敢于质疑——2011 年版义务教育化学课程基本理念解读
2013-12-28李宁
李 宁
(兴化市景范学校 江苏 兴化 225700)
仔细研读、品味重新修订的《义务教育化学课程标准(2011 版)》,笔者发现课程总目标中有关“情感·态度·价值观”目标中增加了“敢于质疑”等重要观念。 笔者认为这是基于当下中学化学教学过程中,学生质疑能力比较薄弱、创新能力比较匮乏,审时度势提出的新要求,应引起我们的高度重视。 学起于思,思源于疑,质疑能力是素质的重要组成部分,也是创新能力的前提。 化学是一门以实验为基础的科学,化学实验不仅是学生获取直观信息认识化学世界的窗口, 更是帮助学生认识化学规律、形成化学概念、理解和巩固化学知识、提高质疑能力的重要途径。 下面笔者就如何在化学实验中培养学生的质疑能力谈几点粗浅的认识。
一、发掘演示实验的有效因素,激发学生的质疑意识
质疑是经过较充分分析后提出的问题。 质疑是思维的开始,在具有创见性的质疑的过程中,学生提出的问题有一定的深度和广度,往往击中关键,具有“揭示规律”、“独创”、“发现”之特征。 能否质疑是检验学生学习能力的重要标志。 质疑能力和其他能力一样,可通过学习、培养和训练不断提高的。 实验是化学的基础,如果在课堂演示实验教学中, 充分挖掘其中的有价值的因素,对发展学生的质疑能力大有好处。
案例1:在教学上教版“奇妙的二氧化碳”中有关二氧化碳的化学性质时,当笔者做完二氧化碳与水反应并使石蕊试液变红这个实验后,有同学们提出:可不可能是二氧化碳气体使石蕊试液变红呢? 如果不是,到底是什么物质使石蕊试液变红? 因为上教版的教材中对这个实验没有像人教版那样从水、二氧化碳、碳酸等角度对石蕊试液变红的原因进行分析,此时,学生接触化学的时间也不长,所以在这个问题上,笔者原本没有打算让学生进行深入的探究。 但此时有学生提出了这样的问题,我认为这是对这个问题进行质疑、探究的最好机会。于是我让学生讨论把二氧化碳通入水中可能存在哪些物质,经过讨论提出假设。 学生假设:“水使石蕊变红;二氧化碳本身使石蕊变红; 二氧化碳与水发生化学反应,生成物是一种酸,酸使石蕊变红”。 在此假设的基础上讨论提出假设的依据。 然后通过讨论排除假设。 在此基础上学生设计出实验方案:①验证纯净干燥的二氧化碳气体能否使干燥的石蕊变色;②验证二氧化碳气体能否石蕊溶液变红。 结果通过一系列的讨论、假设、实验方案的设计,不但使学生对“到底是什么物质使石蕊变红了?”此问题有了更深的认识,对学生实验探究能力的提高也有很大的帮助。由于实验是学生主动参与设计的,设计目的明确,实验后学生无论是对实验所揭示的结论还是实验的设计思想均留下深刻认识和理解,甚至终身难忘。
可见,没有质疑,就没有新问题的提出,探究也就没有开始的根据。 质疑是创新的心理动力,是思维独立性、自主性的体现。
二、捕捉探究实验的异常现象,发展学生的质疑能力
苏霍姆林斯基说:“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。 而在儿童的精神世界中,这种需要特别强烈。 ”任何学科的课堂教学都具有极强的现场性,再好的预设也无法预知课堂教学的全部细节,化学实验教学更是如此。 学生在探究性实验中时而爆发出瞬间的“不可思议”式的突发奇想,往往是质疑火花在闪耀。 智慧的教师不应该担心学生的“突发奇想”会打乱整节课的教学秩序,影响教学计划,而应以此为契机,激发出学生质疑的火花。 这样做或许会影响一节课的教学计划,但是却为学生创设了一个可以大胆怀疑,可以发表不同意见的学习环境。
案例2:笔者在讲授“金属活动性大小的比较”时,让学生自选实验器材和药品,分组进行探究。 第一组给学生选用的药品是除去铁锈的铁丝和硫酸铜溶液;第二组给学生选用的是除去氧化膜的铝片和硫酸铜溶液;第三组给学生选用的是除去氧化膜的铝片与氯化铜溶液;第四组给学生选用的是铜片与硝酸银溶液。 经过正确的实验操作,将各小组的实验现象归纳在一起(见下表):
?
