探究是探究學習能力、培養學生創新能力和實踐能力的重要手段。一個完整的探究過程是:讓學生自己在學習和社會情境中發現問題,并予以猜想和假設,然后設計方案,進行實驗,收集和處理信息,研究和討論,從而求得問題的解決。此法能讓學生充分體驗和了解科學探究的過程,培養學生勇于創新的科學素質,體現交流協作的合作精神,鍛煉學生的綜合能力。
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗也是學生進行探究活動的重要手段。所以實驗探究是化學探究式教學中最常用也是最重要的探究方式。教師在教學中應最大限度地發揮實驗在探究式教學中的作用。
教材中的探究實驗一般都是證實性實驗,即引導、啟發學生去模擬、探究原科學家的實踐活動過程,發現“新”現象,通過聯想、判斷、推理和綜合分析,歸納出物質呈現此現象的本質和規律。這種實驗缺少新意,很容易讓學生感到乏味,從而難以激發學生的探究興趣,所以實驗探究方式也要多樣化。
一、設計一些“證偽性”實驗
在探究式教學中,除了證實性實驗外,我們還應有意識地設計一些“證偽性”實驗,使學生發現一些過去沒有注意到的因素和問題,同時也體驗到科學探究的曲折。
1.用“否定性實驗”證偽,如硫酸根離子的檢驗,多數學生認為應選擇硝酸鋇溶液和硝酸,現象是白色沉淀不消失。我們選擇亞硫酸鹽做此實驗,實驗結果也是白色沉淀不消失,證明試劑選擇是錯誤的。
2.用“失敗性實驗”證偽,如在學習苯酚與溴水的反應時,故意往稀苯酚溶液中滴加濃溴水,邊加邊振蕩,看不到白色沉淀。實驗為何失敗,激起了學生對問題的探究。教材中可利用的易失敗的實驗還有很多,如做銀鏡實驗時滴加氨水過量;證明蔗糖水解產物時,沒有用氫氧化鈉中和多余的硫酸等。
失敗的實驗使學生深刻體會到嚴格控制實驗條件對實驗成功的重要性,有助于培養探究性學習所需具備的嚴謹求實的科學素養。
二、探究實驗內容可以與教材不盡相同
高中新課程改革提倡教師創造性使用教材,而不是教教材。《課程標準》指出,教師要幫助學生尋找、搜集和利用學習資源,對學習資源進行整合、開發,幫助學生設計恰當的學習活動。
例如,蘇教版化學必修Ⅰ的專題一中第二單元《常見物質的檢驗》,涉及的離子檢驗有氯離子、硫酸根離子、銨根離子、鈉離子、鉀離子等,其實主要是復習總結初中化學知識,所以教材中的驗證性實驗對學生已經沒有多少吸引力了。針對這種具體情況,將其改成實驗題形式,讓學生設計實驗方案,區別失去標簽的四瓶無色溶液:氯化銨、氯化鉀、硫酸銨、硫酸鉀。告訴他們,鑒別好后自己貼上標簽,將其放在實驗室備用。結果學生的積極性大增,討論非常熱烈,實驗過程極其認真小心,貼標簽時神情慎重。最后離子的檢驗總結順理成章,效果良好,學生對本節課的知識印象深刻。
三、探究性實驗課題可以適度開放
在課堂教學實踐中,教師對于探究性活動由于習慣性思維的影響,所選擇的往往是探究指向唯一的實驗課題。事實上,教師多選擇適度開放的探究性實驗,對學生進行多角度思考、靈活多變的探究途徑或方法的引領,可以擴展學生的創新視野,激發學生的創新意識,有利于促進學生掌握科學的思想方法,有利于培養學生的發散性思維能力,有利于培養學生的創新精神和創新能力。
例如,在鑒別鐵離子和亞鐵離子的實驗中,給學生提供若干試劑,如硫氰化鉀溶液、氫氧化鈉溶液、鐵粉、雙氧水,讓各小組之間進行一場鑒別比賽,比一比誰的方法多、誰的方法好。學生通過組內交流討論,設計鑒別方案,再實驗驗證,最后歸納總結。
四、要與其他探究方式有機結合
在探究活動中,不同的探究課題所需要的信息具有不同的特點,信息的來源也往往不同,因此需要選擇不同的探究方式。《新課標》指出,科學探究可以使用觀察、實驗、資料查詢、調查訪問等方法。觀察是獲取自然存在有關信息的方法;實驗是通過人為的辦法制造某一情境和條件從中獲取信息的方法;資料查詢和調查訪問是收集別人在有關問題上曾經獲得的信息的方法。有些探究的問題,還可以采用理論與實驗相結合的探究方法。例如,在探究鋁的化學性質時,可以從鋁在元素周期表的位置、原子結構、金屬活動性順序表中的位置,推測鋁的化學性質活潑,易跟氧氣、酸、鹽反應,讓學生根據推測結果去猜想鋁的化學性質,接著讓學生設計方案,通過實驗加以驗證。
總之,探究性活動是新課程改革的亮點,也是轉變學生學習方式的行為。它是一個值得思考、探索的課題,需要教師勤于學習、勤于思考、勇于實踐,提高教師專業水平。在具體的教學實踐中,無論采用何種探究方式進行探究性活動,都應該以學生為對象,以促進學生發展為目標,讓學生真正成為探究活動的參與者、實踐者和研究者,使學生真正成為課堂教學的主人。
(責任編輯 羅 艷)