在化學實驗教學中進行探索性學習的嘗試

王志增

化學實驗是化學教學的重要組成部分,通過實驗教學,不僅可以培養學生的化學實驗技能,還可以為學生形成化學概念和理論提供豐富的感性材料,有助于培養學生的觀察能力、思維能力和嚴謹的科學態度,對學生進行科學方法的訓練。化學實驗是培養學生創新精神和創新能力的重要環節。

為了提高學生的綜合素質,即提高學生的動手能力、觀察能力,分析和解決具體問題的能力,開設化學實驗是十分必要的。在化學實驗中,學生預習、設計、動手、觀察、記錄、思考,從而了解物質的組成、結構、性質及變化規律,再用這些知識去解決實際問題。在不斷的學習、實踐中去提高去探索,從而提高學生的自身素質。因此,筆者在化學實驗教學中進行引導學生探索性學習的嘗試。

探索性學習的教學原則

自主性探索性學習鼓勵和引導學生從自己的學習生活和所熟悉的社會生活中去選擇內容題目,只有學習根據自己的興趣愛好自主選擇的內容,才能使學生傾注全部熱情,認真地進行學習,才能取得較好的效果。當然,尊重學生的自主性,并非不要教師的指導,如果在尊重自主性的名義下,忽略教師的指導,學生的內容選擇往往陷入經驗主義的誤區而缺乏規范和提升。

全面性探索性學習要注重科學知識和科學方法、學生智力因素和非智力因素、書本知識和實踐能力等的關系,并將分科教學的成果整合在需要解決的問題中,提供并擴展學生多元化學習的機會和體驗,激活學生在其他學習中的“知識儲存”。

層次性根據不同學生的自身特點,以不同的需求在課程設計時針對性地安排分層次的內容,以使每個學生的科學素養都得到充分的發展。層次性指根據學生的實際水平、不同的階段,設計的探索內容由淺入深、層層深入。

精心設計實驗,創設探索情境

精心設計并做好化學實驗,對于學生掌握化學知識起著重要作用。因此,根據教學內容適當增加實驗,往往能創設良好的教學情境,促使這一轉化的實現。如講授分子運動這一基本性質時,為了使學生頭腦中能夠建立起分子運動的表象,可補充一個簡單的探索性實驗:分別向一杯冷水和熱水中加入少量的質量相同的高錳酸鉀粉末,學生很容易發現高錳酸鉀粉末在熱水中擴散很快,整杯水很快變成紫紅色;而高錳酸鉀在冷水里則擴散很慢,整杯水需要較長時間才能變成紫紅色。通過觀察,學生很容易探索出分子的運動速度與溫度有關:溫度越高,分子運動速度越快;溫度越低,分子運動速度越慢。

改進實驗,延伸探索過程

認知心理學關于思維的研究成果表明,探索的過程首先是解決問題的過程。某些實驗中實驗裝置等方面所暴露出的不足,能使學生進入一種察覺到已有知識不能解決新問題的心理狀態,因而極大地激發學生探索改進實驗方法的興趣,延伸對實驗的探索過程。在學生討論實驗改進方案過程中,教師發揮的作用主要是進行一般性的原則指導,盡可能讓學生自行探究完成,教師只是在學生“疑無路”的情況下才予以點撥。比如,在做氨易溶于水的“噴泉實驗”的同時,讓學生積極思考產生噴泉的其他方法。教師提前設計一套裝置(制好幻燈片),在實驗錐形瓶外有一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量濃硫酸和生石灰,結果也產生噴泉。這樣,不同層次學生的探索興趣都會得到激發,創造能力也會得到不同程度的培養和提高。

親自實驗,增強探索體會

親自動手實驗是教師講解的同時學生分組實驗,為學生提供“躬行”機會的一種舉措,也是小組學習的一種形式。從實驗觀察效果的角度看,親自動手實驗有助于提高實驗觀察的效果。如在演示鹽酸、乙酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化鈉溶液、氨水、酒精等幾種物質導電性實驗時,學生很難察覺到燈泡發光的明暗程度。如果把該演示實驗改為學生分組實驗,學生對實驗中燈泡發光的明暗程度的觀察將會由“模模糊糊”轉變為“真真切切”。因此,對于那些實驗安全系數較高、操作難度較小、觀察能見度較差的實驗,很有必要將其“下放”成邊講邊實驗,通過教師——學生、學生——教師、學生——學生之間多向信息交流,完成探索任務,增強探索體會。

改進驗證性實驗,培養學生的探索能力

所謂改進驗證性實驗,是指將驗證性實驗重新設計成探索性實驗。驗證性實驗與探索性實驗之間的顯著區別是:前者先把結論、規律直接給予學生,再用實驗去驗證;后者是先把真實的物質和現象呈現給學生,讓他們通過觀察、操作、親身體驗去認識事物,發現問題,然后在教師的點撥和誘導下,學生利用已有的知識和經驗,通過研究探討,推理歸納,悟出道理,得出結論,形成規律。

改驗證性實驗為探索性實驗的途徑之一,是教師把部分驗證性實驗的順序重新進行探索性設計。例如,催化劑概念的建立就可以按照“實驗演示——觀察現象——提出問題——討論比較——分析歸納——得出結論”這一順序去進行。上述做法不僅體現了“教師為主導、學生為主體”的關系,而且激發學生探索化學問題的興趣,培養他們的探索、創新能力。

(作者單位:河北省邢臺學院初等教育學院)