化学科学探究活动的设计与组织
新课程标准将科学实验探究作为课程改革的突破口,明确指出“义务教育阶段化学课程的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识和解决化学问题的重要实践活动”。
化学科学探究是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化。它是化学教学中最常见、最主要的探究活动。化学科学探究的过程成功与否关键取决于它的设计与组织。 一、化学科学探究活动的设计: 怎样设计化学探究活动?
(1)、实验探究难以管理,教师难以有效调控整个班级。 (2)、课堂时间不够,难以圆满完成实验探究。
(3)、缺少适合的探究案例:与学生日常生活紧密相关,容易引起学生探究兴趣,且很难从书本中轻易得到答案的探究性实验案例比较少见。
(4)、班额过大,很难照顾到每一位学生。 (5)、学生智商、情商、能力参差不齐。 (6)、教师工作量太大。
(7)、装置、材料、安全、经费制约。 (8)、升学考试评价机制制约。 策略: 宏观方面:
(1)、提升个人素质。更新观念,善于学习,立足课堂走“教、学、研”之路,通过“自我反思、同事互助、专业引领”,提高自身素质,做创新型、学者型、专家型教师。
(2)、遵循设计原则:理性思考与实践操作的统一原则,施教主体与学习主体的协调、规范性与创造性的统一原则,静态设计与动态设计的统一原则。突出科学性、可行性、量力性、安全性、简约性原则。 微观方面:
(1)、用思维活动部分代替实践操作活动,已解决经费、时间、安全问题。探究活动有三个层面,即行为层面、技术层面和思辨层面。行为层面的探究是针对静态教学而言的,强调要让学生有机会说和做。技术层面的活动主要是主题性的致力于学生的某一方面的独特收获。思辨层面的探究则不拘泥于是否在行为上有所作为,而是探究中的理性思考和头脑中的思维运作。尽管思辨探究具有很高的价值,但在形式上是内隐和无形的,是超越具体活动形态的精神活动,所以经常容易被忽视。
(2)、用指导性探究替代开放性探究。探究问题由教师提出,学生负责实际方案,已解决时间问题。
(3)、选择适合的案例。案例的选择关注学科核心知识的构建与化学学科意识的养成,关注课程标准的重点内容,以帮助学生理解化学学科的核心知识,形成本学科特有的学科意识;有助于学生了解科学家的研究过程;提高探究的能力;养成本学科的良好思维习惯(好奇、
尊重事实、开放意识、质疑精神)。这就要求教师在分析把握教科书的基础上,对教科书内容进行重组与加工,从改进实验、拓展内容、查找失败原因、偶发事件等提炼出有趣味性的、开放性的、贴近生活生产实际等特点的值得探究的案例。 二、化学科学探究活动的组织
探究性学习是注重已有知识法去“发现”、“猎取”、“洞察”新知识,新技能的一种“主动性发现式教学方法”,是以创新活动为明显特征的学、思、悟、用四者互相结合的一个互动过程,开展探究性学习,要立足于课堂,面向社会实践,创造“真实”的情景进行教学。由于整个过程是开放的,学生是学习的主人,教师只处于咨询、帮助、引导、参与的位置,所以要有很强的计划性,要保证学生有充裕的时间和空间,防止探究学习出现虎头蛇尾的现象,以免影响探究学习的效果和积极性,
探究性实验课题选题要准,要适合于学生认知发展的水平,要在学生能力许可的范围内选题。选题后要精心策划,课题的提出不能开门见山,要创设问题的情景,要有悬念才会激起学生的探究欲,提出问题后要留给学生中够得时间,一般为3-5天,时间短了不行,查找资料信息需要时间,设计方案需要时间,小事先预料一些问题,及时提醒同学们的注意。在学生查找和设计过程中教师是学生的“活电脑”,使一些能力相对较差的同学也能跟上形势,以免掉队。实验探究课可根据所需仪器药品的多少,选择在实验或教室,实验所需的仪器、药品、的准备,最好由师生共同完成,这也是锻炼小科学家做科
学实验的机会,例如,在总复习阶段复习二氧化碳的实验室制法和性质时,教师演示用浓盐酸跟石灰石反应,把生成的气体通入澄清的石灰水中,石灰水却不变浑浊,这是为什么呢?是反应没有生成二氧化碳还是受到其他什么因素的影响呢?学生提出的猜想主要有: (1)石灰水已变质失效。 (2)生成的气体可能是一氧化碳。 (3)可能跟浓盐酸的挥发性有关。
教师启发学生用向石灰水吹气的方法检验石灰水并没有变质失效,排除了猜想(1)、(2)。教师给与明确的否认,留下猜想(3)让同学们去思考。经过几天的设计和信息查找,返回课堂(实验室)后只留10分钟时间各小组就用实验验证了自己的猜想,得出正确的结论和解释,明白了为什么实验室制取二氧化碳要用稀盐酸跟石灰石反应而不能用浓盐酸的道理。
总结实验探究课的组织形式是:课堂提出课题——课外分组设计讨论和查找资料——返回课堂(教师或实验室)用实验证假设与猜想——评价与交流。只要做到有计划立足课堂,充分利用课余时间查找相关信息和设计方案,灵活调控时间,在准备充分的情况下用较短的实验时间就可完成验证,得出结论和解释。教师的评价既要重视结论们更要重视探究的过程和方式,同时告诉学生要学会自我评价。
三、自助探究的引导与组织
所谓自主探究,就同由教师(或学生自己)提出课题,分小组或个人设计方案。在教师的指导下有学生个人或分小组散发进行实验验
证,这样的实验一般涉及的仪器和化学药品较少或家庭可代用的多,且相对较安全。
由于课时有限,而探究学习却要花费较多的时间还要增加贴近生活、贴近社会的内容,所以我们鼓励学生进行自主探究。自主探究不是号召性的,要明确布置课题任务,做到有计划、有检查、有落实、有评价。比如,钢铁生锈条件的探究,木炭、茶叶等吸附作用的探究,以及酒精、石蜡等有机物主要组成元素的探究等,要可采用自主探究方式,自主探究跟实验探究课的组织不同之处在于实验分散成个人或小组自主实验,不用教师的监控,其优点是拓宽了课堂的空间,培养了学生自主探究的意识和能力。 四、探究性学习的课堂教学
科学探究的一个重要特征是学生的自主学习,探究性学习法的课堂教学中要保证学生的主体地位。教师的精力应花在引导和咨询上,教师在创设了问题情境的情况下引出题后,要放手发动学生去猜想和假设,主动去设计和查找,在教师的监控和帮助下完成学习。例如,再讲质量守恒定律时,我们先演示了氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定(课本P70实验4-2),结果是当反应生成蓝色沉淀后,烧杯中的物质总量却没有改变,再补做另一个实验,把上述实验中的反应物换成石灰石与稀硫酸,结果却发现反应冒出所泡所扣烧杯中的物质的总质量减少,这是为什么呢?化学变化前后物质的总质量是否会改变或如何改变的?让学生去猜想,去假设,让学生去阅读课文,并鼓励他们设计方案去验证自己的假设。学生设计出了各自不同的方