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淺談對中學(xué)化學(xué)探究教學(xué)的認識
文章來自3edu教育網(wǎng) 今年九月,我縣初三化學(xué)將進入課改,通過什么教學(xué)方式才能有效地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?如何改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式等將成為廣大教師探討的問題。新課程將科學(xué)探究作為改革的突破口,倡導(dǎo)以科學(xué)探究為主的多樣化的學(xué)習(xí)方式,通過具體的探究活動,以保證科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的落實。本文對探究教學(xué)所涉及的一些問題進行初步的探討。
一、探究教學(xué)的內(nèi)涵
探究教學(xué)的思想淵源可以追溯到20世紀初。當(dāng)時,美國著名實用主義教育家杜威提出以兒童為中心,從做中學(xué)的主張。杜威認為,科學(xué)教育不僅僅是讓學(xué)生記憶百科全書式的知識,也是一種過程和方法。他主張教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循以下步驟:設(shè)置疑難情境、確定問題、提出假設(shè)、制定解決問題的方案并實施等。仔細分析這種教學(xué)模式便可以發(fā)現(xiàn),它與我們今天所說的科學(xué)探究有著密切關(guān)系。20世紀中葉,美國著名生物學(xué)家、教育家施瓦布提出了探究式的教學(xué)方法。他主張不能把科學(xué)知識當(dāng)做絕對真理教給學(xué)生,而應(yīng)作為有證據(jù)的結(jié)論;教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)學(xué)科特有的探究方法、探究敘事等;教師應(yīng)當(dāng)用探究的方法教授知識,學(xué)生也應(yīng)通過探究活動展開學(xué)習(xí),即在學(xué)習(xí)科學(xué)的概念原理之前,先進行探究活動,再根據(jù)自己的探究提出科學(xué)的解釋。從上述可以不難看出,探究教學(xué)實質(zhì)上是將科學(xué)領(lǐng)域的探究引人教學(xué),使學(xué)生通過類似科學(xué)家的探究過程理解科學(xué)概念和科學(xué)探究的本質(zhì),并培養(yǎng)科學(xué)探究能力的一種特殊的教學(xué)方法。
從探究教學(xué)的縱向展開過程來看,其具體過程具有六個要素。
第一,科學(xué)探究的基本形式是解決問題,要解決問題首先要提出問題。首先,教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種自由、民主的氛圍,將學(xué)生置于問題情境中,通過觀察、實驗、調(diào)查、閱讀等方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。其次,要保護學(xué)生的好奇心和自然現(xiàn)象、生活現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象產(chǎn)生好奇心,產(chǎn)生問題意識,從而提出問題。此外,提出的問題應(yīng)當(dāng)是通過探究活動能夠解決的,并且不超出學(xué)生的能力范圍。
第二,根據(jù)提出的問題,收集相關(guān)信息,將已有的化學(xué)知識和問題相聯(lián)系,嘗試提出可以檢驗的猜測和假設(shè)。這是一個動腦的過程,猜想必須符合邏輯,同時又能有所創(chuàng)新和突破,而且還必須考慮到是否可以檢驗,檢驗的形式可以是實驗檢驗,也可是資料的查閱檢驗,或者其他可以收集證據(jù)的檢驗。例如,學(xué)生根據(jù)已有的化學(xué)知識和平時積累的經(jīng)驗,對“反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量之和會不會發(fā)生改變”的問題,提出三種可能的假設(shè):①增加;②減少;③不變。
第三,制定計劃,設(shè)計實驗。通過小組討論,針對探究的目的和條件,選擇合適的方法;設(shè)計可操作的步驟;考慮影響實際結(jié)果的主要因素,并采用適當(dāng)?shù)姆椒ǹ刂茖嶒灄l件;有較詳細的實驗過程計劃。這個過程對于學(xué)生來說,剛開始困難較大,教師應(yīng)加強這方面的具體指導(dǎo),使學(xué)生掌握制定計劃的基本要素 。
第四,通過實驗與資料查閱,獲取事實、收集證據(jù)。使用有關(guān)器材進行實驗,通過觀察、比較和測量,記錄和處理觀察、測量的結(jié)果,在多種信息中選擇有用信息。運用調(diào)查、資料查閱等方式收集解決問題所需要的證據(jù)。
第五,檢驗與評價。將收集的證據(jù)和化學(xué)知識建立聯(lián)系,分析、處理觀察和測量的實驗結(jié)果,得出符合證據(jù)的結(jié)論,對問題作出科學(xué)的解決,并與猜想和假設(shè)進行比較。檢查和思考探究計劃的嚴密性,證據(jù)收集的周密性, 以及解釋的科學(xué)性,并對結(jié)論的可靠性作出評價。如果結(jié)論與設(shè)計不吻合,應(yīng)重新確定探究方向、制定方案進行探究。
第六,表達與交流。用語言、文字、圖表和模型等方式表達探究過程和結(jié)果,表達探究計劃以及自己在探究過程中形成的見解,傾聽和尊重他人提出的不同觀點和評議,并交換意見,認識表達和交流對探究活動的重大意義。
值得注意的是,并不是所有的探究過程都包含上述要素,有的探究過程可能只包含其中的幾個要素,有的探究過程所涉及的要素會更多,而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進行。
二、探究教學(xué)的特征
