徐新坤
“活動與探究”是培養學生科學探究能力的主要教學方式,在教學過程中教師應優化教學策略,以實現化學知識的落實與學生探究能力培養的完美統一.為有效達成這一學科教學目標,筆者認為教師應在以下幾方面作出努力:以問題情景驅動科學探究活動;以知識的獲取作為核心設計和實施科學探究活動;根據實施條件設計不同的探究活動;注重學生探究能力和水平的評價.
一、運用發現式的探究方式,培養學生探究能力
“沒有大膽的猜想就做不出偉大的發現.”(牛頓)猜想作為科學認識過程中的一個基本環節,在培養學生創造性思維,發展學生的探究能力等方面發揮著不可或缺的作用.利用科學實驗作為猜想的依據,可以讓學生體驗科學探究的過程,幫助學生養成善于發現、勇于交流、樂于合作的良好習慣.“學習任何知識的最佳途徑是自己去發現”(波利亞).筆者在教學過程中,常常運用發現式的探究方式,引領學生步入探究天地,培養學生探究能力.譬如,執教“質量守恒定律”這一內容,筆者設計并實施了三個核心環節:提出問題→實驗探究→微觀解釋.在“提出問題”這一環節,筆者運用多媒體演示:煤和木材燃燒后質量變小的情景;1673年,英國科學家波義耳在敞口容器中加熱金屬,結果發現反應后質量增加的畫面.然后在密閉容器中進行白磷燃燒前后質量不變的演示實驗.通過上面的媒體展示與實驗演示來創設問題情景,引導學生思考:了解了上面的事實,你有何發現?你認為化學反應前后,物質的總質量會不會改變?如何改變?于是學生作出了如下猜想:①變大(依據波義耳的實驗);②變小(依據蠟燭燃燒);③不變(依據教師演示實驗).在“實驗探究”這一核心環節,筆者給學生提供三個實驗方案:(A)鐵和硫酸銅溶液反應、大理石與稀鹽酸反應;(B)過氧化氫溶液與二氧化錳溶液反應、氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應;(C)澄清的石灰水和碳酸鈉溶液反應、碳酸鈉粉沫與稀硫酸反應.要求每個小組任選其中一個方案進行實驗.實驗完畢,組織學生圍繞下面問題交流討論:①你的實驗結論與原來的猜想一致嗎?②哪些實驗總質量不變呢?哪些實驗總質量有變化呢?③導致變化的原因是什么?④如果有生成的氣體跑掉,是否可以改進實驗裝置?最終通過改進實驗,再次觀察,形成共識:反應前后總質量相等.在“微觀解釋”環節,筆者通過多媒體展示電解水的微觀過程,幫助學生弄清質量守恒的奧秘:原子是化學變化中不可再分的最小粒子,化學反應中原子只是重新組合,其種類、數目、質量都沒有改變,所以,反應前與反應后物質的質量總和必然相等.
教學設計是為教學目標服務的.面對“質量守恒定律”這一教學內容,許多教師都會采用科學探究的方法引導學生對質量守恒進行探究、概括.然而,探究的落腳點在哪里?如何設計并優化探究活動,以促使教學目標得以更好地實現?教學過程中,筆者利用創設生活情景和科學實驗提出探究的問題,在提出問題的同時,向學生滲透了本節課將從質量的角度來研究化學變化這個主要目標;接著,利用生活現象、科學家的探究結論和教師現場的演示實驗,產生的三個不一致的結果,來激發學生的探究欲望,培養學生敢于質疑、樂于探索的科學品質.
二、注重對學生探究能力及發展水平進行科學評價
評價是探究學習過程中不可分割的一部分,評價的方式也應是多樣化的,既要有過程性評價,也要有總結性評價,既可以在探究活動中評價,也可以用答題的方式評價.常用的學生探究能力和水平的評價方式有:活動表現評價、紙筆測試評價、檔案袋評價等.下面筆者著重談談運用紙筆評價方式評價學生科學探究能力及發展水平應當注意的一些問題.
紙筆測試是最普遍、最常見的一種評價方式,在紙筆測試中考查學生科學探究能力的主要憑借就是科學探究型的試題.雖然紙筆測試難以考查學生的操作情況,但是可以利用探究試題的開放性,或設計、或補充、或修正、或評價等豐富的實驗情景來完成對學生科學探究能力及水平的考查.基于以上考慮,教師可以設計如下的三種類型題,對學生進行紙筆測試:①方法探究題(考查學生提出問題、分析問題、演繹、歸納等能力);②閱讀探究題(考查學生探究的全過程、步驟,即探究的思維程序);③設計探究題(重在考查學生進行實際探究的設計能力,如要求學生寫出探究方案或報告).
編制探究題應注意以下幾點:①體現公平性和導向性.題目內容以核心知識的應用為基礎,要考查學生以化學知識和技能為基礎的科學探究能力的發展狀況,給教師的教與學生的學以正確導向.命題既不拔高要求,也不降低標準,以保證評價的效度和信度.②體現新穎性和創造性.題目的背景素材對學生來說應當是新穎的,具有一定的生活氣息和時代色彩.探究題的素材應以課本中的某一素材或某個實驗為起點,進行適當的延伸,以增強題目的新穎性和陌生感.③體現針對性和開放性.要選擇最能表現學生探究能力的重點環節進行設問,且要把握問題的開放程度.在探究的思維發散點上要進行有針對性的恰如其分的設問,以考查學生的探究能力,提升考試的效度.④體現階梯性和深刻性.問題的設計一定要與學生已有的知識經驗形成有意義的聯結,要遵循“由淺入深、循序漸進”的原則,在考查學生發現問題能力、提出問題能力、收集信息能力及制訂簡單的科學探究計劃和實驗方案的過程中,反映出學生對于科學方法的內化程度.設疑點應清晰準確,要有一定的思維含量,能夠激活學生思維,促使學生在已有的知識中去搜尋、比較、分析、歸類,尋找問題的解決方案,在層層遞進的提問過程中,實現對學生科學探究能力及實際發展水平的充分考查.
[江蘇省邳州市八路中學(221300) ]