化学开展探究性学习的策略.doc

化学开展探究性学习的策略摘要:探究性学习是指学生在教师的指导下,通过自主参与探索而获得发展的过程。在这个过程中,学生在获得化学基本观念的同时,又掌握了研究的方法,体验了探索中的情感。但是在高三复习过程中,由于教师对探究性学习的理解存在一些误区,导致复习过程多采用授受式教学。基于教学案例提出了在高三化学复习过程中实施探究性学习的策略。关键词:高中化学;高考复习;探究性学习;教学策略探究性学习就是让学生在多元、动态、开放、创新中主动感悟知识,获取解决问题的学习方法。它关注学生在教学过程和学习中参与和体验,注重学生的创新精神和实践能力的培养。在高一、高二的新授课中,教师比较多地注重探究教学,而进人高三后进行高考复习,情况就不同了。多数教师认为复习的目的在于让学生对已学知识进行归纳、梳理、加工,使之条理化、系统化,并要求学生运用知识解决实际问题,也就是培养学生的能力品质。因而对于探究性学习就有了不同的理解,认为要复习的内容很多,探究浪费时间,还不如采用传统的授受课。如何协调好高考复习和培养学生素质的关系,在高三复习中实施探究性学习,笔者进行了尝试,形成了一些初步见解。一、消除误区,正确理解探究性学习目前,在化学教师中对探究性学习存在着两个认识误区:一是对探究性学习的泛化,认为凡是要做实验的,都叫探究,或者凡探究必做实验;是将探究性神化,认为只有科学家进行科学研究,有了新的发现那才叫探究,高中学生的知识不足、能力有限、发现不了重大的问题、设计不了完善的实验方案,所以不能进行探究性学习。为了对探究性学习有正确的认识,我们必须了解其含意。探究性学习模式是指学生在教师指导下,通过以“自主、合作、探究”为特征的学习方式对当前教学内容中的主要知识点进行个体自主学习、小组合作交流讨论,并对形成的共同问题用探究的过程予以解决,从而较好地达到课程标准中“三维”目标的一种教与学的模式。探究性学习的实证过程既可以是化学实验,也可以是现场调查,还可以是文献查阅方法。化学教学如果仅仅按照教材或教师所给的实验步骤做实验,没有培养学生的探究能力,就谈不上探究性学习。学生进行探究性学习不同于科学家的探究活动,与科学家的探究过程的主要区别在于,学生探究的问题对人类来讲是已经解决了的,而对于学生本人来讲,仍然是未知的。探究性学习必须满足:化学科学基本观念,如基础知识、基本技能和学科的结构特征;学科独特的学习方法,如宏观性质用微观结构理论解释以及基于元素符号的化学用语表达;科学的价值与人的主观能动性。从认知目标看,探究性学习仅仅是获取知识的方式途径。总体看,实施探究性学习时,教师在教学中创设类似于学术研究的情境,激发学生求知的过程,就是其科学素养的提高过程。教师只有明晰了探究性学习的含义以后,才能正确地实施探究性教学。完备的知识结构是解决问题的重要基础,高三学生比低年级的学生具备相对较完备的知识结构,更容易通过思考发现问题,引发探究,分析问题也更加深刻,讨论也能更加有效地实施,更加具备展开探究性学习的条件。如,设计实验方案并评价方案是较高要求,低年级的学生会感到比较困难,但高三学生通过努力,能较好地完成。任何知识的获得,都要经过大脑的思考,因此,探究不仅仅要动手,更强调动脑。教师可以在高三教学过程中不拘泥于实验探究,可以尝试其他形式。如,进行元素知识的复习,需要建立元素的知识网络(基于概念图,map of conception)。不同的学生思考问题的角度不同,缺乏思维的严密性,随意性比较大,建立的知识网络图知识点缺漏、形态各异,不利于记忆。如何引导学生学会构建比较完整的知识网络呢?笔者尝试通过探究硫元素的知识网络的建构,让学生掌握建构知识网络的一般方法。