探究教學(xué)作為現(xiàn)代教學(xué)的一種模式,在其處理理論與實踐、結(jié)構(gòu)與功能,以及教學(xué)諸要素之間的關(guān)系方面具有下述特征。
1、學(xué)生是通過探究活動獲得新知和培養(yǎng)能力的。探究教學(xué)不是先將結(jié)論直接告訴學(xué)生,再通過演示實驗或?qū)W生實驗加以驗證,而是讓學(xué)生通過各式各樣的探究活動使他們參與并體驗知識的獲得過程,建構(gòu)起新的對自然的認識,并培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。
2、探究教學(xué)注重從學(xué)生的已有經(jīng)驗出發(fā)。認知理論的研究表明,學(xué)生的學(xué)習(xí)不是從空白開始的,已有的經(jīng)驗會影響現(xiàn)在的學(xué)習(xí),教學(xué)只有從學(xué)生的已有知識和生活實際出發(fā),才會調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生的學(xué)習(xí)才有可能是主動的。否則,就很難達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
3、重視證據(jù)在探究中的作用。在探究教學(xué)中,證據(jù)是學(xué)生通過探究獲得新知的關(guān)鍵所在。同時通過證據(jù)的收集、從證據(jù)中提煉解釋、將解釋與已有的知識相聯(lián)系等過程,可以鍛煉學(xué)生的推理及批判思維能力,也使學(xué)生懂得科學(xué)家是如何思考問題、如何工作以及如何通過探究發(fā)展并獲得新知的。
4、重視合作學(xué)習(xí)。在探究教學(xué)中,常常需要分組制定計劃、分組實驗和調(diào)查,需要討論和意見綜合等合作學(xué)習(xí)。按照建構(gòu)主義的教學(xué)論,學(xué)生按照自己的方式來建構(gòu)對事物的理解,由于已有經(jīng)驗、文化背景的特殊性,學(xué)生對事物的理解會各不相同。合作學(xué)習(xí)能使學(xué)生看到問題的不同側(cè)面,對自己和他人的觀點進行反思或批判,從而建構(gòu)起新的和更深層次的理解,同時,也增強了團隊精神和合作意識。
5、探究教學(xué)重視形成性評價和學(xué)生的自我表現(xiàn)評價。探究教學(xué)對評價要求較高,如它要求評價學(xué)生是否能提出問題,是否能設(shè)計并實施探究計劃,是否能分析處理所收集的證據(jù),是否能判斷證據(jù)是支持還是反對自己提出的假設(shè)等。這些單靠終結(jié)性評價是難以奏效的。探究教學(xué)在重視并改進終結(jié)性評價的同時,很重視形成性評價,如學(xué)生的筆記、制作的模型等,以及與學(xué)生面對面的交流、針對某個問題所作出的解釋,通過這些可以了解學(xué)生對知識的理解深度和廣度,以及進行科學(xué)推理的能力。
三、探究方法指導(dǎo)
全日制義務(wù)教育《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實驗稿)在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)計了66條探究活動與建議。通過探究活動,讓學(xué)生在科學(xué)探究的過程中,學(xué)習(xí)化學(xué)知識和技能,體驗探究的過程,學(xué)習(xí)探究的方法。如何指導(dǎo)學(xué)生進行探究活動呢?以初中“鋼鐵生銹”的探究為例說明。
問題:鋼欣生銹的原因是什么?
探究活動:
1、引導(dǎo)學(xué)生充分思考提出假設(shè):①鋼鐵生銹是因為與空氣接觸,和空氣中的氧氣化合所致;②鋼鐵生銹是因為空氣中有水蒸氣,水和鐵起化學(xué)反應(yīng)所致;③鋼鐵生銹是因為空氣中的水和氧氣共同作用于鐵的結(jié)果。
2、指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗:①取一支試管,用酒精燈烘干,向里面放入一枚鐵釘,然后塞緊試管口,使鐵釘只與干燥的空氣接觸;②再取一支試管,向其中放入一枚鐵釘,注入剛煮沸過的蒸餾水至浸沒鐵釘,然后在水面上注入一層植物油,使鐵釘只與水接觸;③取第三支試管,往其中放入一枚鐵釘,然后注入蒸餾水,不要浸沒鐵釘,使鐵釘同時與空氣和水接觸。
3、引導(dǎo)學(xué)生觀察鐵釘生銹情況:在實驗后讓學(xué)生通過交流討論對提出的問題作出解釋和探究結(jié)論[常溫下,鐵在干燥的空氣中或在隔絕空氣只與水接觸的情況下均不生銹,而當(dāng)同時與空氣和水接觸時便會生銹。因此,鐵生銹的原因是空氣(主要是其中的氧氣)和水共同作用的結(jié)果]。
4、再要求學(xué)生對探究的結(jié)論作反思和評價:考慮實驗結(jié)果和經(jīng)驗認識(或猜想)是否吻合?實驗收集到的證據(jù)是否充分?
5、最后研究怎樣表述問題的結(jié)論并和同學(xué)交流,看看其他人怎樣探究?他們得到了什么樣的結(jié)論?他們?nèi)绾伪硎鼋Y(jié)論?
6、引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識解釋或解決其他問題:①從鐵在潮濕的空氣中生銹(主要成分是Fe2O3)以及鐵絲在純氧中燃燒生成Fe3O4 的實驗來看,反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果影響很大; ②防止鐵生銹的方法。
在探究過程的各個階段上,教師的工作都是指導(dǎo)、激發(fā)和鼓勵他們學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得知識或者體驗知識形成的過程,鍛煉學(xué)生應(yīng)用科學(xué)知識和科學(xué)方法解決問題的能力。 文章來自3edu教育網(wǎng)
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