啟發式(Heuristics)是一種促進學生主動學習、自主發展的教學觀。我國化學教學中的啟發式,突出實驗教學和形象化教學;突出學生的學習實踐活動;突出激發學生的學習興趣和動機。激勵他們積極思考、主動探索的精神,以不斷發展學生的智力,培養能力,使他們得到全面發展。
隨著課程改革的不斷深入,化學新課程標準的實施,初中化學實驗教學將更加引人注目。廣泛開展實驗教學,是推進創新教育和培養學生科學素養的有效途徑和方法。我們使用的初中化學新教材是根據新課程標準編寫的化學教材。與舊教材相比增加了大量的化學實驗。因此,深入研究實驗教學、優化課堂教學設計、切實有效地提高實驗教學質量,是一個非常重要的教研課題。
本文主要是論述啟發式教學在初中化學實驗教學中的應用,拋磚引玉。與大家互相交流學習,探討啟發式教學的教育思想,闡述它在初中化學實驗教學中的價值,讓它在教育教學中發揮更大的作用。
一、化學實驗中實行啟發式教學的基本要求
要在初中化學實驗教學中實施啟發式教學,就必須領會啟發式教學的精神實質,研究初中化學實驗,搜集和整合各種教學資源,掌握各種教學方法和現代教育技術。
啟發式教學是在吸取中外教育遺產的基礎上提出來的。我國古代教育家孔子提出的“道而弗牽,強而弗抑,開而弗達”的教育思想和“不憤不啟,不悱不發”的教學要求,就是啟發式教學。啟發式教學并不是具體的教學方法或教學模式,而是一種教學觀。它的精神實質是,教師在教學過程要研究教育方法,講究教育藝術,要善于調動學生學習的內部動力。激發學生的求知欲望,引導學生獨立思考。主動探索,不僅要讓學生掌握實驗涉及的化學知識,還要激發學生的實驗興趣,關注學生的實驗行為,以實驗為教育手段開拓學生的思想方法,培養學生的科學精神和科學態度。
深入研究實驗是實施啟發式教學的前提,缺乏對實驗的研究,啟發式教學就會失去依據。就會由于啟不得法而導致啟而不發。實驗研究的內容是廣泛的。
二、化學實驗中實施啟發式教學的幾點做法與應用
(一)精心設計實驗,創設教學情景
創設教學情景,就是誘發學生急切解決問題、探知事物本質的心理體驗。學生帶著這種心理上的期待感參與學習活動。積極性將倍加增強,注意力格外集中。大腦皮層高度興奮。這不論對學生知識的學習還是能力的發展,都大有好處。創設一個能激發學生求知欲望的教學情景,是進行啟發式教學的良好開端。運用化學實驗創設教學情景,可以從以下兩個方面著手。
1,用現象去刺激學生的感官,使學生產生驚奇感,從而激發他們的好奇心和求知欲。
例如,上“燃燒與滅火”這一課中的“爆炸”內容,我先演示了不蓋蓋子的粉塵爆燃實驗,然后又演示了蓋上蓋子的粉塵爆炸實驗。又運用多媒體手段,播放了利用油瓶進行粉塵爆炸實驗的視頻。這些實驗和課件,使整個教室都沸騰起來。學生問這個問題,議論那個問題。他們急于明白,為什么不蓋蓋子的粉塵爆燃是安全的,而蓋上蓋子的卻會發生爆炸?為什么油瓶會被掀翻……這時,我順勢引導學生進行對比討論,學習熱情高漲。
2,對實驗進行改進和創新,打破學生對課本知識過分依賴的思想,激發學生探究的欲望。
