淺析初中化學教學中學生探究能力的培養

楊 明

（南京市百家湖中學江蘇南京211100）

淺析初中化學教學中學生探究能力的培養

楊 明

（南京市百家湖中學江蘇南京211100）

化學課程中的科學探究是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。它涉及到提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素。學生通過親身經歷和體驗科學探究活動,激發化學學習的興趣,增進對科學的情感,理解科學的本質,學習科學探究的方法,初步形成科學探究能力。而探究能力又與學生思維能力的培養、創造能力的挖掘密切相關。因此在化學教學中,應通過各種途徑,注重對學生探究能力的培養,以期達到在化學課堂中發展學生的綜合智能和全面落實素質教育這一目標。

一、設計有效的問題情境是培養學生探究能力的前提

探究性學習是學生在發現“問題”的情境下產生的一系列學習活動。問題激發起學生的探究欲望,問題引發了學生的探究活動。如果把學生的大腦比作一泓平靜的湖水,那么富有針對性和啟發性的問題情境就像投入湖水中的一粒石子,可以激起學生思維的浪花,啟迪學生的心扉,開拓學生的思維,使他們處于思維的最佳狀態。在教學過程中,教師無論是在教學的整個過程中,還是在教學過程中的某些微觀環節,都應根據教學需要從不同的角度、層次和要求提出問題,揭示事物的矛盾或引起主體內心的沖突,動搖主體已有的認知結構的平衡狀態,從而喚起思維,使學生進入問題探索者的角色,參與到探究活動之中。

1.通過實驗創設問題情境

化學教學離不開實驗,化學實驗是化學教學中設置情境的有利因素,利用實驗可以設置許多生動、有趣的問題情境。如在學習“分子”時,可以通過有趣的“空中發煙”實驗創設情境：用一根玻璃棒蘸一下濃鹽酸,用另一根玻璃棒蘸一下濃氨水,然后在空氣中把兩根玻璃棒靠在一起,但不要接觸,發現有大量的白煙生成。教師可引導學生在感嘆這一實驗現象的同時,思考“為什么出現這樣的景象？”等問題,激發學生進一步探究的興趣和欲望。再如,在學習“金屬和鹽發生置換反應的條件”時,可以設置實驗：把鐵絲和銀片放入硫酸銅溶液中,要求學生觀察現象,提出“為什么鐵絲表面有銅析出,而銀的表面沒有銅析出？”來誘出學生的探究興趣。

2.利用與日常生活密切聯系和學生熟悉、感興趣的內容創設問題情境

因為學生在其感到熟悉和認為有用的情境中特別能發現問題和產生解決問題的迫切欲望。例如在“燃燒條件”的學習時,可以從室驗室酒精燈熄滅、燃燒木材要把木材架空、液化氣灶及煤爐都留有通風口等學生非常熟悉的現象提出問題,創設問題情境。再如,在進行“鐵的物理性質”教學時,可以設置如下問題：①鐵塊可以拉成鐵絲,說明鐵有何性質？②鐵塊可以打成菜刀,說明鐵有何性質？③炒菜的鍋鏟要接上一個木柄,說明鐵有何性質？這些問題可以引發學生生疑,在他們的意識中,創設探究的情景,使學生明確探究的方向,以激發學習動機。

3.以謬誤創設問題情境

在教學過程中,教師稚化自己的思維,模仿學生錯誤思維方式,進行推理、論證或演示實驗,當產生不合理結論時,極易使學生產生疑問。例如,不少學生認為,只有點燃后才能發生燃燒。教師仿照學生提出這一結論后,再演示白磷自燃實驗,使學生產生強烈的疑問,主動探究自燃的原因。

二、實施探索性實驗教學是培養學生探究能力的重要途徑

現代教育心理學指出,學生的學習過程不僅是一個接受知識的過程,而且也是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程。這個過程一方面是暴露學生產生各種疑問、困難、障礙和矛盾的過程,另一方面是展示學生發展聰明才智,形成獨特個性與創新結果的過程。而探索性實驗教學就是主張讓學生通過自主的參與知識獲得的過程,掌握科學研究必須具備的科學方法,探究性地獲得科學概念,并逐步形成探究能力和科學態度。

1.利用好化學教材中的探索性實驗

如學習“實驗室制氧氣的反應原理”時,先讓學生單獨加熱氯酸鉀,發現氯酸鉀受熱至熔化后才緩慢地放出氧氣,再讓學生加熱加入二氧化錳后的氯酸鉀制氧氣,發現放出氧氣的速度明顯加快。然后讓學生分組討論、提出假設：①二氧化錳本身分解放出氧氣；②二氧化錳受熱不放出氧氣,但能改變氯酸鉀的分解速率；③氯酸鉀與二氧化錳反應生成氧氣。這時,再單獨加熱二氧化錳,發現無氧氣放出,然后教師再借助實驗錄像,證明二氧化錳前后質量不變,化學性質不變,最后讓學生歸納出結論。經過這樣優化組合后,實驗的啟發性和探索性大大增加。

