奋严谨的科学品格,为培养学生探究品质夯实基础。同时,挖掘象“山西假酒案”、“大头娃娃奶粉”、“节能减排”、“停止免费供应塑料袋”等社会现象,来培养学生的法律意识、道德意识和社会责任感。
三、营造宽松氛围,培养探究意识
探究式教学打破了传统封闭式以讲授、灌输为主的教学模式,学生变成了课堂的主人,积极地参与到课堂中的合作、探究等活动,课堂中呈现的是一个师生、生生、生师互动的多元教学方式,努力引导学生自主研讨,鼓励他们标新立异,主动构建自己的知识体系,倡导并鼓励学生对老师的观点提出异议,允许学生与教师相互讨论及学生之间的协作交流,营造一个宽松的教学氛围,为学生养成科学探究的意识和习惯奠定基础。
例如:在讲“空气中氧气含量的测定”实验中,我从培养学生综合能力的角度出发延伸了实验。先是把广口瓶的容积分成五等份,然后再做实验。最后得出空气中氧气的含量约占空气体积的1/5的结论。为此有的同学提出异议:“既然我们要测空气中氧气的含量,但我们并不知道空气中氧气约占空气体积的1/5,而为什么做实验时我们一定要先把广口瓶的容积分成五等份呢?分成六等份、十等份不行吗?”学生的这个问题,让我很吃惊,我高度的赞扬了他们敢于质疑,敢于探究的精神,同时也号召同学们先做实验,然后再测量进入广口瓶中水的体积占整个广口瓶的几分之几。结果意想不到的效果,学生的探究意识得到了很好的培养。
针对上述讨论的基础,我又对学生加以点拔,设置了下面的问题:
1、红磷为什么要过量?量少了可以吗?
2、为什么进入集气瓶中的体积大约是1/5?剩余的气体有哪些性质?
3、让同学们相互讨论,进入集气瓶中的水的体积有什么不同,同学们之间产生差异的原因可能有哪些?
为了继续引发同学的探究兴趣,我更深层次地设置了新的探究内容:
根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,有些同学认为可用木炭、硫等代替红磷测定空气中氧气的含量。经过上述探究过程后同学们认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择和生成物的要求上要深入考虑。
在这种宽松民主的教学气氛和问题层层环生的设置下,学生大脑得到放松,思维得到激活,个性得到张扬,探究力得到了培养。
宽松民主的教学气氛,尊重了学生的主体地位,可以有效地唤醒学生的主体意识,是培养学生探究意识的关键。把充足的时间还给学生,激励学生对教材、对老师发出挑战,从而激发学生的灵感和动机,这样由思到疑,再由疑到辩,掌握科学的学习方法,变原来的被动学为主动学,逐步形成自我探究、合作学习的良好学习习惯。
四、引导发现,合作交流,培养学生探究能力,形成自觉的探究习惯
1、注重合作交流,引导学生讨论。化学学习中会有许多有争议或有难度的问题出现,这时,我们应鼓励学生通过合作交流、讨论解答。讨论时,教师要启发学生层层深人地分析问题,疏导思维障碍;纠正思维偏差等。同时,学生的思维不要受课本的限制,学生可根据已有的知识,找到解决办法,最大限度地发挥其创造潜能,调动其探究积极性。
2、培养观察能力、实践能力。观察能力、实践能力是形成探究能力的重要部分。培养这两方面能力,要做好实验教学的延伸,要让学生有体验的过程。例如:讲到物质燃烧的条件时,有的学生认为:水能灭火,因此水火不相容。所以学生便会产生一种错误的认识“白磷在水中不会燃烧”。教师可通过三个实验的进行教学。当铜片上的白磷燃烧后,教师适时设疑:如果用一导气管将氧气通入沸水中与白磷接触,白磷是否会燃烧起来呢?(学生猜想)。这时用一导气管将氧气通入沸水中与白磷接触,同学们就能看到白磷在水中燃烧起来。这样不仅使学生能够正确地理解知识,而且延伸了探索过程。
因此,在教学不断地进行探究实验地强化和训练,可以使学生学会从不同方向不同角度去思考、去探究、去创新,从而培养他们的探究能力、创造能力和实践能力。
