“探究性学习”教学的实践与思考

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  【摘要】探究性学习是新课程倡导的主要学习方式之一,鲁科版化学1(必修)课程模块的编写设计,始终贯穿探究性学习的过程和理念,那么在教材设置不同的栏目和环节中,教学时采用何种方式探究,如何探究,什么时候探究是本文要探讨的主要问题。
  【关键词】探究性学习实验探究问题探究课外探究
  
  鲁科版化学1(必修)教材的整体编写设计中,始终重视三维目标中"过程与方法"线索的组织,教材安排了"活动探究"实验10个,"观察思考"实验10个,"交流研讨"问题23处,以及"迁移应用"问题9处,充分体现教材对探究性学习的重视。本文主要结合教学实际,谈一谈探究性学习,在鲁科版必修一教学中的实践与思考。
  一、实验探究
  化学课程标准指出,化学实验是进行探究性学习的主要方式,它的功能是其它教学手段无法替代的。对于高一学生,如何促使学生主动的学习,逐步学会探究。教师首先要了解教材编写意图,对课本中"探究活动"实验和"观察思考"实验的设置有充分的认识和理解,如10个"活动探究"实验设置意图为:
  
  1、 教师引导探究
  在研究物质性质的方法和程序教学中,安排了对氯气的性质的实验探究。由于高一学生他们往往来自不同的初级中学,存在一定的学习差异,无论知识水平和实验能力都比较有限,探究能力还很欠缺。因此一开始的探究活动要注意不能超出学生的能力范围,必须在教师的指导下进行探究,使学生对实验探究有初步的认识和体验。例如:对"氯气能与水反应吗?"的探究,可设计成几个比较小的探究任务让学生分步骤、分层次的去完成,学生有获得成功的喜悦,效果较好。
  探究任务1:氯气能溶解于水吗?氯水是什么颜色的?
  (将盛满氯气的试管倒置与水槽中,观察液面上升情况和氯水颜色)
  探究任务2:氯气有漂白作用吗?
  (将干燥的氯气依次通入盛有干燥红纸条的集气瓶A和盛有湿润的红纸条的集气瓶B,只有湿润的红纸条褪色了,是氯气具有漂白性,还是氯气与水作用生成的物质具有漂白性,氯气与水作用生成什么物质呢?)
  探究任务3:氯水的成分有哪些?氯水可与哪些物质反应?
  指导学生根据课本提供的试剂和仪器设计实验并进行验证,氯水分别与紫色石蕊溶液(先变红后褪色)、镁条(反应剧烈有气泡产生)、硝酸银溶液(有白色沉淀产生),分析得出氯水的成分。
  2、小组协作探究
  俗话说"三个臭皮匠,赛过一个诸葛亮",像单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系、铁及其化合物的氧化性和还原性、不同价态硫元素间的转化等,需进行实验方案设计并进行验证的活动探究。对高一的学生而言,独立完成该项任务是有一定难度的,可在课堂上让学生一起合作交流,利用小组成员共同讨论、团结协作,完成实验方案设计。
  如对"铁及其化合物的氧化性和还原性"探究,课本只提供了"方法导引"上一些信息和"工具栏"上一些试剂,对学生的实验能力要求较高。在实施合作交流中,可根据学生的实际情况和探究的任务,分成三个小组,一组负责具有氧化性的物质,二组负责具有还原性的物质,三组负责既有氧化性又有还原性的物质。课堂上同学们运用学过的常见的氧化剂和还原剂,以及课本提供的试剂,找到自己认为正确的实验方案,积极讨论、相互启发,再请各小组派代表进行实验方案设计汇报。
  在学生设计的方案中,也存在着如下问题:(1)为证明氯化铁有氧化性而选择还原剂时,不考虑物质存在的状态和实际反应原理,认为只要是常见的还原剂就行,而选择氢气、碳、二氧化硫、硫酸亚铁等还原剂。(2)验证单质铁的还原性,当铁分别与氯气、氧气、稀硫酸、稀硝酸等不同氧化剂反应时,对生成物中铁的化合价是 2价还是 3价不甚了解。(3)对如何设计实验证明"铁三角"之间的转化产物,还很欠缺。因此教师还需对学生提出的方案进行筛选,注意实验方案设计的可操作性,并指导学生进行实验验证。
  
