关于“科学探究”栏目的特点及其教学策略的创新
一、人教版必修化学教材“科学探究”栏目的主要特点
1.突出实验在探究活动中的基础功能
人教版必修教材中共设置了14个“科学探究”栏目,其中有11个栏目,教材明确了其探究的基本方式为实验探究。教材的这种安排保证了实验作为主要探究方式的基础地位,充分体现了新课程“在做中学”的基本理念,对于激发学生学习兴趣、启迪科学思维、训练科学方法、提高科学素养具有十分重要的意义。
例如,教材在必修1第3章第2节“铁盐和亚铁盐的性质”部分,设置了“科学探究”栏目,通过安排、之间相互转化的实验探究,既可锻炼学生的实验基本操作技能,又可使其在实践中切身感受铁盐和亚铁盐的性质及相互转化关系,其效果是单纯的口头讲述或教师演示所难以达到的。
2.多种活动形式相结合,强化科学探究的复合功能
在教材安排的“科学探究”栏目中,往往设置多种活动形式让学生参与,如实验操作、方案设计、方案评价、数据分析、科学推理等,意在给学生提供足够的机会亲自动手搜集有关材料,寻求解决问题的策略,让学生全手、全脑参与到探究中,从多方位、多角度经历和体验探究活动的全过程,从而培养其多方面的能力。
例如,教材必修1第1章第2节为“气体摩尔体积”的学习而设置的探究活动中,学生需要通过实验操作、观察测量、数据计算、数据分析等多种活动形式对1mol 和的体积进行分析对比,从多个方面搜集“阿伏伽德罗定律”成立的直接证据,从而在此过程中,充分锻炼学生的统筹协调意识和动手操作能力。
3.渗透思想和方法,在探究活动中培养科学品质
教材“科学探究”栏目的设置还有一个非常鲜明的特点,就是在活动中渗透科学研究中常用的思想和方法。真实地“再现”科学家的科学探索历程,让学生了解进行科学探究活动的一般思路和方法,充分感受比较、分类、归纳、概括等思想方法在科学研究中的应用,这对于促进学生学习方式的转变和科学世界观的形成都具有非常积极的意义。
例如,教材必修2第1章第2节为认识“元素周期律”而设计的“科学探究”栏目中,就融入了列表分析、分类研究、对比实验等思想方法,让学生在活动中不仅锻炼了综合实践能力,而且得到了科学思想、方法的熏陶,从而充分感受到科学家探求“元素周期律”的曲折历程和无穷奥秘。
二、人教版必修化学教材“科学探究”栏目的教学策略
1.灵活安排教学时间,适度整合探究内容
在听课调研过程中经常听到不少教师抱怨课时紧张,没有时间安排探究活动。对此笔者认为,整个教学设计要做到科学安排,合理预留探究时间,为学生的探索发现提供足够的空间;同时对于教材中的探究栏目也不能盲目套用,而要根据教学的实际情况和学生的认知特点对相关栏目进行适度的整合或改造,更好地践行“用教材教”的理念。
例如,在进行必修2第2章“化学能与电能”一节教学时,可将教材的“科学探究”(利用提供的实验用品,设计一套电池装置)改造成为“探究构成原电池的必要条件”,从而与前面的实验2-4进行整合,把学生在已知基础上进行的装置设计变成在未知状态下探索发现的过程,更加契合探究的涵义,同时适度的整合也会大大提高课堂教学效率。
2.预先设计探究方案,提高科学规划能力
科学有效的探究方案是成功进行探究活动的必要前提或基础。因此在探究之前,教师一定要引导学生明确探究目的,预先设计可行的探究方案,这对于提高学生的思维能力、规划能力是十分有益的。科学的探究方案应包括探究目的、科学假设、实验用品、实验装置、操作步骤等几个重要组成部分。教师切不可为节省时间而省略设计过程,使得科学探究有名无实,变成“照方抓药”式的低效活动。
例如,教材必修1第3章第1节的“科学探究”要求学生设计实验证实铁与水蒸气的反应。在教学过程中,教师可引导学生在独立思考的基础上通过小组讨论确定理想的探究方案:明确探究目的,做出科学假设,设计合理装置和操作步骤进行探究,从而强化学生的科学探究意识,提高科学探究能力。
3.理论实验相互结合,突出实验探究方式
以实验为基础是化学学科的基本特征。开展化学实验有助于激发学生的学习兴趣、创设生动活泼的教学情境、启迪学生的思维,对于培养学生的科学素养起着举足轻重的作用。虽然,在科学探究中离不开必要的理论假设与逻辑推理,但实验探究仍是科学研究的必由途径之一。因此,在利用“科学探究”栏目进行教学时,必须凸显实验的基础地位,让学生尽可能通过动手操作积极寻求解决问题的出路,切忌将探究活动搞成纯理论推导的过程。
例如,教材必修2第3章第3节的“科学探究”:设计一个比较醋酸与碳酸酸性强弱的实验。在教学实践中,可让学生先行设计探究方案,然后进入具体的实验操作,从而让学生完整地感受这一科学探究的全过程,同时引导其在实验活动中主动发现问题,解决问题,全面理解实验在科学研究中无可替代的作用。
4.关注过程中生成的问题,激发继续探究兴趣
在探究活动中,教师是激发、鼓励、促进学生学习和探究的引导者、促进者和支持者。教学实践中,教师要积极关注学生在探究过程中发现的问题或异常现象,并激励其进行积极思考或进一步的探究,必要时可提供一定的指导,以保持或进一步激发学生进行科学探究的热情,充分发挥教学生成资源对开发学生思维、拓展学生视野的独特作用。
例如,在教材必修1第4章第2节“氯水成分的探究活动”中(注:此处教材中并未设置“科学探究”栏目,笔者根据教学内容的特点设计成探究活动),学生向氯水中加石蕊试液后发现溶液先变红后褪色,变红说明氯水中含有,那么红色旋即褪去,又说明什么呢?教师可就这一问题鼓励学生大胆猜测,努力探索,寻求对于这一现象的合理解释。这样一来,可以再次激发学生的探究热情,又可使其在后续的活动中得到极大的锻炼,获得巨大的成就感。
5.重视思想方法渗透,提高学生科学品质
探究学习是学生学习化学的一种重要
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