例如,教“二氧化碳與滅火”這一課,上課時我直接把連接二氧化碳發生裝置的導管插到放有兩根燃著的蠟燭的燒杯中,讓學生觀察蠟燭慢慢熄滅的過程,這時學生可以很清楚地看到下層的蠟燭先熄滅,上層的蠟燭后熄滅的現象。然后我又按課本中的方法,直接把一瓶二氧化碳倒入放有兩根燃著的蠟燭的燒杯中,也出現了上述現象,只是兩根蠟燭依次熄滅相隔的時間短。這時有學生交頭接耳在討論,有的趕緊翻書查,有的直接問為什么。于是,我引導學生分析:①蠟燭為什么熄滅?②為什么下層的蠟燭先熄滅?學生在這分析討論過程,注意力高度集中,踴躍發言。通過分析討論,得出二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒、密度比空氣大的性質的結論。提高了學生的認識水平。另外,在做探究物質燃燒條件的實驗時,為了驗證溫度必須達到物質的著火點時,可以用筷子和紙張代替木條與煤做對比實驗,簡單易行,實驗現象明顯;驗證物質必須和空氣(或氧氣)接觸時,可以先分別點燃兩支蠟燭代替一支蠟燭,然后在其中一只上罩一個玻璃杯,對比實驗現象,學生很容易就得到正確結論。熄滅的是蠟燭,點燃的是學生智慧。
(二)針對實驗現象,啟發學生思維
化學實驗教學的目的之一,就是借助化學實驗幫助學生形成化學概念,理解化學知識,培養思維能力。要實現這個目的,就要利用實驗現象激發學生思維,教學途徑主要是下述兩個方面。
1,通過對實驗現象一層扣一層的分析,使學生實現從感性認識到理性認識的飛躍
例如,第三章構成物質的基本微粒中“分子”一課的教學,我在上課前,將一個盛有少量濃氨水的小燒杯放在講臺桌上,讓氨水揮發到整個教室。上課時,我問學生:你們上這一節課有什么特別的感覺?學生答:聞到了氨水的氣味。我又問:你們怎么會聞到氨水的氣味?學生答:講臺桌上放著氨水。我說:我將氨水放在講臺桌上,并沒有倒在你們的鼻子里,你們怎么會聞到氨的氣味?學生答:氨自己會跑過來。我接著問:你們誰看見氨“跑”(擴散)過去了?學生搖搖頭說看不見。“是的。氨確實跑(擴散)到你們那兒了。使你們聞到氨的氣味。可是,這一千真萬確的事實,誰都看不見。這說明了什么問題呢?”讓學生思考片刻后,部分學生作出了回答:這說明氨是由許多肉眼看不見的東西構成的。我接著講解:是的,氨是由許許多多肉眼看不見的微粒構成的,這些微粒由于不斷運動而擴散到空氣中,使我們感覺到氨的氣味。我們把這種微粒叫做氨分子。就這樣,通過對“氨水揮發”這一感性認識的層層分析,形成了分子的概念,使抽象的知識形象化、具體化。
2,通過對實驗現象的質疑,使學生掌握“透過現象看本質”的科學思維方法
例如,在“空氣”這一課的教學中,我先請兩位位學生上講臺做一個實驗:瓶吞雞蛋。我事先準備好實驗用品,要求學生在雞蛋不被破壞的條件下,使這只大雞蛋進入瓶口小的瓶中。學生回憶以前所學的知識,兩人共同合作,很快就完成任務。針對瓶吞雞蛋的實驗現象,我向學生進行質問:大雞蛋通過了小瓶口是什么原因呢?這又說明了什么?學生根據實驗現象思考、討論“吞蛋”原理,抓住了燃燒需要氧氣的生活常識,得出空氣中含有氧氣的結論。領會了“透過現象看本質”的思維方法。
(三)通過實驗討論,開拓思維方法
組織學生圍繞實驗中的某些問題展開討論。讓學生大膽發表自己的認識和見解,這樣,可以激發學生學習的主體意識,調動學生實驗的積極性,引發學生的思維。在討論過程,學生相互交流思想,互相啟發,可以取長補短,拓寬思路,從而更深刻、更完整的認識有關問題。例如,上第一章第二節“蠟燭及其燃燒的探究”時,我沒有照課本內容按部就班進行實驗,而是把重點放在訓練學生的觀察和描述實驗現象、發現問題的能力上,引導學生仔細觀察,記錄實驗現象,并認真思考,嘗試提出自己的“新發現”。下面是學生經過觀察,提出的問題:
①為什么點燃蠟燭時,火焰先較大后變小,過一會兒火焰大小才比較穩定?
②在無風時,為什么蠟燭火焰也會搖晃閃爍?為什么火焰總保持向上?
