初中化学探究教学中探究点的选择_化学论文

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      新课程实施以来,科学探究作为一种重要的学习方式和学习内容,备受广大教师们的关注和青睐,而探究点的选择成为探究式教学能否取得高效的关键。从一个好的探究素材中选择适宜的探究点,就好比在一块玉石上进行裁剪、雕刻与打磨,使之变成精美的玉器,既需要教师有较深的专业文化功底,又需要教师有敏锐的化学眼光,更需要有足够的智慧和创新能力。

      最近,笔者重温了华南师范大学化学与环境学院罗秀玲老师刊发在《化学教育》2011年第6期上的一篇文章——《试论化学探究式教学中探究点的选择》,深受启发,并联想到九年级学生即将进入到总复习阶段,教师如何恰当地选择一些有一定思维深度、含金量较高的探究点,提升学生的探究能力和思维能力,产生了一些有关探究式教学中探究点选择的想法。下面结合平时的教学研究实践谈几点思考。

      一、紧扣课标教材

      探究点的选择首先要做到“依纲扣本”,符合教材知识的逻辑顺序和学生的认知顺序,既不随意拔高,超出课标和教材的“上限”要求,错误地认为探究点越难越好、越深越好,将探究式教学“神化”;也不随意给出一些学生已经熟知的内容作为探究点,贴上探究的标签,将探究式教学“泛化”,失去探究的意义。而是要在学生的“最近发展区”内紧扣教材内容中心,选择难易适度、“心求通而未得”的知识点作为探究点,在新知识内容和学生的求知心理之间制造一种“不协调”,形成“认知冲突”,让学生“跳一跳才能够得着”,这样才能激发学生探究的欲望,也更符合学生的认知发展规律。如《燃烧与灭火》中,“物质燃烧的3个条件”并非是探究点,因为学生的生活经验及前概念已具备了这方面的知识,水和石块是否具有可燃性,还需要探究吗?探究点应选择在“氧气的浓度对物质燃烧的影响”。

      再如,沪教版九年级化学第一章第三节《怎样学习和研究化学》中“活动与探究”,由于学生学习化学刚刚起步,知识结构还不够系统与完善,因此探究点选择为“镁单质在空气中燃烧”等化学性质,实验时强调要将镁带表面的灰黑色物质用砂纸打磨掉,观察到银白色的镁,而不去追问这灰黑色物质是什么,否则学生会感到“云里雾里”,不知所措。待到学生将初中化学全部学完后,进入到二轮专题化总复习阶段时,可以将前、后的知识再串联起来,探究点设置在“镁表面的灰黑色物质究竟是什么”,可以这样设问:灰黑色物质是氧化镁吗?学生自然会想到,氧化镁是白色的,当然也不是氢氧化镁和碳酸镁,因为氢氧化镁、碳酸镁这些镁的化合物的颜色也是白色的,再去引导学生提出疑惑:“可能是碱式碳酸镁,因为长期放置的镁与空气中的氧气、水和二氧化碳接触,它也有可能像铜一样长期露置在空气中生成碱式碳酸铜而生成了碱式碳酸镁。”如果说是碱式碳酸镁,那其中的

又如何检验呢?引导学生设计实验方案进行氢氧根离子的检验和碳酸根离子的检验。顺势再把探究点向外拓展一点:取1g镁粉放入硬质试管中加热,几秒钟之后,试管壁上出现水珠,接着水珠越来越多,十几秒钟后,水珠不再明显增加。一分钟之后,突然镁粉“噗”地燃烧起来,出现红热,瞬间反应停止,并有黑色物质粘附在试管壁上,这黑色物质又是什么呢?提供必要的信息作为“脚手架”开展探究。这样的探究点选择不仅使学生巩固了原有的知识,而且使学生的知识结构适度向外延伸、有所拓宽,有利于思维深刻性的培养。

      上述案例充分表明,探究点的选择要切合教学内容和学生已有的知识经验,在不同的教学时间段内有着不同的探究侧重点,而并非碰到问题就“眉毛胡子一把抓”,把所有知识内容或问题都作为探究点。

      二、凸显问题主线

      以问题为主线确定探究点,组织和调控课堂教学,能充分调动学生的主体性,促进学习能力的形成和发展。但并非所有问题都有探究的价值,问题的价值空间有多大,探究的价值空间就有多大。因此在选择探究点时要筛选出有价值的问题,充分关注思维强度、思维容量,突出学生的思维能力发展,使学生的知识结构不断地从无序变成有序。

      例如“部分变质的NaOH样品中

质量分数测定”的实验探究,因为学生对NaOH固体放在空气中会发生变质并不陌生,因此探究的重点设为:实验测定方法的选择与探究,以及实验装置的改进与创新。通过“NaOH样品为什么会变质?变质后的物质是什么?用何种物质检验NaOH样品是否变质?”等一系列问题复习无机化合物知识,并形成系统的知识结构,同时引导学生深入思考“怎样测定?用什么方法和装置测定?”展开讨论,充分暴露学生的思维过程。具体可设置如下问题作为探究点。

      [方案一:沉淀法]

      

      [方案二:气体法]

      ①利用图1实验装置能否测定部分变质的NaOH样品中

的质量分数?

