在化学实验教学中进行探索性学习的尝试

王志增

化学实验是化学教学的重要组成部分,通过实验教学,不仅可以培养学生的化学实验技能,还可以为学生形成化学概念和理论提供丰富的感性材料,有助于培养学生的观察能力、思维能力和严谨的科学态度,对学生进行科学方法的训练。化学实验是培养学生创新精神和创新能力的重要环节。

为了提高学生的综合素质,即提高学生的动手能力、观察能力,分析和解决具体问题的能力,开设化学实验是十分必要的。在化学实验中,学生预习、设计、动手、观察、记录、思考,从而了解物质的组成、结构、性质及变化规律,再用这些知识去解决实际问题。在不断的学习、实践中去提高去探索,从而提高学生的自身素质。因此,笔者在化学实验教学中进行引导学生探索性学习的尝试。

探索性学习的教学原则

自主性探索性学习鼓励和引导学生从自己的学习生活和所熟悉的社会生活中去选择内容题目,只有学习根据自己的兴趣爱好自主选择的内容,才能使学生倾注全部热情,认真地进行学习,才能取得较好的效果。当然,尊重学生的自主性,并非不要教师的指导,如果在尊重自主性的名义下,忽略教师的指导,学生的内容选择往往陷入经验主义的误区而缺乏规范和提升。

全面性探索性学习要注重科学知识和科学方法、学生智力因素和非智力因素、书本知识和实践能力等的关系,并将分科教学的成果整合在需要解决的问题中,提供并扩展学生多元化学习的机会和体验,激活学生在其他学习中的“知识储存”。

层次性根据不同学生的自身特点,以不同的需求在课程设计时针对性地安排分层次的内容,以使每个学生的科学素养都得到充分的发展。层次性指根据学生的实际水平、不同的阶段,设计的探索内容由浅入深、层层深入。

精心设计实验,创设探索情境

精心设计并做好化学实验,对于学生掌握化学知识起着重要作用。因此,根据教学内容适当增加实验,往往能创设良好的教学情境,促使这一转化的实现。如讲授分子运动这一基本性质时,为了使学生头脑中能够建立起分子运动的表象,可补充一个简单的探索性实验:分别向一杯冷水和热水中加入少量的质量相同的高锰酸钾粉末,学生很容易发现高锰酸钾粉末在热水中扩散很快,整杯水很快变成紫红色;而高锰酸钾在冷水里则扩散很慢,整杯水需要较长时间才能变成紫红色。通过观察,学生很容易探索出分子的运动速度与温度有关:温度越高,分子运动速度越快;温度越低,分子运动速度越慢。

改进实验,延伸探索过程

认知心理学关于思维的研究成果表明,探索的过程首先是解决问题的过程。某些实验中实验装置等方面所暴露出的不足,能使学生进入一种察觉到已有知识不能解决新问题的心理状态,因而极大地激发学生探索改进实验方法的兴趣,延伸对实验的探索过程。在学生讨论实验改进方案过程中,教师发挥的作用主要是进行一般性的原则指导,尽可能让学生自行探究完成,教师只是在学生“疑无路”的情况下才予以点拨。比如,在做氨易溶于水的“喷泉实验”的同时,让学生积极思考产生喷泉的其他方法。教师提前设计一套装置(制好幻灯片),在实验锥形瓶外有一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量浓硫酸和生石灰,结果也产生喷泉。这样,不同层次学生的探索兴趣都会得到激发,创造能力也会得到不同程度的培养和提高。

亲自实验,增强探索体会

亲自动手实验是教师讲解的同时学生分组实验,为学生提供“躬行”机会的一种举措,也是小组学习的一种形式。从实验观察效果的角度看,亲自动手实验有助于提高实验观察的效果。如在演示盐酸、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氨水、酒精等几种物质导电性实验时,学生很难察觉到灯泡发光的明暗程度。如果把该演示实验改为学生分组实验,学生对实验中灯泡发光的明暗程度的观察将会由“模模糊糊”转变为“真真切切”。因此,对于那些实验安全系数较高、操作难度较小、观察能见度较差的实验,很有必要将其“下放”成边讲边实验,通过教师——学生、学生——教师、学生——学生之间多向信息交流,完成探索任务,增强探索体会。

改进验证性实验,培养学生的探索能力

所谓改进验证性实验,是指将验证性实验重新设计成探索性实验。验证性实验与探索性实验之间的显著区别是:前者先把结论、规律直接给予学生,再用实验去验证;后者是先把真实的物质和现象呈现给学生,让他们通过观察、操作、亲身体验去认识事物,发现问题,然后在教师的点拨和诱导下,学生利用已有的知识和经验,通过研究探讨,推理归纳,悟出道理,得出结论,形成规律。

改验证性实验为探索性实验的途径之一,是教师把部分验证性实验的顺序重新进行探索性设计。例如,催化剂概念的建立就可以按照“实验演示——观察现象——提出问题——讨论比较——分析归纳——得出结论”这一顺序去进行。上述做法不仅体现了“教师为主导、学生为主体”的关系,而且激发学生探索化学问题的兴趣,培养他们的探索、创新能力。

(作者单位:河北省邢台学院初等教育学院)