首先让学生自主建构知识网络图,然后用投影仪展出几个比较有代表性的网络图,通过学生之间相互讨论、比较优缺点、总结规律、发表观点,使学生掌握梳理知识的方法(即利用将同种价态的物质按物质分类梳理,不同种价态之间用氧化还原的角度梳理),然后再迁移应用到其他元素。评:在科学探究的过程要素中,教师给情境和任务(问题),学生寻找方法,师生共同活动,评价跟上。二、提高教师素养,更好地发挥教师在探究性学习中的作用探究性学习对教师的素质提出了挑战,无论在知识方面还是能力方面都要有很大的提高。首先是知识方面。高三学生各科知识有一定基础,常常可提出学科中比较有思考性的问题,甚至会涉及其他学科的内容。学生要解决的社会生活生产中的一些问题,教师就必须对知识进行更新,就是要保持“活水”状态,还要注重“水质”。从探究性学习的内容来看,教师要重视相关资料的积累,逐步丰富适合本校实际条件、跟学科知识紧密结合、受学生欢迎的探究学习的资料储备。如复习电解的时候,可用新闻报道中的一个问题进行情境建构:一些纯净水推销商为了诱导消费者购买净水设备,常做一个实验证明自来水水质“有问题”,拿一个没有任何品牌标志的水质测试仪器(实际上是金属电极)插人自来水,通上电后,洁净透亮的自来水马上变得浑浊,而他们的纯净水则变化很小。学生通过讨论和实验,发现原来是通过相同材料接相反的电极引起的,学生戳穿了推销商的把戏很兴奋,从而也较深刻地理解了电解的原理。其次是能力方面。要引导学生探究,首先必须做探究型教师。教师有科学的探究精神和方法,要鼓励学生从多个角度去分析和思考问题,要及时了解探究活动的进展情况,有针对性地进行指导、点拨和督促,帮助他们进一步提高探究积极性。由于探究具有开放性特点,在探究性学习中,学生的灵机一动、实验现象的异常等,都会产生新问题、新情况,需要教师灵活应对、引导学生利用偶发事件和错误资源等进行更深层次或更大范围的学习,充分显示教育智慧。如,在高三实验复习过程中,为了让学生掌握灼烧、加热、过滤等分离提纯操作,笔者选取了海带中提取碘的实验,学生根据实验化学(山东科技出版社)中提供的实验步骤做,并未取得成功。为了找出失败的原因,笔者引导学生讨论氯气可以跟哪些物质发生反应,最后学生通过测浸取液的pH找到了问题的关键,原来浸取液呈碱性,消耗了Cl,教材提供的步骤中并未提到酸化浸取液,所以导致实验失败。如何解决这个问题,大家想到用稀酸中和溶液至弱酸性。接着学生对选择哪种酸调节溶液的pH进行讨论,在比较了硫酸、硝酸、盐酸的性质以后,找出了合适的试剂,选择了非氧化性的酸稀硫酸。在氧化这一步骤,笔者又提出:还可以用其他氧化剂吗?学生列举了中学阶段常用的氧化剂高锰酸钾、FeCl3溶液、H2、硝酸、K2C卜07等,并进行探究,发现这些试剂均能氧化1,但是有些用量过多就会导致实验失败。通过探究分组实验发现,比卜、FeCl3、K2Cr207的氧化效果最好,即使氧化剂过量了,也不会将生成的碘单质氧化成其他物质。接着,笔者引导学生讨论为何氯气等氧化剂过量时得不到12,找出原因是因为氧化剂将12氧化成更高价态的碘的化合物103。最后,针对滤液为何呈碱性,大家作了分析。一位学生想到草木灰中含有K,COl,COl2水解导致溶液呈碱性,迁移应用,认为海带灰也有类似的成分。整个过程中,学生充满了探究的热情,顺利完成了笔者原来设计的探究内容。学生通过亲自试验、交流、思考,掌握了基本实验操作,复习了氧化还原反应、水解等知识,提高了解决问题的能力。正当笔者认为可以圆满结束的时候,一个学生提出疑问:“我们喝海带汤的时候,也可以获取碘元素吗?不将海带烘干灼烧,直接煮水可不可以在水中检验出碘呢?”笔者鼓励到:“你可以试试呀!”该组学生将几片海带剪碎,用少量的水煮沸几分钟,然后直接倒出溶液,滴加几滴稀硫酸酸化后,再加几滴双氧水,然后用淀粉溶液检验。溶液显现蓝色,只是没有那么浓。成功了,学生很兴奋。他们的实验减少了灼烧、过滤操作,缩短了实验时间,同样取得成功,学生很有成就感,提高了学习的热情。