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自主探究在化学教学中的应用
作者:未知    资源来源:网络    点击数:    更新时间:2007-11-20    

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自主探究在化学教学中的应用

 

随着二期课程改革的不断深入,课程内容更加注重学生的生活体验和社会、科技的发展,重视体现师生、生生和课本之间的交流对话,使教学变成一种充满智慧的挑战,为教师提供了拓展创新的平台。这一切要求在教学中建立起体现师生互动,生生互动,学生自主探究学习的新模式,以满足学生发展的需要,达到新课程的要求,为学生的终身学习和发展奠定基础。

一、自主探究性学习的内涵

自主探究性学习是指学生通过自主参与获得知识的过程,从中掌握探究能力,形成探索未知世界的积极态度,培养创造意识和创新精神,提高实践能力,科学素质和自主学习能力,促进个性自主全面发展,为终身发展奠定基础。教师在教学过程中给学生提供帮助和引导,互助合作,共同提高。

二、课堂教学中实施研究性学习的理论基础

研究性学习观是建立在现代学习理论基础上的科学学习观,基本观点与传统消极学习观相对立,是积极的有意义的学习过程。从学生生理、心理特点看,学生有探究和创造的潜能,研究性学习本身可激发学生学习的兴趣、动机和求知欲。由于研究性学习过程依赖于学生主体的信息加工,重视用科学的认知方式和策略,尊重学生学习的认识规律,是积极主动的知觉过程,不在乎于获得问题解决的结果,更注重学习创造与主体性人格培养,并以此为研究学习的主要目的。

三、课堂教学中研究性学习的实施。

(一)实验领先,科学探究

化学探究性实验是指探索研究对象的未知性质,了解它具有怎样的组成,有哪些属性和变化特征,以及与其它对象或现象联系的一种实验。

教师可在每一章节起始时,安排一次系列实验,引出新的课题,实验内容包括这一化学问题的诸多方面,要反映其内在联系,学生自己能做的实验,尽量由学生自已动手完成。

 例如;高一化学《卤素》一章教学,可在第一课时安排一次系列实验,内容如下:①Cl2的实验室制法,②Cl2溶于水、氯水的制取,③Cl2H2的光照爆炸,④Na、Cu、P在Cl2中燃烧,⑤Cl2使有色布褪色,⑥Cl2和石蕊试液及试纸的作用,⑦Cl2AgNO3溶液作用,⑧Cl2NaBr、KI、Na2S溶液的作用,⑨Cl2和淀粉KI试纸的作用等。

虽然上述实验中某些装置比较复杂,Cl2又有毒,但这些实验现象对比强烈,观察度好,所以①-⑤由教师在实验室演示完成,⑥-⑨可用氯水代替氯气,由学生自己在课堂上动手完成。这样,学生在系列实验中获得了初步而新奇的,反映全貌的,但又是笼统的感性认识。对学好本章的内容就会产生很大的好奇心和探究欲望。

实验之后,立即组织学生进行课堂讨论有关Cl2的性质。

通过课堂讨论,实现由不知到知,由感性认识到理性认识,由浅入深的转化,使学生逐步领会新知识。

(二)问题情景设置,激发学生探究欲望。

现代认知心理学认为:思维的本源在于问题情境,而且以解决问题情境为目的,问题情境是指学生觉察到的一种有目的但又不知如何达到这一目的的心理困境。对学生来说,问题情境是引发认知冲突的条件;对教师来说,问题情境是引发学生认知冲突的手段。那么教师应该提出怎样的问题才能创设出恰当的问题情境,进而引起学生积极思维呢?例如:在原电池原理一节的教学中,设置这样一组问题:

问:将锌片、铜片分别平行地插入盛稀H2SO4溶液的烧杯中,有何现象?为什么?

答:锌片上有气泡,铜片上无气泡。锌在金属活动顺序中排在H的前面,能置换出氢;铜排在H的后面,不能置换出氢。

问:再用导线将锌片、铜片连接起来,现象有何不同?

答:铜片上有气泡产生。

问:在导线上串联一只检流计,指针如何偏转?由此得出什么结论?

答:检流计指针偏向锌一端,说明电流从铜片流出,经导线流向锌片,也即电子从锌片流出经导线流向铜片。

问:锌片的质量如何变化?为什么铜片上有氢气?两极各发生什么反应?