3、及时辅导、定期总结。及时指导学生整理、总结、归纳各知识点之间的联系,分析知识点与考点的关系,研究学习方法,并对自己的学习过程、思维方法、思维品质进行评价和整理,从而使知识达到高层的迁移。探究习惯一旦养成,思维品质也就得到了最大限度的优化,探究能力自然也就得到了提高。
探究能力是学生终身发展的基础,著名学者陶行知曾经说过:“解放孩子的头脑,使之能想;解放孩子的双手,使之能干;解放孩子的眼睛,使之能看;解放孩子的嘴巴,使之能讲。”我想只要我们在课堂上采取有效的教学方法,开放自已的教学理念,有意识的培养学生的探究意识和探究能力,才会培养出探究型人才来。
参考文献:
[1] 教育部制订.全日制义务教育化学课程标准(实验稿) .北京师范大学出版社.2001
[2] 钟启泉,崔允漷,张华.基础教育课程改革纲要(试行)解读.华东师范大学出版社,2001
[3] 张崇善.探究教学理论与实践.山西科学技术出版社,2003
[4] 吴俊明.化学教学论.陕西师范大学出版社,2003
关键词:化学教学 培养 探究能力
全日制九年义务教育《化学课程标准(实验稿)》将科学探究作为课程改革的一个突破口,在 “内容标准”中明确提出:“义务教育阶段化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。通过科学探究,可以使学生在获得化学知识和技能的同时,激发化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,体验探究的乐趣,初步形成科学探究能力”。同时“科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容”。
做一个探究型的教师是新教材提出的一个基本要求。只有如此,才能让学生在学习中主动地去发现问题、分析问题、解决问题,从而形成探究能力。
一、激发兴趣,诱发探究动机
1、巧妙设计实验,培养探究欲望
学源于思,思源于疑。伟大的物理学家爱因斯坦说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”化学课堂中想方设法创设问题情境,促使学生共入质疑、解疑境界。
化学是一门以实验为基础的学科,激发学生的好奇心又是形成探究欲望的一个重要突破口。神奇的实验变化和鲜活的实验现象能有效地激起学生思维的新刺激,引发学生注意力地迁移,从而产生探究的愿望和动机。因此,在教学中,教师可利用丰富多彩的化学实验,为学生创设一个引人入胜的情境,引发学生的学习兴趣,激发学生的探索欲望。
例如,在讲固体物质在水中的溶解性时,为了使学生清晰的构建起影响物质溶解的几个因素,可以增加一个探索性实验:教师分别向两个烧杯加入等量的冷水和热水,然后分别向其中加入少量高锰酸钾小颗粒,学生很容易发现高锰酸钾颗粒在热水中扩散很快,整杯水短时间就会变成紫红色;而在冷水中扩散则较慢,整杯水需较长时间才能变成紫红色。由此,学生很容易探索出物质的溶解速度与温度有关:温度越高,固体物质溶解越快:温度越低,固体物质溶解速度越慢。同时,还加强了学生对温度和分子运动关系的更深入理解和巩固。
2.突出化学与生活、社会和技术的密切联系,提高学生学习化学的兴趣
化学是一门应用性和实践性很强的科学,新的化学课程突出关注社会现实,结合学生熟悉的生活情景和已有的实际经验提炼学习素材,从丰富、生动的现实生活中寻找学习的主题,要求学生了解化学与生活的密切关系,使学生从中逐步认识和感受化学对日常生活和社会发展的重要影响。在课程标准中明确提出“保持和增进对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲,发展学生学习化学的兴趣”。因此,我们应该引导学生认识化学技术成果对服务社会,造福人类,具有现实的经济意义和社会效益,应该强调科学—技术—社会的相互联系。逐步培养学生形成综合的科学观和对有关的社会问题作出判断决策的能力。
