摘要】本文主要探讨了实际教学中如何通过改进实验来进一步激发学生的探究精神。基于探究性学习的原理及实验的有关要求,通过提高实验的直观性、趣味性、参与性来进一步激发学生的探究精神。
【关键词】探究性学习 趣味性 直观性 可参与性
随着教学改革的深入,教师角色的转换,化学教学从过分强调知识的传授和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化。培养学生主体意识、增强科学探究能力、实事求是科学态度和敢于创新的探索精神成为前教学改革的关键。化学探究性学习在科学知识和社会生活中选择和确定研究主题,在教学中创设一种探究情境,通过学生自主、独立发现问题,实验、操作、调查、信息搜集和处理,表达与交流等探索活动,来获得知识技能、情感态度,特别是探索精神和创新能力的发展的学习过程。在化学探究性学习中,巧用实验方法去探究各种情境事件,能有效激活化学的知识储备,具有明显的开放性。
一、 提高实验的直观性,引导学生开展探究
在化学实验中,要启迪学生的思维,其首要前提要求学生能清晰地观察到正确的实验现象,并对此产生浓厚的兴趣,展开积极的思考。提高实验的可视性,让学生对实验过程及现象获得清晰的印象。
在教材CO还原CuO的实验中,实验效果不太明显,只能是讲台上的实验,而改为右图所示
在集气瓶内预先装放少量澄清
石灰水,再通入CO,并用橡皮塞住,
实验时将放射状细铜丝加热后冷却
看到铜丝变黑(生成CuO),然后把热的氧化铜丝快速插入装有CO的集气瓶内,持续一段时间后,让学生观察会看到黑色的氧化铜变为红色,振荡,又会看到澄清的石灰水变浑浊。实验完成后将剩余的CO尾气点燃,让学生观察CO燃烧的现象。这套实验装置大大增强实验效果,提高了实验的安全性。有些实验可将部分实验的器材的外观加以改变,使其符合学生的审美观,如将铁片、镁带、铜片剪成元素符号形状放入培养皿中与酸反应,通过投影仪将其放大更能激发学生的探究精神。让学生会感知,会观察,会表达,增加自信心。
二、 增强实验的可参与性,搭建学生实验平台
让学生参与实验之中,自主设计实验方案,并加以实施,来提高学生学习的主动性,以求更好的激发学生的探究精神。将部分演示实验改为分组实验,让学生自主、独立地参与实验,观察实验现象,探讨实验原理。如测溶液的PH值,将测土壤溶液的PH值改为四大组十六小组,将实验材料进行扩大或缩微课堂上归纳和总结。将部分安全性高的演示实验尽量让学生来完成。另外拓宽实验的时间,将实验下行到课外,将课外的讨论搬到课内。在学校内充分利用学校资源,学生资源,建立化学包,化学箱,厨房样品库开放实验室,建立研究性学习综合大棚,搭建实验平台,让学生根据自己的想法去做实验。
三、 增强实验趣味性,启迪思维
“兴趣是最好的老师”,实验的趣味性是提高学生探究精神的良好途径。如在氨分子运动实验中,可以补充“铁树开花”的实验。取4条长15㎝的细铁丝,下端拧在一起,插在胶塞上,放在玻璃片上,上端分形式成树枝形,将浸有酚酞试液的棉花团和喷撒酚酞粉的棉花团交替绑在树枝上制成棉花树,在玻璃片上放半小杯浓氨水,罩上大烧杯如右图,
烧杯过一会儿看到棉花团由白色
变成红白交替开满花果的铁树,
让学生的感观受到刺激,探究
的兴趣被激起,这样将的发现权交
给学生,使学生思维在边实验边讨
论的氛围中得到培养和提高。
又如在元素化合物知识中将实验改为魔术,暴露出与学生生活实际中“不符合”现象。在铜树实验中,将CuSO4溶液用纸盒罩住,将其改变为一个小魔术。把CO2与氢氧化钠溶液反应的实验改装成一个小喷泉。并可改变组织形式,教师提出问题,学生自行设计,自我去探索,动手动脑。也可选用日常生活、环境、能源、生产中实际问题,家庭小实验来探求解决自身紧密联系的问题,提供一个良好的氛围。如用鸡蛋壳代替石灰石,铁钉代替铁丝,如何除茶垢水垢,破除封建迷信,破译魔术现象,进行头脑风暴,将学习与生活紧密结合,使学生感到化学无处不在,拓宽学生思路,让学生在生活中探索化学,在化学中研究生活。
四、 探索实验最优化,提高学生创新能力
教材中有些实验设计操作方法虽然都是经过反复验证的,但实际操作中仍存在这样那样的不足,为体现科学的方法是需要创新而且是可以创新的,教师应鼓励学生对不足之处加以改进,这样既符合学生的认知发展特点,又能促进对化学知识的理解和掌握,提高学生的实验设计能力。
如有5%的过氧化氢溶液溶入MnO2后,把带火星的木条伸入试管中,虽有气泡产生,但木条没有复燃,这样学生提出猜想,(1)加热时间长一点;(2)加热温度高一点;(3)提高过氧化氢浓度。学生们实验后,效果还是不理想,但细心的同学发现要木条前端变湿,试管口有小水珠,通过分析讨论,认为是水蒸汽对实验起了严重的干扰作用。如何将气体“干燥”让学生充分利用各种学习资源去探究,最终形成了多种方案。
方案一:利用单孔橡皮塞接干燥管,从干燥管导出就是氧气,该实验设计较理想。
方案二:利用棉花、海棉或食品袋中的干燥剂吸水的原理将铁丝铜丝固定在试管口吸收。该实验设计时间能吸收,时间长一些,效果不佳。
方案三:利用冷水冷却热气流,用排水法收集氧气,用一支小试管收集氧气后实验,效果明显,但要延长几分钟。
方案四:利用废弃的输液管插在橡皮塞上,让气流经过长长的输液管后被冷却,最终得到平稳的氧气流。该实验设计新颖,效果明显,但加热温度不宜太高。
学生在实验学习过程中敢于提出质疑,评价方案优劣等环节能够很好体现学习的深度,使其在创新中成长,发展学生能力。这节课内容改为多次探究,让师生有了共同学习的平台,更加激励学生的探究精神。
实施实验探究,训练科学思维方法,是培养和提高学生科学素质最有效的手段之一。关键是教师要改变教学观念,以新的视角开展实验教学,要适当地变验证性实验为探究性实验、设计性实验,要挖掘实验的探究功能,优化实验教学,从而既训练科学思维方法,又培养学生的创新能力之目的。在实验中,充分发挥学生的主体位置,把强烈的创新意识、科学思维和动手能力渗透给学生,激发学生探究精神,让他们在创新中成长。
参考文献:
①中华晓江《中学化学教学参考》总策251期。
② 北京师范大学教育教学研究室《教育心理学与化学心理学》1997年出版。