夏小冬
摘 要:探究性學習作為一種學習策略,對培養和發展學生的科學素養有著不可替代的作用。文中通過舉例說明了探究性學習的一般步驟,意在強調采用探究性學習策略能使學習的過程更加有效、充滿快樂。
關鍵詞:探究 化學能 電能
探究性學習不等同于科學研究,它更多的是為了讓學生通過主動地觀察與比較,思考與總結,更好地學習前人的經驗,并逐步有效地轉化為自己的經驗。能夠有效地開展探究性學習,筆者認為需要解決以下幾個問題:探究什么內容,內容從哪里來,為什么要探究,如何開展探究,探究得出的結論是否有不足或還需作何補充?這些問題充分反映了探究性學習中的四個步驟:自探舉疑、合探解疑、共探質疑、再探懸疑,即由學生提出問題、解決問題、提出和解決深層次問題、由問題創造問題。
一、自探舉疑
探索是從疑惑開始的,有了疑惑才會有思考,才會有探究解決的欲望。發現問題、從而提出問題比解決問題更重要,如何才能培養學生自探舉疑的能力,從而進一步提出高質量的問題呢?筆者覺得重在引導,現在流行的學案導學、活動單導學模式能夠培養學生課前自探舉疑能力和自學能力,而上課前教師的問題情境的創設和切入點的選擇同樣具有異曲同工、推波助瀾之妙。
如學案中設計了這樣一問題:(閱讀課本p34)火力發電工廠是如何實現化學能向電能轉化的?如果在每步轉化過程中,能量利用90%,那么由化學能最終轉化為電能,能量損耗了 %,請評價火力發電的利與弊,并說說你有何建議和想法?
此問題設置的目的不僅是讓學生回顧上節課內容,化學能可轉化為熱能,更是想通過計算讓學生明確即使在每步驟中能量利用率很高,但是由于轉化步驟多,能量的損耗仍是很大的,從而引導學生提出疑問:化學能能否直接轉化為電能?
而教師在新課伊始時,從圖片切入,展示了三輻圖,分別為火電站工作圖、火電站工作原理圖、火電站尾氣排放圖,目的是讓學生結合預習情況更深層次評價火力發電的利與弊,同時產生新的疑問:有沒有更清潔的、更簡潔實用的裝置將化學能直接轉化為電能呢?
二、合探解疑
發現問題,就必需解決問題,如何解決?這就需要在合作中探究。教師要引導學生試圖模擬科學家解決問題的過程,讓學生積極參與科學探索過程中,體驗科學家如何面對疑難情境,學會搜集和加工需要的新資料,最終達到問題解決的探究過程。合探過程最好是分小組進行,然后再開展生生交流和組間交流,合探過程中,要及時提醒學生要善于“發現”“獵取”“洞察”,不能放過任何一個細節,更要提醒學生科學研究的道路不是平坦的,可能要經歷無數次嘗試或失敗才能解決問題,以此來培養學生的意志力。
合作探究前,首先要明確探究的目的、方案等,而不是腦中一片空白,面對實驗臺上眾多的儀器及藥品不知所措。本節內容教學中教師為降低探究難度可先作如下預設:將Zn片插入稀H2SO4;將Cu片插入稀H2SO4;Zn片與接觸插入稀H2SO4(不接電流表);Zn片與Cu片用導線連接(中間接電流表)插入稀H2SO4,提醒學生邊探究邊觀察記錄,初步讓學生明確化學能是可以直接轉化為電能。但是在什么條件下化學能才能轉化為電能呢?教師提供下列藥品與器材:燒杯、Zn片、Cu片、稀硫酸、石墨碳棒、乙醇、西紅柿、導線、去除電池的音樂賀卡,讓學生合作探究,通過嘗試使賀卡響起來,這樣不僅活躍課堂氣氛,也讓學生在合作探究中明確原電池的形成條件,解決了第一階段的疑問。
三、共探質疑
盡管通過合作探究過程可以暫時解決最初的疑惑,但是在合作探究過程中,細心的同學一定還會發現更多的疑問,這就是說在解決問題的同時提出更深層次的問題,我們稱之為質疑。善于引導學生質疑是教師在教學過程中智慧的閃光,而學生自發產生的對問題中產生更深層次問題的質疑則是對舉疑、解疑的再補充、再完善,能培養學生批判思維和創新思維,形成對知識的深刻理解。
在小組合探過程中,盡管已知有一種裝置可以使化學能直接轉化為電能,但是在探究過程中,學生對原電池問題提出了如下質疑:化學能是如何轉化為電能的?鋅能與稀硫酸反應而銅不能與稀硫酸反應,為什么在銅鋅原電池中,看到銅片上有大量H2氣泡呢?電流是如何產生的?怎樣證明原電池的正負極?
面對學生在探究過程中質疑,這就需要師生共同探究。教師可通過問題來循序漸進的引導來共同探究:現在給你一節干電池和電流表和導線若干,你能證明原電池的正負極嗎?根據學生已有的物理知識,應該通過共同探究找出答案:用導線將電池與電流計串聯起來,注意電池的正負極,取下電池,重新連接在原電池上,可根據電流計指針的偏轉方向來判斷原電池的正負極,再聯系金屬活動性,可讓學生總結得出對電池正負極作快速判斷的基本規律。既然有電流產生,說明裝置中一定有帶電微粒的定向移動,那么Cu極是怎樣產生H2的?(是溶液中H+得電子而產生)電子從哪里來?(由活潑金屬失電子),再次讓學生理會合探解疑過程中為什么Cu-C(乙醇)、Cu-Cu(稀硫酸)等實驗失敗的原因,加深了學生原電池構成條件的認識。
四、再探懸疑
一節課教學內容的結束不代表教學目標的終結,再探懸疑不僅是對教學內容的歸納與升華,更是為后續內容的學習作好鋪墊,是一種可持續發展的體現。懸疑恰當,讓學生意猶未盡、回味無窮,懸疑不當,則讓學生索然無味,探究欲望蕩然無存。因此一節課最后的懸疑恰當與否對激發學生探究欲望非常重要。那么師生通過再探又應該從哪些方面懸疑才能扣住學生的心弦、激發學生進一步探究的熱情呢?
在化學能轉化為電能的過程中, 有沒有轉化成熱能呢?如果要探究這個問題,大家想想有什么辦法嗎?(這個問題只要學生用溫度汁測一下實驗前后的溫度有沒有變化就可以了,目的是復習上節課內容,揭示能量轉化的多種可能性)。
電池的污染如何?你認為未來的電池是什么樣的?如果評價電池的優劣?(目的讓學生課后開展研究性學習,培養環保及創新使用新能源的意識)
Fe在潮濕的空氣中、Zn-Fe(H2SO4)原電池中、Fe在干燥的空氣中哪種情況Fe腐蝕最快?(旨在為后續化學反應速率做準備,初步了解化學反應速率與外界因素的關系)。
探究性學習充分展示了學生分析、討論、歸納、小結、匯報以及動手實驗的合作能力,突出了學生的主體性,突破了教學的難點。作為一種適應新課程改革需求的學習策略,能否順利進行,取決于教師的理念是否能夠更新,因此教師要順應時代的發展,積極探索新的課程要求下化學教學的方向,以人為本,培養學生的創新精神和科學素養。