(1)环境保护知识:如水污染、温室效应、臭氧层空洞、白色污染,酸雨、汽车尾气、金属腐蚀与防护、三废利用等培养学生的环境保护的现代意识。
(2)物质与健康知识:如合理的平衡膳食、食品安全、对人体有害的物质(黄曲霉毒素、甲醛、一氧化碳等)、微量元素和维生素与人体健康的关系等。
(3)工农业生产技术知识:如合成材料、冶金、节能减排、农药化肥,煤、石油、天然气的综合利用,新物质、新能源、新技术的开发利用等问题。揭示化学原理、探讨如何提高生产效率,减少环境污染、降低能耗、介绍新工艺、新技术、展示未来世界化学科学的前景。例如:评价一个化学反应是否符合绿色化学的要求,可从下列观点中考核学生的综合能力:A.原料的来源是否广泛?B.能否再生?C.工艺是否先进?D.能耗是否较低?E.有无毒害污染,是否容易防治?F.操作是否简单?G.是否生成副产品,能否综合利用?设置此类习题既反映学生的综合能力,也符合中考对学生综合能力的考察要求,同时,也激发学生学习兴趣,理解化学的现实意义。
二、培养探究人格,激励探究志向
探究品质和探究志向的养成不是一朝一夕之功,需要在实践中通过多层面、多维度对学生开展和实施探究品质和探究志向的养成教育。在教学中可依托课本为平台,根据教材中相关内容讲述一些科学家发明创造的故事,介绍当今世界化学科学研究前沿和面临的主要困难,以及化学在工业、农业、国防、医疗、环保、日常生活等方面的应用,使学生领悟到科学家研究自然科学而进行的多次实验探究,从而激励学生养成勇于创新、敢于探索的志向和顽强的学习毅力。
例如:教材中介绍著名化学工程家侯德榜为了发展我国的民族工业,打破当时西方国家对制碱技术的垄断,于1921年毅然回国开发和研制制碱工艺。最终探索出具有一套自主研发的成熟的候氏制碱法技术,这在当时轰动海内外。我国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越贡献,他主持测定的铟、铱、铕、铈、铒等元素的相对分子质量新值,被国际原子量委员会采用为国际新标准。结合教材的图文并茂加以介绍,将极大的增强学生为人类的进步勇于献身的科学精神和探究的顽强意志。从而培养学生实事求是、勤奋严谨的科学品格,为培养学生探究品质夯实基础。同时,挖掘象“山西假酒案”、“大头娃娃奶粉”、“节能减排”、“停止免费供应塑料袋”等社会现象,来培养学生的法律意识、道德意识和社会责任感。
三、营造宽松氛围,培养探究意识
探究式教学打破了传统封闭式以讲授、灌输为主的教学模式,学生变成了课堂的主人,积极地参与到课堂中的合作、探究等活动,课堂中呈现的是一个师生、生生、生师互动的多元教学方式,努力引导学生自主研讨,鼓励他们标新立异,主动构建自己的知识体系,倡导并鼓励学生对老师的观点提出异议,允许学生与教师相互讨论及学生之间的协作交流,营造一个宽松的教学氛围,为学生养成科学探究的意识和习惯奠定基础。
例如:在讲“空气中氧气含量的测定”实验中,我从培养学生综合能力的角度出发延伸了实验。先是把广口瓶的容积分成五等份,然后再做实验。最后得出空气中氧气的含量约占空气体积的1/5的结论。为此有的同学提出异议:“既然我们要测空气中氧气的含量,但我们并不知道空气中氧气约占空气体积的1/5,而为什么做实验时我们一定要先把广口瓶的容积分成五等份呢?分成六等份、十等份不行吗?”学生的这个问题,让我很吃惊,我高度的赞扬了他们敢于质疑,敢于探究的精神,同时也号召同学们先做实验,然后再测量进入广口瓶中水的体积占整个广口瓶的几分之几。结果意想不到的效果,学生的探究意识得到了很好的培养。
针对上述讨论的基础,我又对学生加以点拔,设置了下面的问题:
1、红磷为什么要过量?量少了可以吗?