③為什么蠟燭要用棉線做燭芯?燭芯點燃后為什么是黑色的?熄滅后燭芯為什么會變“硬”?
④蠟燭為什么越燒越短?常溫下,固態蠟燭能燃燒嗎?液態蠟燭能燃燒嗎?
⑤燒杯罩在火焰上放置時間較長后,燒杯內壁會有黑色固體出現,這是什么物質?
組織學生圍繞著這些問題展開討論,不斷引導學生的思路,對各種意見進行論證。然后將那些正確的認識加以總結。這次討論,既培養了學生自主探究的興趣,又使學生初步了解了設計實驗的基本思維方法。
(四)運用實驗手段,探索未知領域
化學是一門以實驗為基礎的科學,大部分的化學知識都是通過實驗得出的。因此,在化學實驗教學中。要有意識地引導學生運用實驗手段去探究未知的化學知識,明確“問題—假設—實驗—觀察—分析—論證—結論”的科學探究過程。
例如,在上“氫氧化鈉與二氧化碳反應”這節課的教學,我不滿足教材的編寫形式,用發現法進行教學。用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳,然后倒入氫氧化鈉溶液,蓋上瓶蓋,并搖動礦泉水瓶,這時就可以看到礦泉水瓶變癟了。同時發出噼里啪啦的聲音,現象很明顯。而后用針筒吸稀鹽酸,把針頭刺進礦泉水瓶,把鹽酸注射進去,在噼里啪啦中,礦泉水瓶又恢復了原形。我利用礦泉水瓶變形實驗引導學生理解氫氧化鈉與二氧化碳反應的實質,通過礦泉水瓶恢復原形引導學生分析碳酸鹽的檢驗方法的實際應用。這樣教學,對培養學生的想象能力、創造能力和掌握科學方法都很有好處。
(五)開展課外實驗,鼓勵開拓創造
實驗教學不要局限在課堂里,而要擴展到課堂外。課堂教學難以適應每一個學生個性發展的要求。而且,課堂教學受時空條件的限制,對學生能力的培養有一定的局限性。開展課外實驗,為學生開辟一個新天地,鼓勵學生大膽探索。能充分發展學生的個性品質,培養開拓精神和創造能力。例如在課外組織學生自制咸鴨蛋,表演化學魔術等。
三、改變單一的評價形式,評價形式從單一變為多元
新課程強調建立促進學生全面發展、教師不斷提高和課程不斷完善的評價體系,在綜合評價的基礎上,更多的關注個體的進步和多方面潛能的開發。這種“立足過程、促進發展”的評價思想,要求對課堂教學的評價重點必須由結果向過程、由成績向態度、由顯性指標向隱性指標轉移。教師對學生的評價也一樣,我們要努力做到具體和概括的最適當的結合,可以具體評價的內容就采用具體的評價標準(例如探究活動,內容充實多樣;學生自主活動有時間、有空間、有實效等方面),應該采用概括評價標準的就應該采用概括評價標準(例如關于學生的情感態度的方面的評價),讓學生充分享受實驗活動過程中的樂趣。
四、成效與反思
在初中化學實驗教學中實施啟發式教學,并不是去構建一個固定的教學模式,而是施展各種教育技巧,將啟發式教學的思想貫穿于整個實驗教學過程。為學生的發展提供了更廣闊的空間。居里夫人曾說:“好奇心,是學者的第一美德。”成才需要好奇心,而化學實驗以及多元化評價是激發學生好奇心的源泉,利用實驗可以充分調動學生學習化學的積極性和主動性,利用實驗可以發展學生的各種能力和良好的個性品質,不斷提高學生的科學素養。通過調查發現有以下觀點在教師還是比較普遍:
1,化學實驗中的活動與探究需要一定的時間來保證,許多教學內容在規定的時間內難以完成;
2,有些活動與探究建議中的活動無目標、無定論、不好把握;
3,學校辦學條件、實驗儀器和經費、安全保障在一定程度上限制了實驗活動的開展:
4,教師本身探究能力、工作負擔、指導學生探究的水平也會制約實驗活動水平的提升。
(作者單位:晉江季延初級中學)