答:锌片流出(失去)电子,形成锌离子,进入溶液,锌片质量减轻,锌片上发生氧化反应。

Zn-2e–=Zn2+

溶液中的氢离子从铜片上得到电子,形成氢气,发生还原反应:

2H++2e¯=H2

问:从能量转变的观点来分析,原电池是一种什么装置?

答:化学能转化为电能的装置。

经过一系列问题探究后,学生从现象到本质,从宏观到微观,理解了原电池的原理,而且极大地激发了他们的创新欲望,训练了思维的深刻性。此时,教师及时出示事先设计好的一系列装置,让学生自己分析,哪些装置能构成原电池?指出正、负极。哪些装置不能构成原电池?为什么?通过知识的应用和迁移,从中加深了对原电池原理的理解,归纳出构成原电池的一般条件。

在化学教学中,教师应该深入地分析教材,结合学生的认知心理特点,来创设恰当的问题情境,正如孔子云:学之者不如好之者,好之者不如乐之者。让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多彩多姿,与人类息息相关的化学,积极探究化学变化的奥秘,形成持续的化学兴趣,增强学好化学的自信心。

(三)探究性作业的设计

化学探究性作业的设计正是教师有目的地引导学生自主发现、分析、解决问题,积极探究化学基本规律,认识化学在实现人与自然的和谐共处,促进人类和社会可持续发展中的地位和作用,三人行,必有我师,从而培养学生合作意识,创新精神和实践能力的系列策划活动。

化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用。在教学中,为培养学生科学思维的能力,设计探究性实验训练,让学生本人去动手、去观察、去思考,得出结论。例如,在学习分子的性质时,为证明分子间存在着间隙,可为学生安排如下实验: 50ml酒精和50ml水混合于量筒中与用一干燥带大胶头(如图)的胶头滴管,倒置,从导管口向滴管中加入显红色的水,水面约占总体积的一半(A处)再从导管口向滴管中加入无色酒精,加满滴管(B处)。

用拇指按住管口,上下颠倒滴管两三次,红色的水和无色酒精混合,

有少量气泡产生,橡胶头稍稍变“瘪”,松开拇指,液面下降

2cm—3cm(C处)。两套实验都让学生自己动手操作,可从中发现,

后一套仪器易得,操作简便,用料很少,现象明显,激发兴趣,培养

创新精神。

学生学习化学某一方面知识时教师不是直接告诉学生的最终结果

而是设计探究性作业,让学生自主探究,从而使知识系统化,并能举

一反三,触类旁通。例如关于O2  H2  CO  CO2  CH4等气体,应该

掌握的知识内容多,易混淆难记忆。这些物质的性质、制法、用途似乎“一听就懂”,但“一用就错”。如果教师为学生设计探究性作业,引导学生分析各种气体差异并加以综合、对比,找出其内在联系,总结出规律性的东西,就会使繁杂的知识条理化。学生通过亲身经历,体验简单的实验活动、知识总结梳理,经比较、判断形成有关认识,就会改变传统的“死记、硬背、题海战术”的学习方法。

探究性调查作为探究性作业的一种形式,是在教师的指导下对自己感兴趣的问题,能独立地或与他人合作,去查阅资料,实地参观,收集解决问题所需的材料、数据,然后将其进行简单的加工整理,以文字内容提出自己的观点、见解和建议。

例如:在学习水是人类宝贵的自然资源时,结合本地自来水源头的上游有江东鲈鱼餐馆,让学生了解衡量自来水水质的各项指标,调查自来水有没有受到污染,用什么办法解决,提出有关建议,写出一份关于当地水资源的利用和污染情况的调查报告。

通过学生的亲自实验,从而认识随着经济的发展,人口的增长,人民生活水平的提高,水资源短缺和水被污染的问题日益突出,合理开发利用和保护水资源是一项长期的重要的而且十分艰巨的任务,使每一个学生乃至每一个人都来关心水,爱惜水,保护水,树立起节约用水的好风尚。

四、在课堂教学中开展研究性学习的体会。

(一)挖掘认知的途径是开展研究性学习的前提

相同的化学知识,认知途径可以不同,比如制取Fe (OH)2 的实验,可以通过直接告知也可以教师边演示实验边启发学生思考或者让学生自己设计研究方案,自己实验,分析思考得出结论。因为教材中的方法不易观察到Fe (OH)2 是白色沉淀,可引导学生改进这个实验:

 1、教师创设问题。刚才我们按教材上的方法制Fe (OH)2 ,同学们观察到白色沉淀了吗?学生回答:“不明显”,那么,你们有办法改进这个实验吗?