      

      ②如何完善该实验装置(图2)?

      (引导学生分析得出以下实验装置,并讨论实验步骤)

      

      在以问题作为主线确定探究点时,要防止把一个具有一定知识内容深度的问题分解得非常具体,设计一系列十分细碎的问题,急于“抛”思路,急于“抛”答案,急于通过细碎的问题边问边答,引导学生循序渐进地走向目标,这样做实际上限制了学生的思维,既不利于培养学生思维的深刻性和独立性,也不利于学生形成相对完整的认识思路和掌握知识的整体结构。

      三、贴近生活实际

      选取学生熟悉的日常生活和社会现实问题作为探究点,不仅能扩展学生的知识面,巩固已有知识,增强应用知识的意识,而且能激发学生探究的欲望,促进学生正确的态度、情感、价值观形成。如:食品包装袋中的“双脱剂”成分鉴定,碳酸饮料中气体成分的鉴定,等等,都会使学生充分感受到,化学就在身边,生活中处处充满化学,从而对探究引起极大的兴趣。

      例如:探究“污渍爆炸盐”的成分,探究点的选择侧重于“反应产物的鉴定以及反应装置的设计”上。

      [信息资料]1.过碳酸钠俗称“固体双氧水”,白色结晶颗粒;2.过碳酸钠溶于水后,生成碳酸钠和过氧化氢,是世界上广泛应用的主要助洗剂之一。

      [问题1]如何验证“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠?

      (方法:验证产物过氧化氢;验证产物碳酸钠)

      [问题2]用何种装置?

      (引导学生从最简单的实验装置图开始,然后逐层深入,过渡到装置图3)

      

      [问题3]若有某种过碳酸钠晶体(x

·y

)溶解后参加反应,如何求得x:y的比值?反应装置除了图4以外,还可以进行哪些改进?若测得装置(图4)反应后质量减少m克,量筒内的读数是v mL,氧气的密度是b g/mL,则x:y的值是多少?(用字母表示)

      

      当然,日常生活和社会现实中的化学涉及的知识面比较宽泛,加之初中生的化学知识结构还不够完善,因此,需要对素材进行“裁剪”和“编辑”,要依据学生已有的知识和生活经验选取适当的探究点,如鸡蛋壳中的化学,干电池中的化学,等等。

      四、聚焦实验现象

      实验可以激发学生学习的兴趣,帮助学生获得化学知识和实验技能,培养观察和实验能力,还有助于培养实事求是、严谨的科学态度和科学方法,因此根据实验现象而引发的问题与思考是极为宝贵的探究资源,尤其是异常实验现象,更有利于学生眼界的拓宽、思维能力的提升。

      稍纵即逝的异常的实验现象需要教师及时捕捉,并作为极佳的教学内容引导学生开展讨论。实际教学中,少数教师往往存在以下3种情况:不会“捕捉”,属于技术问题,不够敏感;不愿“捕捉”,属于态度问题,“照本宣科”;不敢“捕捉”,属于能力水平问题,存在恐惧心理,因为“捕捉”到了以后需要解释异常实验现象的由来,这不仅需要教师具有扎实的教学基本功,还需要教师具备敏锐的思维能力。

      如《奇妙的二氧化碳》中,探究“二氧化碳的性质”,将装有二氧化碳的集气瓶向盛有2支高、低点燃的蜡烛烧杯中倾倒时,时常碰到实验不成功,蜡烛火焰不熄灭,原因可能是二氧化碳气体没有收集满或是瓶盖没有盖好等,轻描淡写地敷衍、“忽悠”一下,再做第二次,并非及时寻找为什么蜡烛火焰不熄灭的本质原因,引导学生去探究,白白地浪费了一次科学探究的机会。

      再如:沪教版九年级化学中探究“金属的活动性顺序”,设问“镁能把硫酸铜溶液中的铜置换出来吗”。基于已经熟知的“湿法冶铜”(即铁与硫酸铜溶液反应)原理以及金属活动性顺序,如果只是纸上谈兵,学生一定回答“能”。可分组动手做一做,结果却出乎所料:将打磨后的银白色镁条放进硫酸铜溶液后,看到的现象是:有黑色固体析出,并有少量气泡放出。

      这样真实的问题情境,对学生的认知冲突产生了强烈的震撼作用,也是极好的探究点素材。为此设置了以下探究点组织学生探究:①产生的气体是什么?②产生气体的原因是什么?③黑色固体是什么?④如何确认黑色固体中有Cu存在?虽然目前学生对“硫酸铜溶液显酸性”的原因还不甚明白,对纳米级的固体颗粒呈现黑色还似懂非懂,但学生“不唯课本”“不唯老师”“纸上得来总觉浅”的意识在增强。可见,依托异常实验现象设置探究点,能有效地产生“认知失衡”,“同化”新知识,促使学生对已有知识经验不断地进行完善,从而提高思辨能力。

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