2、为什么进入集气瓶中的体积大约是1/5?剩余的气体有哪些性质?
3、让同学们相互讨论,进入集气瓶中的水的体积有什么不同,同学们之间产生差异的原因可能有哪些?
为了继续引发同学的探究兴趣,我更深层次地设置了新的探究内容:
根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,有些同学认为可用木炭、硫等代替红磷测定空气中氧气的含量。经过上述探究过程后同学们认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择和生成物的要求上要深入考虑。
在这种宽松民主的教学气氛和问题层层环生的设置下,学生大脑得到放松,思维得到激活,个性得到张扬,探究力得到了培养。
宽松民主的教学气氛,尊重了学生的主体地位,可以有效地唤醒学生的主体意识,是培养学生探究意识的关键。把充足的时间还给学生,激励学生对教材、对老师发出挑战,从而激发学生的灵感和动机,这样由思到疑,再由疑到辩,掌握科学的学习方法,变原来的被动学为主动学,逐步形成自我探究、合作学习的良好学习习惯。
四、引导发现,合作交流,培养学生探究能力,形成自觉的探究习惯
1、注重合作交流,引导学生讨论。化学学习中会有许多有争议或有难度的问题出现,这时,我们应鼓励学生通过合作交流、讨论解答。讨论时,教师要启发学生层层深人地分析问题,疏导思维障碍;纠正思维偏差等。同时,学生的思维不要受课本的限制,学生可根据已有的知识,找到解决办法,最大限度地发挥其创造潜能,调动其探究积极性。
2、培养观察能力、实践能力。观察能力、实践能力是形成探究能力的重要部分。培养这两方面能力,要做好实验教学的延伸,要让学生有体验的过程。例如:讲到物质燃烧的条件时,有的学生认为:水能灭火,因此水火不相容。所以学生便会产生一种错误的认识“白磷在水中不会燃烧”。教师可通过三个实验的进行教学。当铜片上的白磷燃烧后,教师适时设疑:如果用一导气管将氧气通入沸水中与白磷接触,白磷是否会燃烧起来呢?(学生猜想)。这时用一导气管将氧气通入沸水中与白磷接触,同学们就能看到白磷在水中燃烧起来。这样不仅使学生能够正确地理解知识,而且延伸了探索过程。
因此,在教学不断地进行探究实验地强化和训练,可以使学生学会从不同方向不同角度去思考、去探究、去创新,从而培养他们的探究能力、创造能力和实践能力。
3、及时辅导、定期总结。及时指导学生整理、总结、归纳各知识点之间的联系,分析知识点与考点的关系,研究学习方法,并对自己的学习过程、思维方法、思维品质进行评价和整理,从而使知识达到高层的迁移。探究习惯一旦养成,思维品质也就得到了最大限度的优化,探究能力自然也就得到了提高。
探究能力是学生终身发展的基础,著名学者陶行知曾经说过:“解放孩子的头脑,使之能想;解放孩子的双手,使之能干;解放孩子的眼睛,使之能看;解放孩子的嘴巴,使之能讲。”我想只要我们在课堂上采取有效的教学方法,开放自已的教学理念,有意识的培养学生的探究意识和探究能力,才会培养出探究型人才来。
参考文献:
[1] 教育部制订.全日制义务教育化学课程标准(实验稿) .北京师范大学出版社.2001
[2] 钟启泉,崔允漷,张华.基础教育课程改革纲要(试行)解读.华东师范大学出版社,2001
[3] 张崇善.探究教学理论与实践.山西科学技术出版社,2003
[4] 吴俊明.化学教学论.陕西师范大学出版社,2003