2、教师启发引导。同学们想一想,为什么不能观察到白色沉淀?学生回答:“可能是氧气把Fe (OH)2白色沉淀氧化了”。教师答:“对,要观察到明显的白色沉淀,就要想法除去溶液中的氧气”。(实验室有的,估计学生会用到的药品和仪器,均给学生展示出来。)

3、学生设计方案。学生设计的方案有多种,通过交流评价后,给学生确定了以下两种较好的设计方案。

方案(1):实验操作步骤如下:

①取10mL蒸馏水加热待用;②取少量硫酸亚铁用2mL~3mL蒸馏水配成溶液;③加入少量铁粉;④加入一些植物油在所配溶液中;⑤把毛细滴管的下端伸入到硫酸亚铁溶液中挤出氢氧化钠溶液。

方案(2):如图,先打开止水夹a,使A管反应

一段时间后再夹紧止水夹a。

4、学生演示方案。演示方案(1)时比较顺利,

演示方案(2)时,在B中看不到沉淀。

5、教师引导学生发现问题。在刚才演示中不是看

不到白色沉淀,而是看不到沉淀,为什么?

6、学生讨论。通过讨论,学生们认为:看不到白

色沉淀的原因是稀H2SO4 过量,NaOH不足,因此,

要看到白色沉淀,就必须保证A中稀H2SO4适量,B中

 NaOH 过量。

7、学生再演示。同学们修改方案后,再实验就看到了明显的白色沉淀。

8、师生得出结论。师生通过讨论比较,最后得出方案(1)(2)均可,但方案(2)更方便。

不同的认知途径,需要教师深入研究挖掘才能获得,不同的认知途径,学习中需要的思维活动的数量,深度差别也很大。教师必须依据学校条件,学生实际,课时安排以及需要侧重培养学生的哪些能力、情感、目标等因素来选择具体实施的认知途径。这样才能更好更具针对性地开展研究性学习活动。使学生在学习过程中,知识、能力、情感三者兼得,是所有教师值得认真研究的问题也是开展研究性学习的前提。

(二)将认知过程有序地合理地进行分化,是顺利开展研究性学习的关键。

依据知识目标选定好认知途径后,如果将这些要求直接交给学生去独立研究学习,由于难度太大,可能难以顺利按既定的认知途径完成学习任务。比如上述的例子中,如果直接要求学生改进制取Fe (OH)2  的实验,不加引导,多数学生是完成不了的,如果教师将整个过程讲述给学生听,学生就只有接受,用不着自己去研究学习,当然就开展不了研究性学习。因此,要顺利完成研究的课题,交给学生研究的问题的难度必须恰到好处,太难完成不了,太易失去研究的意义。要做到这一点,教师必须将认知途径展现成具体过程,并按认知顺序分化成若干单元。如将制Fe (OH)2 实验改进的途径具体展现成如下几个单元:①引出课题;②找出不易观察到白色沉淀的原因;③引导学生设计研究方案,并对方案进行交流和评价;④学生按方案进行实验验证;⑤学生在实验中发现方案(2)看不到沉淀;⑥再找观察不到沉淀的原因;⑦再用实验验证;⑧讨论、比较后得出切实可行的实验改进方案。

将认知过程分化成若干单元后,总体学习难度就分解到各单元中。教师可以通过控制单元来调节问题的难度,有利于在不同学生中开展研究性学习活动。

五、探究性学习的成果。

探究性学习是一种不将现成结论直接告诉学生,而是让学生在教师的指导下自主发现问题,探索问题并获得结论的过程。这种学习方式在培养学生能力,发挥个性特长,启迪创造发明,全面提高素质等方面要明显优于接受性学习的学习方式,我校自2001年开始进行研究性学习收到良好的效果,有许多论文、小制做获漳州市一等奖、二等奖,在科学探究中,可以使学生在获得化学知识和技能的同时,受到科学方法的训练,体验探究的乐趣,形成和发展探究能力,学生主动发现和提出问题,培养强烈的问题意识,倡导勇于质疑,勤于思考的精神,激发学生强烈的学习愿望,勇于探索、创造和追求真理的科学精神。学生在生动、真实、多样的科学探究中主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用中,形成正确的情感态度和价值观,学生的自主性,独立性,能动性和创造性也将因此得到真正的张扬和提升。

 

 


 
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