摘 要:化學是一門以實驗為基礎的自然科學學科,對元素及其化合物的學習,應以實驗為基礎。“交流——探究”模式不僅可以讓學生獲得書本知識,同時還可以通過交流培養學生與他人溝通的習慣和溝通的能力,體驗知識獲得的過程,提高學生的動手能力,進而提高學生的科學素養和分析問題解決問題的能力。
關鍵詞:“交流——探究”模式;化學教學;假設;實驗設計;評價反思
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2015)36-0070-02
化學是一門以實驗為基礎的自然科學學科。中學化學的內容中元素化合物是其中的重中之重,在學習元素及其化合物知識時,主要學習它們的物理性質、化學性質、制備(包括實驗室制備和工業制備)以及物質的用途。而這些知識的學習離不開實驗。通過實驗設計、實驗觀察、實驗分析以及實驗報告或是對實驗的交流,都可以提高學生的能力,掌握靜態的化學知識,同時也學會與其他同學甚至老師間的合作與交流;學生通過對實驗的觀察與分析,提高溝通能力、表達能力等。因而,實驗在化學教學中的作用尤為重要。而我們教材中的實驗,都是一些驗證性實驗。為了貫徹新課程理念,提高學生的科學素養,我們可以教材內容作為素材,引導學生通過自行設計實驗探究學習,不僅可以獲得知識,同時還鍛煉了學生設計實驗的能力、交流合作能力以及對實驗現象或結論的描述能力。
一、“交流——探究”模式的設立與意義
“交流——探究”模式突出強調了學生學習的主體性和主動性,可以激發學生的興趣,調動學習的內驅力。“交流——探究”模式不僅可以讓學生獲得書本知識,同時還可以通過交流培養學生與他人溝通的習慣和溝通的能力。通過交流可以提高學生按自己的目標或目的進行描述的能力;通過探究提高學生的動手能力,提高學生的實驗設計能力和實驗反思能力。經過不斷的教學實踐、總結與反思,歸納出“交流——探究”教學模式的基本流程。
二、“交流——探究”模式在化學課堂教學中的應用
“話不說不透,理不辯不清”。在教學中,教師在備課時,根據教材內容和學生掌握此知識會存在的障礙,都要有預設的目標。比如,學習鎂的性質課題的時候,如果教師只是平鋪直敘地講解鎂既能與氧氣反應,又能與氮氣反應,還可與二氧化碳反應,學生只是一味地接受,可能學生也能學會,但這樣的課堂是沉悶的,不能激發學生的學習興趣,也不能增強學生學習的內驅力和學習的主動性。我們可以從金屬在空氣中發生的反應是金屬與氧氣反應,但將鎂在空氣中燃燒后稱量發現燃燒后的質量并不等于應生成的氧化鎂的質量,通過頭腦風暴的交流與辯論,提出假設并設計實驗探究,從而掌握了鎂在空氣中燃燒發生哪些反應的結論,在學生頭腦中“生成”了鎂在空氣中燃燒的反應和生成物的知識,同時激發學生學習的活力與動力。
(一)頭腦風暴,提出假設與猜想
在教學中,我們把“頭腦風暴”(是指讓學生自由發言,各抒己見)引入到課堂教學中,可以提高學生參與的積極性,提高學生對問題分析和描述的能力。在頭腦風暴的過程中,請學生表達自己的想法或者認識,但老師不對他們的描述作任何的評價,這樣就更利于調動學生主動表達的熱情,觸動發散思維的靈感。
在本教學實驗中,學生根據空氣中的成分是氧氣、氮氣、二氧化碳,同時還存在著較多量的水蒸氣,經過學生的交流與辯論,提出了三種假設:即除了鎂與氧氣燃燒外,還可能與氮氣反應、與二氧化碳反應、與水蒸氣反應等。以此我就將持相同觀點的學生分在一組,將所有學生分為三個實驗探究小組,分別針對他們自己提出的假設進行實驗的設計與實施。
(二)實驗探究,驗證假設與猜想
不同組別的學生按他們的實驗假設,進行實驗的設計,根據自己設計的實驗,列出所需的器材,并領取了他們進行實驗探究所需的儀器與藥品,然后按自己設計的步驟進行實驗,得出實驗結論,并與自己提出的假設進行對比。
學生通過交流與查閱資料等途徑進行了以下實驗設計:(1)認為氮氣與鎂發生反應生成氮化鎂的一組,從網上搜索而知道,如果存在氮化鎂,則加水后可以收集到氨氣,這樣就可以得出實驗的結論,即鎂在空氣中燃燒時,會有少量的鎂與空氣中的氮氣發生反應而生成了氮化鎂;(2)認為是二氧化碳與鎂反應的一組,首先猜測鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳,從而就可以設計實驗將生成的產物加入到鹽酸溶液中,由于實驗中產生了不溶于水的黑色物質,經元素分析是碳的單質,從而可以得到實驗的結論,鎂在空氣中燃燒時,不僅與氧氣反應,同時還能與二氧化碳反應;(3)而假設是鎂與水蒸氣反應的小組,首先假設生成了氫氣,但實驗未能成功(事實上沒有發生這樣的反應),但學生執著的探究精神也是值得肯定的。
(三)實驗結果的評價與反思
課堂教學中,老師與學生共同提出問題,學生通過對問題的思考與分析,提出各種不同的可能答案,老師根據學生對鎂在空氣中燃燒提出假設的不同分成了三個實驗小組(1組認為是氮氣參加燃燒反應、2組認為是二氧化碳參加了燃燒反應,3組認為是水蒸氣參加了燃燒反應),分別按自己的假設設計出相關的實驗步驟,通過實驗的實施,學生驗證了自己的假設成立與否,同時通過實驗操作,提高了學生的實驗操作能力,也讓學生體驗了科學家是如何做科學研究的。應該說,這種“交流——探究”模式的應用,不僅讓學生完成了一次實驗,在這個過程中,學生首先對問題進行分析,并提出自己的觀點,再進行實驗的設計與實施,因而還能讓學生學會對某一問題的交流和溝通,學會團隊合作,并體驗到團隊的力量要遠大于學生個體的能力。
總之,在化學教學中,我們與其采用滿堂灌或是教師演示按部就班地將知識傳授給學生,不如讓學生進行自主探索,讓知識在動態體驗的過程中進入學生的大腦。應用“交流——探究”模式,學生在交流探究的過程中,可以有著不同的積極思考與體驗,不僅學會了知識,同時學會了獲得知識的過程與方法,對學生的成長起到了積極的作用,也提高了學生的科學素養和分析問題解決問題的能力。
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