三、要有效实施,提高探究的质量探究式学习能启发和锻炼学生的思维,但运用不好,也可能使课堂讨论变得杂乱无章、离题万里。有效探究需要落实好如下几个环节。首先,必须精心设计探究的问题。问题是探究的起点,所以问题的选择很关键,既要了解学生的兴趣和已有的知识基础,又要紧扣化学学科主干知识。授人以鱼,不如授人以渔,授人以渔,不如授人于欲。能充分调动学生求知欲望的学习过程,才有高效的学习效率,教师应设计有探究价值的实验情境,实验情境的设置,可以起到明确主题、活跃思维、集中注意力、激发学生自主学习等多重作用。如,复习实验的时候,教师给学生提供一些仪器(实验室有水):一个圆底烧瓶,一个双孔塞,一根长导管,一根短导管,让学生完成如下任务:(1)组装洗气装置;(2)组装收集氢气的装置;(3)组装收集二氧化碳的装置;(4)组装收集NO的装置。将学生分成4组,每组完成一个任务,然后其他小组评判是否成功。如,一些组的学生思维不够严密,洗气瓶的长导管未插人水中,或者短导管也伸人水中。关于收集气体的装置一些组认为长进短出就行,长导管也没有靠近烧瓶的底部,或者短导管深入较长。最后大家一起共同完成一个任务:如果要测量生成的氧气的体积,还得增加哪些仪器?如何组装?通过这个探究活动,调动了学生学习的积极性,培养了学生的发散思维和创新思维。其次,要对探究环节深思熟虑。备课既要把讲课的内容、方法、步骤仔细推敲、揣摩,又要对学生可能提出的问题、探究过程中可能出现的情况进行预测,还要注意一些实验操作的细节。如,涉及有毒气体的实验,应该在通风装置中进行或用适当药品吸收,防止污染空气,避免学生对化学药品产生畏惧心理,扼杀他们的求知欲,并损坏化学的形象。当出现学生对探究提出问题时,一定要保护好学生的积极性,引导学生在课内外进行相关学习。因为发现问题比解决问题更重要,所有发明都是从发现问题开始的,所以我们一定要重视这种能力的培养。再次,要耐心等待学生体验过程,耐心倾听学生的陈述。探究性学习获得知识的过程就像钓鱼,一条一条的钓,有些教师觉得慢,总想一筐一筐的给。在学生交流或汇报结果的时候,很多教师未等学生将答案考虑成熟,就不由得“帮”他说出。在讨论的时候,过早介人,生怕学生“跑题”。在学生探究的时候,教师有时也会觉得是一个简单的实验,掌握操作就行了。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,学生没有足够的时间去观察、理解、思考,也不会有深刻的认识。有些简单知识虽然教师一再强调,学生还是出错。如,虽然高一学习氯气性质的时候,做过试管实验,用氯置换出碘,并用有机溶剂萃取。在高三实验复习过程中,有些学生经常记不清溴、碘、溴水、碘水,或者溴、碘在有机溶剂中的颜色,看到有些资料写碘水是棕黄色的,有些写是黄色的,不知道哪个正确。部分学生没有使用分液漏斗萃取过,或者不理解萃取的概念,所以做题的时候,时常出现错误。如果把它认为是记忆性知识,不值得探究,学生就一直处于模糊的状态。针对这个情况,笔者设计了观察、实:验、讨论等环节。【实验操作和观察】将少量的碘溶于水,将少量的碘溶于苯。观察碘水的颜色和碘在有机溶液中的颜色(通过实验,学生发现碘是紫黑色固体,在水中溶解度小,颜色浅黄,随着浓度增大,颜色变棕黄,在有机物中溶解度大,溶液颜色也随浓度不同面变化。顿悟:溶质在固体状态和在溶液中的颜色是不同的;浓度不同,颜色也会有变化)。1【问题解决思维训练】为什么碘水中的碘会跑到有1机层?萃取后,碘水中是否还有碘?怎样检验?同样量1的有机溶液怎样尽可能将碘水中的碘萃取?【抽象概括升华思维】发生萃取的条件是什么?通过这个活动,学生对这部分知识掌握得牢固,在后续的练习中,这部分考点很少出错。经历了过程,就理解了,所以教师要舍得花时间让学