在分析实验现象时,第二、三两组的学生便产生了疑问:为什么溶液中有气泡产生? 且产生气泡的速度不一样? 生成的气体是什么? 笔者没有简单地找出任何一个理由去解释,而是紧紧抓住学生这一“疑惑”,对学生的一些设想作了妥善的引导,让第三组的学生重新做了一遍实验, 并用排水法收集一小试管气体然后去点燃。学生发现该气体能燃烧,呈蓝色火焰,可以确定该气体是氢气。 接着我又让第二组的学生重新做了一遍,并且向该溶液中加入NaCl 固体, 结果发现铝片反应速度加快,生成大量的气体和红色物质,溶液的温度也迅速升高,直到沸腾,铝片很快反应完全。 此时,笔者再引导学生分析产生这种现象的原因: 从CuSO4和CuCl2与铝片反应的成分上看,不同的是它们两种液体中含有的阴离子不同,CuSO4溶液中含有SO42-离子,CuCl2溶液中含有Cl-离子,这两种阴离子对反应起到的作用是否相同? 进一步质疑,学生从后来的实验中可以找到答案:可能是Cl-对反应起到催化作用,SO42-离子对该反应起到阻碍作用。
本案例说明,同一种实验现象,从不同的角度去观察、思考就会得到不同的结果,教师根据观察的层次性和方向性让学生学会能够从观察中提出质疑,而后让学生通过实验证实自己的质疑是正确的,从而树立质疑的信心。 通过质疑,学生解决了学习中的疑问,准确地掌握了所学内容,更加深了对化学实验功能的认识,也培养了他们不依赖课本,敢于质疑勇于探索的精神。
三、合理设计实验内容的层次,提高学生的质疑水平
设计探究性实验旨在学生原有知识经验的基础上,注入创新性探索主题,促使学生通过分析比较,找出旧知识与新问题之间的联系与区别,并根据新问题的条件和需求,进行发散联想和想象,对原有的知识结构进行改造和重新加工组合,形成新的见解和设想,找出新的途径和方法。 新课标也指出了在教学中要以学生的发展为本,改进学生学习活动的结构,让学生生动、主动地发展。 所以在实验探究教学中教师应合理创设多层面、多维度的实验内容,不断诱发学生认知冲突,造成心理悬念,唤起学生对问题的质疑,从而提高学生的质疑水平。
案例3:笔者在进行“混合物中杂质成分的测定”中考专题复习时,设计了以下教学环节:
[探究问题] 有一瓶NaOH 固体敞口放置在空气中可能会有哪些成分?
[学生]可能会有Na2CO3、NaHCO3等杂质。
[追问] 我们能否设计出一种装置测定NaOH 中的Na2CO3含量呢?
[学生]分组讨论、交流合作。
[总结]三种实验方案:方案一是测定反应产生CO2气体的量;方案二是直接测定由Na2CO3反应生成沉淀物的质量; 方案三是用中和反应滴定法测出NaOH 的质量。
[教师] 比较上述三种方案, 你认为哪一种简便易行?
[学生]方案一。
[教师]你们能设计出实验装置吗? 试一试。
[学生]对方案一,测定生产CO2气体的量,学生设计出了如下4 种实验装置:
图1
图2
图3
图4
[教师]对这四种实验装置图,你觉得哪些地方存在着科学上的不严密? 你能提出来与大家分享吗?
[生1]图1 装置中是用排水法收集CO2气体,但因CO2能溶于水,造成收集到的CO2气体体积偏小,可改用排饱和NaHCO3溶液。
[生2]不可行。 因NaHCO3溶液仍能与盐酸挥发出的HCl 气体反应生成CO2造成实验结果偏高。
[生3]图2 中虽然采用植物油来隔绝CO2气体与水的接触,但反应装置内产生的CO2气体难以完全被排出怎么办?
[生4] 图3 中虽然用碱石灰来吸收反应中产生的CO2气体,但碱石灰同样吸收水蒸气,使实验结果偏大?怎么处理?
[生5] 图4 中虽然利用NaOH 溶液吸收空气中的CO2气体,利用浓H2SO4吸收水蒸气,并能将反应装置内的CO2气体全部被赶出,但右边干燥管中增加的质量还有一部分是来自空气中的CO2气体和水蒸气,仍使实验结果偏高,我认为不严谨。
[生6]我认为应在图4 装置干燥管的右边再连接一个干燥管, 用来防止空气中的水和CO2进入而带来干扰。
……
这样让学生自由讨论, 在逐渐完善实验方案基础上,层层质疑,向前推进,提高了学生质疑的水平。
综上所述,化学实验作为化学的基础,以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的质疑能力、创新能力方面,有它特殊的功效。 在实验教学中教师要想方设法为学生创设良好的质疑情境, 使学生在情境中产生问题、解决问题,把学生的思维引向深入,提高学生的质疑能力和创新能力,让学生成为“一个发现者、研究者、探索者”。
[1] 林春辉. 物理情景呈现要激发学生的质疑[J].物理教师,2004,(6)
[2] 翟新民. 化学教学中培养学生质疑能力的思考与实践[J].化学教学,2003,(10)