2.指導學生設計探索性實驗

現有教材中有很多驗證性實驗,在教學中,教師可將其設計為探索性實驗,激發學生的好奇心和求知欲,促使學生主動探索解決問題的正確途徑,讓學生成為新知識的探索者和發現者,體驗探究過程中的樂趣。

例如,“鋼鐵銹蝕”一節的教學就可設計為探索性實驗教學。

【提出問題】通過有關鋼鐵銹蝕造成經濟損失資料的收集,由學生自主提出問題：①如何防止鋼鐵生銹？②鋼鐵為何會生銹？

【作出假設】學生依據日常鋼鐵生銹的經驗及已有的化學知識,提出以下可能假設：①鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中氧氣作用的結果；②鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中水分作用的結果；③鋼鐵銹蝕是鐵與空氣中氧氣與水分共同作用的結果。

【實驗探究】分組,由學生討論后,設計實驗方案驗證假設。

例：某組同學設計以下方案：①將第一支試管用酒精燈烘干,放入一枚干燥、潔凈的鐵釘,用橡皮塞塞緊試管口,使鐵釘只與干燥的空氣接觸；②在第二支試管中放入一枚鐵釘,注入剛煮沸的蒸餾水至浸沒鐵釘,然后在水面上注入一層植物油,使鐵釘只與水接觸；③在第三支試管中放一枚鐵釘,注入蒸餾水,不要浸沒鐵釘,使鐵釘與空氣和水同時接觸。

【得出結論】一段時間后,由學生觀察分析,得出結論：鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹。

【課后延伸】收集資料并交流討論,提出鋼鐵防銹的合理建議。

3.實施探索性實驗教學要注意的問題

（1)問題易小不易大

探索性問題不要過于繁雜和開放,可將問題控制在一個點或面上,便于學生實現探索目標,得到正確的結論。如用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制氧氣的實驗,涉及到許多化學實驗問題,我們不可能將所有的問題提出來加以研究和解決,但是如果探索一些小問題,如不加或加入少量的二氧化錳對產生氧氣的速度有何影響,反應完畢后二氧化錳如何回收等,以使學生形成催化劑的概念即可。

（2)問題有可行性

實驗探索問題在內容、方式、方法和探索的程度等方面要符合學生的認識規律、知識基礎和能力水平。不能太難或過于簡單,超出學生的能力所及。對于初中生來講,由于他們所掌握的化學知識畢竟有限,生活經驗不很豐富,分析和解決問題的能力不是很強,對實驗過程中出現的一些現象,一時半會解決不了。如探索溶液導電性時,為什么連接氯化鈉水溶液的燈泡比連接氨水的燈泡亮？初中學生顯然無法回答。

三、重視情感教育和科學方法的教育是培養學生探究能力的重要保證

1.注重情感教育

設計教師與學生、學生與學生共同探究的教學環境時,應重視師生交往中的情感因素,以自己對學生濃厚情感去引發學生積極的情感反應,促使師生情感交融,以發展和諧的師生關系和學生與學生之間的愉快合作關系。在教學過程中,要營造融洽、寬松、平等、合作的探究氛圍,激發學生學習化學的濃厚興趣,使學生樂于探究。只有在教學中注重情感教育,才能使探究學習成為可能。如學生整日精神高度緊張,處于懼怕教師、厭惡教師等環境下,何以談學習？更不用說進行較高層次的探究學習。

2.注意滲透科學方法的教育

常言道：“授人以魚,不如授人以漁。”科學方法是人們探索解決問題與構造發展科學體系的有力手段和工具,也是促進學生發展,利于學生終生學習的“漁”。在探究活動的不同階段,需要不同的科學方法：在問題階段,主要有觀察現象、發現問題的方法；在假設階段,主要有推理、形成假說的方法；在檢驗階段,主要有實驗設計、觀察和實驗、收集和處理信息、歸納、演繹和數學等資料整理的方法等；在結論階段,主要有建立、檢驗和論證結論的方法,表達和交流的方法等。因此在探究教學中,教師要深入研究教材,提煉教學內容中某些方法要素,并在教學設計中予以滲透,讓學生在探究活動中體驗科學方法的運用。

科學探究是一種重要的學習方式,也是義務教育階段化學課程的重要內容,對發展學生的科學素養具有不可替代的作用。積極開展科學探究活動,對于改變學生的學習方式和教師的教學方式具有重要意義。通過科學探究,可以使學生在獲得化學知識和技能的同時,受到科學方法的訓練,體驗探究的樂趣,形成和發展探究能力。

1008-0546（2011）10-0017-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.10.008