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[摘要]新課程突出強調創新精神和實踐能力的培養,而學生創新精神和實踐能力的培養需要通過具體的探究活動來實現。高中化學教材的開發和設計十分重視引導學生開展科學探究。隨著教育改革的推進,我們應積極培養學生進行探究學習,而不是被動接受學習。學生在探究知識的過程中,既能激發學習情趣,深入理解和掌握知識,又能培養學生創新精神和實踐能力。
[關鍵詞]探究式學習;化學教學;新課程改革
高中化學雖是一門復雜性的學科,實用性很強,生活中的很多物品與領域都離不開化學。高中化學是理論與實際的結合體,而填鴨式的教學法只是給學生傳授了理論知識,并不能填補學生在實踐方面的空白。越是復雜的知識,越要對其進行探究,通過探究去了解知識的形成,只有這樣學生才能真正理解并掌握化學知識,提高化學學習效果。因此,我們可以將探究式學習應用于高中化學教學中,讓學生在教師的指導下親歷化學探究的全過程,在探究過程中慢慢培養起探究意識和能力。探究式學習還能激發和滿足學生的好奇心,促使他們主動去發現問題、解決問題,這也正是當下創新型人才必須具備的優秀品質。
一、聯系生活實際,激發探究興趣
要想在高中化學教學中實施探究性學習,首先要激發學生的探究興趣和欲望。因此,教師必須要設法激發學生的探究欲望,才能更好地開展探究性學習。人類在探究自己感興趣的東西時,更容易處于高漲、亢奮的思維狀態,在這種良好狀態下探究,既能掌握知識還能享受知識帶來的喜悅,進而形成自主探究的習慣和能力。高中化學來源于生活,雖然理論知識對學生來說較為抽象、復雜,但是若我們能聯系實際生活,幫助學生去理解、探究化學,則能降低高中化學的學習難度,同時也能激發學生的探究興趣。例如,在學習人教版高中化學必修一的“無機非金屬材料的主角———硅”時,很多學生對硅元素的性質不是很熟悉,但是卻對生活中的一些硅酸鹽產品(如水泥、玻璃)非常熟悉。通過聯系生活中的硅酸鹽產品,學生瞬間對硅有著莫名的親切感,此時教師可以提出一些思考性的問題,進一步激發學生的探究興趣。例如:硅在我們生活中應用如此廣泛,那么硅元素在結構上有什么特點呢,與我們熟悉的碳結構又有不同呢,硅單質有哪些性質呢,為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞呢,硅酸鹽是指哪些物質呢?問題是激發探究欲望的最好辦法,通過提出相關的問題促使學生進行思考,讓學生帶著好奇心和探索欲望一起走進課堂,則更能集中注意力,有助于學習效果的提高。
二、借助化學實驗,調動探究意識
高中化學的學習離不開實驗,實驗能直觀地展示出實驗現象,而且帶有趣味性,這些對高中生來說具有較大的吸引力。而且化學實驗是探究和驗證理論的具體過程,更是開展探究式學習的最好渠道?;瘜W實驗過程中,物質千變萬化,能大大地激發學生的探究欲望,因此教師可以借助化學實驗來調動學生的探究意識。例如,在進行原電池原理的教學過程中,盡管教師對原電池原理解釋了很多遍,但仍然有部分學生無法理解該知識點,此時可采用實驗的方法讓學生通過探究,加深對原電池工作原理的認識。以鋅、銅、稀硫酸為材料設計一個原電池,學生通過實驗可以看到小燈泡被點亮了,看到電流針轉動時,自然會好奇電解池里面的物質發生了什么樣的反應,才能產生電流使小燈泡變亮。有的學生甚至主動提出新的問題,如何才能讓電池的效率更高,是什么因素影響了電池的效率。此時,針對學生提出的新問題,教師可以引導學生通過實驗操作去探究影響電池效率的最主要因素。通過設置對比實驗裝置進行探究,尋找答案。實驗設計如下:取一塊鋅片(6×3.3cm)和一塊銅片(6×3.3cm),并在兩者之間放一塊厚度為2cm的海綿,然后用橡皮筋固定好,再用導線把小燈泡(2.5V、0.3A)和鋅片、銅片連接起來,插入放有50ml蒸餾水的100ml小燒杯中,組裝三個相同的裝備作為對比。向三個裝置中分別加入10ml的稀硫酸,編號為A、B、C,然后分別向A裝置加入5ml的3%過氧化氫,向B裝置加入0.5g的重鉻酸鉀晶體,向C裝置加入0.5g的高錳酸鉀晶體,振動溶液,觀察燈泡亮度并記錄時間。結果發現,5ml的3%過氧化氫(燈泡發光時間6分鐘,燈絲亮),0.5g的重鉻酸鉀晶體(燈泡發光時間約13分鐘,三者中最亮),0.5g的高錳酸鉀晶體(燈泡發光時間約4分鐘,較過氧化氫亮)。從而得出結論:0.5g的重鉻酸鉀晶體效果最好。由此可見,化學實驗可以激發人的興趣和思維,在探究過程中發現新的問題。探究式學習既可以幫助學生理解化學概念、原理,也能促使學生在求解的過程中發現新的問題,從而調動他們主動探究的意識?;瘜W實驗是培養學生探究能力、開展探究式學習的最佳方法。
