新的化學課程標準倡導從學生和社會發展的需要出發,發揮學科自身的優勢,將科學探究作為新課程改革的突破口,激發學生的主動性和創新意識,促使學生積極主動地學習,使獲得化學知識和技能的過程也成為理解化學、進行科學探究、聯系社會生活實際和形成科學價值觀的過程。化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學的許多重大發現和研究成果都是通過實驗得到的。化學泰斗戴安邦說過:“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式。”化學實驗教學尤其是探究性實驗教學,能有效地激發學生學習化學的興趣,能為學生構建交流與合作的空間及平臺,能培養學生實事求是的科學態度和嚴謹治學的科學素養,為培養學生創新精神和能力提供活的源泉。因此,探究性實驗教學符合新課程改革的要求,也為全面實施新課程改革的理念提供實踐的廣闊平臺。
1.探究性實驗教學能有效地激發學生學習化學的興趣
萬事趣為先,興趣是最好的老師。初中化學是化學教學的啟蒙階段,首要任務之一是培養學生學習化學的興趣。為順利地完成這項教學任務,我在第一節化學教學中是這樣設計的:首先,用小型噴水器在白紙上噴出紅色的“化學”二字;接著,又用“玻璃棒”點燃一排小煙花。以此去展現化學的魅力并拉開學習化學的序幕,學生學習的熱情在幾分鐘內被我激發出來,教室里一片歡呼,個個興高采烈,一個個“為什么”自然流出,為學生學習化學埋下“興趣”的種子。于是我趁熱打鐵地問學生:“想不想知道為什么啊?”同學們異口同聲地答:“想。”我引導說:“要想知道其中的奧妙,那就和我一起去學習《 化學 》這門課吧。”于是順理成章地展開了初中化學“緒言”部分的教學。最后,我又設計了一個趣味實驗:“燒不壞的手帕。”把學生學習化學的熱情推向高潮,讓學生在無窮的回味中結束了本節課的學習。由于是第一節化學課,我沒有要學生去探究清楚其中的“為什么”,這節課雖然結束了,但是學生學習化學的熱情非但沒有結束,反而更加強烈。因為在這節課里我不僅埋下了“興趣”的種子,還激活了學生想探究的“欲望”。
這就是探究性實驗的魅力。在化學教學中常用這種方法,能把具體問題設計成實驗探究活動去進行,學生學習化學的興趣則像泉水般永流不息。
2.探究性實驗教學能構建交流與合作的空間及平臺
課堂教學不僅僅要學生掌握知識和技能,更重要的是要學會與人合作、學會與人交流,這是課程標準對教學提出的新要求。探究性實驗教學正好為學生與學生之間、學生與教師之間搭建了交流的空間與合作的廣闊平臺。
例如,在學習“二氧化碳制取的研究”這課題的內容時,考慮到學生已學習氧氣的制取,所以引入新課后,首先讓學生2人1小組去探究“氣體發生裝置和氣體收集裝置是如何確定”。此時教師在學生小組中來回巡邏,回答學生的疑問,啟發思考。再過3分鐘,每3個小組合成一大組,交流討論各自的看法。3分鐘后,各大組派代表用1分鐘向全班匯報組內達成的共識(用7分鐘)。然后,各大組根據其他組的看法調整思路得出正確判斷的方法。接著進入第二環節的學習,即“二氧化碳和氧氣制取實驗及相關性質比較”。根據需要自選儀器,也是按照分組討論、合作探究的方式進行。通過小組探究,分組討論,大組交流,大組代表匯報,大組根據其他組的匯報和教師的點評,做出裝置的整改方案及二氧化碳相關性質的結論。之后,進入第三環節的學習,即“選擇一套最佳的裝置來制取二氧化碳并討論如何檢驗生成的氣體是二氧化碳”。繼續采取自主學習、合作探究、交流討論的方式進行。
在以上三個環節的教學中,學生與學生之間一直保持著交流與合作的狀態;教師始終穿梭在學生之間,做學生學習的組織者、引導者、協助者、管理者,體現出“學生是太陽,課堂教學中教師要繞著太陽轉”的新型師生關系。這個交流空間與合作的平臺在探究性實驗教學中應用得恰到好處。
