《化学课标》指出:“义务教育阶段的化学教育,要激发学生学习化学的好奇心,引导学生认识物质世界的变化规律,形成化学的基本观念;引导学生体验科学探究的过程,启迪学生的科学思维,培养学生的实践能力;引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系,理解科学的本质,提高学生的科学素养。”它全面指出了初中化学教育的总目标,把科学探究目标与“激发学生学习化学的好奇心”、“引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系”、“启迪学生的科学思维,培养学生的实践能力”等学习目标联系起来,充分说明科学探究在提高学生科学素养上的作用与意义。
所谓科学探究,是指学生在学习情境中通过观察、阅读,发现问题,搜集数据,形成解释,获得答案并进行交流、检验的一种探究性学习。它需要学生做到:通过观察实验现象,分析实验现象,运用比较、分类等思维方法提出明确的观点,查阅资料、收集信息并设计实验方案,综合运用理论知识探讨物质世界的变化规律,形成化学的基本观念,在探讨的过程中表现出创新的意图、体现自身的创造性思维。
如何培养学生的科学探究能力以适应社会发展对公民化学素养的需求呢?本文以“二氧化碳制取的研究”的教学为例进行探讨。
一、创设情境,激发学生的探究兴趣
知之者不如好之者,好之者不如乐之者。对学生来说,兴趣、情感、动机等非智力因素虽说不直接参与学生学习的认识过程,但它们是学生学习的动力和信念,这种信念将使学生在学习中不怕吃苦、不怕挫折,能变无效为有效,化低效为高效,敢于质疑、敢于挑战。培养学生的学习兴趣,是学生学好知识的重要基础和保障,也是培养学生科学探究能力的重要手段。在课堂教学中,教师可以根据不同的教学内容,从真实的生活情景出发,创设教学情境,激发学生的学习兴趣,使学生形成问题意识和培养学生的知识迁移能力,然后引出探究活动,既可以突出学生的主体地位,又可以培养学生的思维能力和解决问题的能力,从而提高学生的科学探究能力。
在“二氧化碳制取的研究”学习过程中,我先问学生:农民伯伯说我是“植物粮食”;消防官兵赞美我是“灭火先锋”;环境学家却指责我是造成全球变暖的罪魁祸首。请你们猜一猜我是谁?在学生们得出答案后再问道:这种具有双重身份的气体该如何获得呢?然后让学生尝试探讨实验室制取二氧化碳的化学反应原理。学生们写出的答案有二十种反应,归纳为三类:(1)木炭、一氧化碳、蜡烛等物质的燃烧,(2)碳(或一氧化碳)还原氧化铜、氧化铁的反应,(3)碳酸钠、碳酸钙与盐酸的反应。同时,我为学生准备了碳酸钠,大理石、稀盐酸和稀硫酸四种药品以及相应的实验器材,学生们独立完成后在学习小组内交流讨论,最后在班上交流展示得出正确结论:在实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取二氧化碳。
通过创设情境以及现象明显的探究实验,引导着学生们一步一步地进行探究活动,让他们在探究过程中处理好原有知识和新学知识的衔接,完成教学内容的学习过程。在这种情况下,学生往往会忘记了自己在学习,忘记了自己是在课堂上,达到投入和着迷的境界。
二、开放课堂,发掘学生的探究潜能
教育的本体不是教师,而是学生自己,学生只有当内在潜能得到激发时才能焕发出奋斗的激情,点燃奇迹的火种。在教学过程中,由于各个学生所掌握的基础知识的程度不同和思维的差异性,在同等的学习时间和相同的学习条件下,探究的深浅不一样,探究的结果也有差别,教师一定要耐住性子,管住自己的嘴,对情况不理想的学生除了适当的指导外,千万别多说,千万别代劳,别让好好的探究活动变成了演示实验,别让探究流于形式,走一下过程,要让学生们自己感受探究的过程,让他们自己寻找失败的原因和总结成功的经验。学生通过探究活动获得的知识,不一定全面,但花点时间整理归纳之后能在学生的脑海中留下深刻的印象,也不一定是教师所期望的结论,但却为后续的学习活动提供了充足的探究课题,有利于课程的整合,有利于培养他们的探究能力。
在教学过程中,我的做法是:(1)交流自学成果。通过不同层次的表达和交流,相互借鉴他人的想法,使有想法的学生不断完善自己的想法,使没有想法的学生不断形成自己的想法,从而使不同层次的学生都能够在原有认识的基础上得到发展。(2)合作探究疑难。
就“交流”环节中学生所提出的共性问题以及普遍存在的模糊认识,组织学生进行探讨。在这个过程中,教师要为学生搭建好竞争的舞台,指导学生的自主探究,解决探究过程中的障碍,表彰探究过程中的求异性思维。在“二氧化碳制取的研究”的教学中,通过对反应原理的交流、探讨,归纳,最后得出实验室制取二氧化碳的反应原理。
课堂教学中要注重发挥学生的主体作用,激发学生的内在潜能,引导学生在合作探究中发现,诱发学生在讨论中质疑,鼓励学生在阅读中感悟,让学生在体验中创新,在创新中发展,在发展中成长。
三、适时点拨,诱导学生的探究方向
探究式教学强调学生的主体地位,但也不能忽略教师的指导作用,不能让学生漫无边际地探究,必须给以必要的、适当的指导以达到理想的探究效果和保证实验的安全性。教学过程中,教师要细心观察学生们的探究行为,及时发现问题和解决问题:(1)针对学生在探讨中出现的如学习习惯、参与程度等情况,要及时地进行评价和引导,让他们体验探究过程的激情和收获探究结果的激动,从而慢慢喜欢上这种教学方式。(2)针对学生探究过程中出现的种种意外,除了流露出惊喜与惊心外,还要把握学生思维的闪光点和把握学生的错误,分享成功的喜悦,分析错误的原因。(3)针对学生探究过程中出现的问题,教师应避轻就重,不能平均用力。如“制取二氧化碳的反应原理”是教学的难点,教师要根据学生的原有知识去化解难点,让学生在互相启发和质疑中领悟科学的本质。当看到学生写出得到二氧化碳的反应不知如何取舍时,我提示学生选择应考虑的因素是:(1)操作是否简便易行、安全;(2)整个过程是否绿色环保,尽量不消耗能源;(3)气体成分单纯,便于收集。学生们有了方向,很快排除需要高温、加热和燃烧的几个反应,我再要求学生完成碳酸钠与稀盐酸的反应、大理石与稀盐酸的反应、大理石与稀硫酸的反应,便解决了“制取二氧化碳的反应原理”这一难点。
当然,学生探究能力的提升,不是只能在课堂上进行的,教师还应该运用好课堂外的时间,鼓励学生从生活实际中寻求探究的课题,将自己在课堂上学习到的知识运用到现实生活中,解决生活中的问题,巩固理论与实践的联系,感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2012.