三、設計問題情境,引導學生科學探究
問題是探究式學習的開始,是探究的源泉。而問題又是從情境中產生。因此,要在高中化學教學中順利開展探究式學習,除了要選擇正確的探究內容外,教師還需要精心設計問題情境,這樣才能成功并科學地引導學生進行探究。只有當創設的問題情境既與學生原本的知識相關,又能與其產生認知沖突時,才能成功激發學生的好奇心,引起他們的探究欲望。因此,在高中化學教學中,教師應對問題情境進行精心設計,不能隨便提出問題作為探究的方向,否則無法達到良好的教學效果。創設問題情境的方式有三種:語言創設、實驗創設和多媒體創設。下面將對這三種問題情境創設進行具體分析。
(一)以語言的方式創設問題情境
語言創設問題情境,顧名思義就是教師通過語言對問題或事件進行描述,從而完成問題情境的創設,而這些事件或問題最好傾向于與所學內容有較強相關性的日常內容。例如,在學習人教版高中化學必修一中的“金屬及其化合物”這一章節時,我們了解到金屬鈉的性質是非常活潑的,它能與很多物質進行反應,通常以化合物的形式存在。既然金屬鈉性質如此活潑,那么鈉能不能和硫酸銅反應呢?再將此問題進行細分,循序誘導學生進行思考:金屬鈉是否直接與硫酸銅發生反應;鈉與硫酸銅發生反應是否能置換出銅單質;如果鈉過量很多,溶液的物質又會發生什么樣的變化呢;我們應該如何設計實驗來進行驗證呢?教師通過四個緊緊相扣的問題來調動學生的探究興趣,給予探究方向的指導,使學生向著正確的思路設計實驗對問題進行驗證,尋求問題的答案,同時在探究的過程中培養他們科學的探究能力。探究也需要確定正確的方向,學生需要進行全面的分析,找到正確的探究方向以及形成清晰的探究思路。
(二)以實驗的方式創設問題情境
實驗是高中化學的重要組成部分,也是驗證理論和進行科學探究的重要途徑。因此,教師可以通過實驗的方式進行問題情境的創設,效果更佳。在問題情境中,學生發現問題之后,就能通過實驗的方式進行認證,有利于探究學習的順利進行?;瘜W實驗就是學生尋找答案的最佳方法。例如,取一大塊冰放在大瓷盤里,在冰上挖一個淺坑,放入一小塊電石和一小塊鉀,然后向淺坑里滴幾滴水,立即冒出一團烈火和濃煙,好像冰塊著火似的。這個冰塊著火的實驗刷新了學生的生活常識,在學生的認知中,冰火不相容,冰塊著火的現象不可能存在。因此,這個小實驗馬上引起學生的濃厚興趣,此時教師可以根據該實驗引出問題:為什么冰塊能著火,是哪些物質發生了反應,其中的反應原理又是什么?由此可見,趣味小實驗,不僅可以豐富高中化學的教學內容,還能激發學生的探究欲望,引發學生積極思考問題,從而增強學生的學習主動性。
(三)以多媒體方式創設問題情境
多媒體技術被廣泛運用到現代化課堂教學中,也是高中化學課堂教學的重要輔助工具。高中化學有很多較為抽象的知識,單靠語言的闡述,學生很難理解,有的學校由于條件限制又很難將每個化學實驗都直接展示在學生的面前,此時多媒體技術就成為解決問題的關鍵渠道,教師可以利用多媒體形象直觀地顯示那些復雜的化學知識或現象。例如,在進行“原電池的原理及應用”這一知識點的教學時,由于實驗中我們肉眼很難看到溶液中的電子移動情況,盡管讓學生進行了實驗,但還是有部分學生對于原電池的工作原理不是特別理解。針對這個抽象內容,教師不妨利用多媒體技術來制作一個Flash的動畫效果,模擬鋅銅原電池實驗的工作情境。學生看了動畫之后,便能直觀地了解到原電池的工作原理,自然能得出結論:鋅比銅活潑,鋅失去電子,通過導線流向銅一端,從而吸引溶液中的氫離子運動到銅的這一端,得到電子被還原生成氫氣逸出。
四、合作學習,探究疑難
在探究式學習中,個人的力量是薄弱的,教師應培養學生合作學習的意識,以小組合作的方式開展探究式學習效果會更好。在學習的道路上,多人的智慧往往比個人的智慧要有用得多,因此合作學習對于高中化學的探究式學有幫助。學生可以以同桌互助或者多人小組的方式對疑難問題進行探究、探討。當然,合作探究學習的過程不能缺少教師的循循善誘,教師的指導在合作學習中尤其重要。教師的適當引導往往能將學生的思維推向高潮,因此在學生進行合作探究的過程中,教師要做到以下幾點:密切關注學生討論的過程和存在的問題;積極收集學生的各種結論,尤其是與自己備課時不一致的結論,并將其作為教學的新材料;注意調動學生的討論積極性,避免學生敷衍式的討論情況發生;對于學困生要給予及時的鼓勵,使探究式學習得以順利進行;不要隨意打斷學生的討論。討論可以讓不同學生的思維發生碰撞,產生火花,激發學生的表現欲,促進創造思維的發展,因此討論也是探究式學習不可缺少的環節。
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作者:陳世廷 單位:重慶市忠縣忠州中學