广东省广州市番禺区石碁第三中学 511450
摘 要:思维能力的培养,要从思考中发展和提高。因此,在教学过程中,教师应该给学生更多的思考过程和空间。而探究性实验,刚好是需要学生进行大量的假设、猜想、探究、分析等思考过程。在教学过程中,用什么样的教学策略才能让探究性实验教学在培养学科思维能力方面发挥更大作用呢?本文试着探讨创设开放性问题情境,有效引导猜想与假设,自主设计探究实验这三种教学策略在培养学科思维上的应用。
关键词:高中化学 学科思维能力 探究性实验
思维在通常意义上是指人脑通过外界的各种表象特征对表象之间规律的一种间接的概括的反映,通过这种反映来认识外界、发现规律、解决问题。化学学科思维是指人类在认识化学这门科学的过程中,逐步形成的关于物质的组成与结构、性质与变化的各种概念、原理、定律、方法等,并用其间接地概括反映化学事物的思维活动。
探究性实验它作为一种科学探究既符合学生的求知本性,又顺应了科学探究的真实面貌,还还原了科学认识的本质过程,即通过猜想假设、实验验证、探索研究、综合分析得出结论,从而解决问题,形成科学概念。因此,探究性实验是融知识传授、技能训练和思维能力培养于一体,它能激发学生浓厚兴趣,培养学生观察、分析、解决问题的能力及逻辑思维、创造性思维能力。为此我研究了以下三点教学策略:
一、创设开放性问题情境
1.激发学生的探究欲望。学生对某一事物产生兴趣的根本原因往往就是问题,而开放性问题更容易吸引学生积极主动地投入到学习中来。因为开放性问题的答案不唯一或者解法多样。而在探究性实验教学过程中,学生通过自主探究解决了问题,就会有一种成就感,从而诱使学生进行进一步的探究活动。
2.培养学生的发散性思维。开放性问题即答案不唯一或者解法多样性的问题,这种问题激发的思维是发散性的或者是发散后再收敛的思维。化学实验中的传统问题多是化学性质的判断、化学事实的验证、化学结论的应用等形式,往往结构单一,思路单一,结论单一。而开放性问题则呈现多样性,问题的初始条件、解决途径、问题结论等都具有不确定性。需要学生充分发挥其能动性和创造性,不断地提出猜想,不断地验证,多层次多角度地寻找解决问题的方法。所以极其适合培养学生的发散性思维。
3.教学实例。例如:在高一必修一讲硫酸根的检验方法时,就可以先抛出一个开放性问题:“你能想出硫酸根的检验方法吗?”让学生根据自己的所学知识去解决问题,这样学生就可以放开思维,奇思妙想,而且经过讨论就更容易解决加盐酸、硝酸的问题,以及硫酸钡、硫酸钙的问题,等等。
二、有效引导猜想与假设
1.猜想与假设的功能。猜想与假设是解决探究性问题的前提和基础,在认识事物发现规律的过程中具有不可忽视的作用。首先,“猜想与假设”是为发展学生的思维能力,学生必须对问题进行有效的逻辑分析和推理,为了解决问题而结合自己的认识从自己的角度提出各种猜想,有效促进了思维活动。其次,“猜想与假设”为探究学习建立了主线,建立了问题与实践之间的桥梁,在学生的思维方向和实验设计中起到了导向的作用,使学生可以围绕一定的中心进行展开。
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2.教学实例。例如,在讲解必修二“原电池原理”时我们可以设计几组对比实验来完成原电池形成条件的猜想。而这几组实验的设计方案必须给予学生有效的引导。
实验1:将锌片、铜片分别插入盛有稀硫酸的水槽中,观察现象?
实验2:将锌片和铜片利用导线电流计进行连接后插入盛有稀硫酸的水槽中,观察实验现象?
实验3:将锌片和铜片利用导线电流计进行连接后插入盛有酒精的水槽中,观察实验现象?
实验4:将锌片和铜片利用导线电流计进行连接后插入盛有稀硫酸的水槽中,观察实验现象?
你有什么发现?你还可以怎样设计实验来证明你的想法。你觉得要产生电流,以上装置要满足几个什么条件?
接下来,学生针对自己的假设制定实验方案,并进行实验操作,分析现象,最终完成探究。但是,假设的提出并不是盲目的,而要根据自己的知识经验及得到的相关信息,充分发挥自己的想象力、创造力提出一种或者多种有猜测、假定意义的设想。通过彼此之间的交流,将自己的观点和想法表达出来,取长补短,借鉴他人好的想法完善自己的假设方案,这对于学生发散思维的培养是一种极其有益的方式。
三、自主设计探究实验
1.自主设计探究实验的意义。高中生进行自主设计实验对于培养提升创新思维具有重要意义。创新思维是利用已学的知识去研究可能面临的问题,找到创造性地解释这些问题的新途径、新方法的一种优良的心理品质。在化学实验教学中,教师应该积极创造条件,运用合理的方法指导学生设计实验、改进实验、完成实验,从而达到训练和提高学生实验设计能力的目的。
2.自主设计探究实验的必要性。高中化学的概念与原理有相当一部分比较抽象,而通过化学实验及实验设计则有助于对其的理解,变抽象为具体,使其印象深刻。而且化学实验设计过程要求学生会运用多种的科学方法和科学思维(比较化学反应速率时,需要控制变量,实验的温度、试剂浓度、测量仪器与方法等的选择),因此,该过程有利于提升高中生的思维能力。
3.自主设计探究实验的基本原则
(1)适用性原则。适度性原则就是选取探究课题不宜太多而且要选择与学生已有的知识相联系的,探究实验内容符合 “最近发展区” 理论。从一个小的点或者一个面开始在教师的辅助下让学生进行初步而简单探究并能够获得一定的结论。
(2)梯度性原则。梯度性原则就是在探究式教学中要根据学生的成长情况和心理发展特点,设计具有层次性的探究内容,学生所进行的每一次探究活动,可以分步地进行,不一定要完成探究的全部过程,但各个环节的探究活动难度应呈现出一定的层次性、递变性和侧重性。有的时候应设计侧重提出问题,进行猜想的目标,有些时候的设计就侧重于实验的设计能力的训练等。
4.教学实例。例如:在高一必修一进行氯水性质的教学时可设计氯水成分的探究实验,成分探究可以分梯度,先探究H+的存在,再探究Cl-的存在,再探究HClO的存在等等,让学生自主设计探究实验。
实验目标: 初步掌握氯水成分的检验方法,初步掌握次氯酸的性质。
实验仪器与药品:试管、烧杯、滴板、玻璃棒、胶头滴管、红纸、PH试纸、NaHCO3溶液、AgNO3溶液、稀HNO3溶液、稀盐酸、氯气、氯水、蒸馏水等。
四、总结
高中化学课程的学习内容包括化学研究和实践中形成的最基础的化学基本概念、基本原理、基本方法,研究和利用物质及其变化的基本观念。人教版高中必修化学的实验很多,从实验内容和目的角度分类,我们通常把它分为:测量性实验、探究性实验、验证性实验等。而课本中标明“科学探究”的探究性实验就有14个,而具备探究功能的实验就更多,利用好它们,不仅有助于培养学生的思维能力,提高化学学习质量,更有助于培养学生的终身学习能力和创造能力,塑造良好的个性品质,对培养一大批高素质的国家建设人才具有重要意义。
参考文献
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[4]杨江红 新课程理念下高中化学探究性实验教学的讨论与研究[D].首都师范大学,2005,4。
论文作者:卢敏
论文发表刊物:《中小学教育》2018年第328期
论文发表时间:2018/8/31
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