  3、学生独立探究
  对于课本上金属钠在不同条件下与氧气反应,碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质比较,氯、溴和碘单质的氧化性强弱比较等"活动探究",因实验目的明确,实验操作步骤简单,可让学生在分组实验中独立完成探究任务,指导学生认真观察反应现象,做好实验记录。如氯水加入溴化钠溶液能产生溴单质、溴水加入碘化钾溶液能产生碘单质,氯水加入碘化钾溶液也能产生碘单质,根据实验记录的反应现象,引导学生根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性的规律,归纳得出氯、溴和碘单质的氧化性由强到弱的变化规律。
  二、问题探究
  探究性学习是新课程积极倡导的学习方式,然而一切探究活动都是紧紧围绕着问题而展开的,没有问题就无所谓探究。课本设置的"交流研讨"的问题23处,"迁移应用"问题9处,如充分利用好这些栏目,就能有效地组织学生开展积极的课堂探究学习活动,灵活处理本栏目中提出的各种问题,往往能获得意外的教学效果。
  1、常规性问题探究
  课本设置的"观察思考"实验10个,其实就是教师演示实验,设置意图不仅让学生认真观察,有关物质的物理性质、化学性质等反应现象,关键是根据观察记录的反应现象,引导学生思考提出的有关问题,达到探究性学习的效果。例如:氨的喷泉实验,为了避免学生只被美丽的喷泉现象所吸引,可提出以下几个问题让学生思考,(1)喷泉实验形成的原理是什么?是不是所有气体都能产生喷泉?(2)喷泉实验说明氨气具有哪些性质?(3)氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗?喷泉呈现红色说明了什么问题?
  2、诱导性问题探究
  课本第21页"交流研讨"中要探究的问题是,"1 mol 不同物质的质量和体积",由于表格中数据、单位、化学式、条件等很多,B层次的多数学生看了许久,也不知所以然。如果能够给学生提供几个阅读问题,(1)表中化学式这栏提供的物质状态有何特点?(2)1 mol不同物质的质量与该物质的相对原子质量或相对分子质量有何关系?(3)在相同的温度和压强下,1 mol不同气体的体积在数值上有何特点?启发诱导的一个重要手段就是要创设问题情境,让问题引领思维,在上述问题的"诱导"下,问题便迎刃而解了。
  3、发展性问题探究
  发展性问题是指具有发散性、综合性、规律性的问题。"交流研讨"和"迁移应用"栏目中有一半以上的问题,不是仅有一个标准答案,而是希望通过学生之间的相互交流和讨论,能得出多种可能性答案,培养学生发散性思维,该栏目的问题最能体现师生互动、生生互动。例如:让学生交流讨论,H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应、H2SO4溶液与NaOH溶液反应、KOH溶液和盐酸溶液反应、BaCl2溶液和Na2SO4溶液反应、Ba(NO3)2溶液和Na2SO4溶液反应的离子方程式的书写。通过比较上述离子方程式特点,你发现了什么规律?从而引导学生归纳出离子方程式表示的意义,以及离子反应的本质。通过师生之间共同讨论,将多种答案进行整合,形成规律性认识。
  三、课外探究
  1、研究性学习
  研究性学习就是通过学生自己提出问题,确定研究课题,设计研究方案,收集、整理、分析资料,从而学会发现问题并解决问题的一种自主探究学习活动。在化学教学中有许多素材可作为研究性学习的课题,如对人类或对我国有突出贡献的化学家、化学重大新科技、重大环境公害、生活中化学等。组织学生进行课外研究性学习活动,可以扩大学生的视野,增长知识,培养学生的各种能力。学生可以上网或去图书馆,查阅有关文字资料、图片和影像资料,可以到实验室动手做实验,可以去工厂、商店进行实地调查,还可以去人群中进行问卷调查等。虽然学生得出的结论不一定完全正确,实验方案也不一定合理,但这些分析、假设和结论对学生来说是一种思维的创新过程,也使学生直接体验了科学研究的过程和方法。
  2、家庭小实验
  爱迪生通过家庭实验发明了电灯,成了伟大发明家,新课程的理念也是希望通过探究活动多培养一些创新人才。对于高一的学生而言,探究习惯的形成,首先来源于兴趣,教师可充分利用"练习与活动"中提供的,化学与日常生活联系比较密切的背景资料,对一些探究欲望比较强烈的学生,帮助指导他们建立家庭小小实验室,进行家庭实验探究。如鉴别亚硝酸钠与氯化钠、食盐中碘酸钾的测定等,以提高学生对化学学习的兴趣和探究的能力。
  鲁科版化学1(必修)课程模块三维目标中的过程与方法,其实是指教学过程中为学生设计的探究性学习活动和其它形式的学习活动,综上所述探究性学习活动贯穿在教学过程的每个环节,因此教师要把握好探究性学习的密度、适度和时机,引导学生精心设计实验探究方案,指导学生科学的探究方法,培养学生实验探究能力和增强探究意识,为未来社会培养实用性人才,这就是新一轮课程改革所想要达到的目的。
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