3.探究性實驗教學能培養學生實事求是的科學態度和嚴謹治學的科學素養
新的課程標準要求教學要全面實施素質教育、培養學生的科學素養。探究性實驗教學在培養科學態度和提高科學素養方面有著獨到的作用。
例如,在學習“二氧化碳的化學性質”時,同學們把二氧化碳氣體通入紫色的石蕊溶液中,看到紫色的石蕊溶液變紅色。于是,大部分同學認為是二氧化碳使紫色的石蕊溶液變紅色,而沒有往更深的層次去思考,“二氧化碳能溶于水,會不會是溶于水后,跟水反應生成的新物質在作怪”。為了培養學生實事求是的科學態度和嚴謹治學的科學素養,我把教材中的“演示實驗”變為“學生實驗”引導學生做如下的探究:取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花。第一朵紙花噴上稀醋酸;第二朵花噴上水;第三朵紙花直接放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中;第四朵花噴上水后,再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中。分別觀察四朵紙花顏色變化的情況。同學們在活動中看到了不同的現象,并進行了廣泛的交流和討論,最終得出了正確的結論:二氧化碳能使紫色的石蕊溶液變紅色的真正原因,是因為二氧化碳溶于水后跟水反應生成碳酸,是碳酸使紫色的石蕊溶液變紅色。
通過探究,同學們知道了“實踐出真知”的道理;也只有通過探究才能感悟到實事求是的科學態度和嚴謹治學的科學素養,是學習和工作必不可缺少的良好素質。
4.探究性實驗教學為培養學生的創新精神和能力提供活的源泉
新課程標準的最終理念是在讓每一位學生都得到發展的同時,最大限度地培養學生的創新精神和創新能力。在第四次全國教育工作會議和《 國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》精神中,特別強調對培養創新精神和創新能力的重要性,而探究性實驗教學在培養學生創新精神和能力方面有著獨到的功效。
例如,教學中把人教版《化學》教材中的第二單元里的課題3中習題的第5題:“利用下列所示儀器、藥品(及其他必要物品)進行實驗并探究。①“把二氧化錳加入裝有過氧化氫溶液的試管中”與“把過氧化氫溶液緩緩加入盛有少量二氧化錳的試管中”的實驗是否相同?哪種方法可以得到平穩的氧氣流?② 設計制取氧氣和試驗其性質的實驗方案,征得老師同意后實施你的方案,實驗后進行小結。在課堂上我首先組織各實驗小組對第 ① 小題作實際探究,實驗后進行交流和討論從而得出結論;然后把第 ② 小題作為一個課外探究題,讓學生進行探究的準備,第二天交方案并進行實驗。第二天,有一些學生帶來了石頭粉、黃泥粉、石灰渣、河沙等,告訴我說是想試驗一下它們是不是也和“二氧化錳”一樣能起催化作用;也有一些學生弄來了打點滴用的吊瓶和軟膠管,說是用來代替“注射器”,讓過氧化氫溶液輕松方便地流進反應器里,而且還便于控制過氧化氫溶液的流速,以控制反應速度,等等。
從學生準備的探究方案中可以看出,學生的實踐經驗非常豐富,動手能力非常強,所有這些都得益于在之前的學習中對學生進行的實驗基本操作的訓練,以及習慣于大膽放手讓學生對實驗進行探究;從學生準備的探究方案中還可以看出,學生在探究中能大膽使用替代品,充分體現了學生具有一定的創新勇氣和創新能力。這種能力的得來,充分證明了探究性實驗教學能為培養學生創新精神和創新能力提供空間和平臺,探究性實驗教學是培養學生創新精神和創新能力的活源泉。
(作者單位:賀州市八步區仁義中學,廣西 賀州,542814)