要改善学生的学习方式,关键是教师要树立正确的教学观念。现代教学理论认为,教学作为一种培养人的社会实践活动,是以增强学生的主体意识,发展学生的主体能力和培养学生的主体人格为目标的。在教学活动中,学生的学习是通过自主活动对知识意义的建构过程,而不是一种简单的接受过程。因此,当教师充分尊重学生的主体地位时,在教学过程中就不一味“灌输”,而会采用恰当的教学策略,促进学生积极主动地投入到学习活动中。
1、改进实验教学,激发学生的探究兴趣
“探究性学习”以学生的现实生活为基础挖掘课程资源,注重以学生的直接经验和体验为基础运用学科知识。例如在讲CO2的性质时,上课前要求每位同学带一瓶自己喜欢喝的可乐饮料,课堂上让他们先猜想CO2的性质有哪些,然后让他们打开自己的瓶子做实验,通过实验来探究性质。这样,一瓶可乐不仅解决了CO2来源问题,同时还让学生体会化学就在身边。在探究CO2能否溶于水的性质时,指导学生将水倒入集满CO2气体的矿泉水瓶1/3体积,用力振荡,不久矿泉水瓶被自动压扁(或变形)。学生对于这种“出乎意料”的奇异的实验现象会感到新奇和兴奋。教师要因势利导,引导他们思考:为什么会出现这种现象?原因是什么?这样会使学生的兴趣得到不断地提升和发展。一个简单的擦火柴实验,会让学生联想到O2的制法和性质;衣服相互染色了则会想到微粒不停地运动,微粒之间有间隔等等……还有新版教材中“讨论”“家庭小实验”,“研究性学习的课题”、“阅读材料”、“资料”等栏目学生尤其感兴趣,这些栏目使学生的兴趣从课堂一直延伸到课外。
化学实验探究不仅要求掌握一定的化学知识和实验技能,而且要求学生能灵活运用这些知识和技能,因此设计探索性实验,在激发学生的创新意识,培养学生的创新意识和创新能力等方面有重要作用。在课堂教学上要注重让学生亲自设计实验进行实验探索。例:做镁条在CO2的燃烧演示实验,可让学生设计CO2的制取实验,最后,学生有如下设计方案:
⑴利用大理石和稀盐酸反应制取,用排空气法收集;
⑵利用NaHCO3受热分解,用排空气法收集;
⑶利用NaHCO3(或Na2CO3)与盐酸反应,在集气瓶中制取,等到产生大量气泡时,点燃镁条伸入集气瓶即可完成此实验。
经过讨论,学生们会觉得第三种方案有新意。
对于课堂演示实验如此,对于课本内容设计实验的也要大胆设计,进行创新。如在镁、铝的教学中可将学生实验安排在性质教学之前,并设计出如下实验内容和验证思考内容:
⑴镁盐、铝盐分别和氨水的反应;
⑵铝盐和氢氧化钠的互滴实验;
⑶偏铝酸盐和盐酸的互滴实验;
⑷偏铝酸盐和铝盐的反应。
这些实验不仅充分调动了学生的学习兴趣,更重要的是培养了学生的综合思维素质,增强了学生的探究意识。在化学实验教学中,经常让学生自己设计实验,或利用实验进行问题探索,会不断增强学生的探究创新意识,提高学生的探究创新能力,也能激发学生对科学探索的精神及兴趣。
2、实施开放教学,拓展学生的思维空间
探究式教学不是先将结论直接告诉学生,再通过演示实验或学生实验加以验证,它是通过“做”来学习的。学生自主参与通过各式各样的探究活动诸如观察、调查、制作、收集资料等,亲自得出结论,使他们参与并体验知识的获得过程,建构起新的对自然的认识,并培养科学探究的能力。这种通过多样、复杂的活动情境来获得知识的教学方法,可以使学生从多角度深入地理解知识,建立知识间的联系,从而使他们在面对实际问题更容易地激活知识,灵活地运用知识解决问题。也只有这样,学生的学习才是积极主动的,才能够真正激发学习的内在动机。
例如,为验证物质的性质,教材中安排了许多功能单一的简易实验,如果在教学中特别是在总复习时,引导学生自己动手,将这些简单实验采用横向串联,纵向延伸的方式组合起来,设计成综合实验、系列实验,既可以使所学知识系统化,网络化,又可以提高学生的实验能力和创新能力。在学习《乙烯》一节时,学生将乙烯的实验室制备、乙烯与溴水反应、乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应、乙烯的燃烧等四个单项实验整合在一起,形成完整的系列实验。在总复习时,学生将碳酸钙与盐酸反应放出的CO2气体直接通入苯酚钠溶液中,把两个简单化学实验组合在一起,设计成了验证盐酸、碳酸、苯酚酸性强弱的综合实验。
许多化学实验存在一定的深化空间,教师能根据教学内容的需要和学生的知识水平,启发引导学生对这些实验进行更深层次的探究,从多角度、多方位、充分发挥实验的探究功能,也能起到启迪思维、培养能力的作用。例如,在学习过氧化钠性质时,我们让学生根据过氧化钠与水反应的实验思考这样一个问题:“如何通过实验测定氧化钠和过氧化钠混合物中过氧化钠的质量分数?”本实验较原实验深化了很多,虽然难度大了,所用的仪器、用品也多了,但是同学们的探究热情高,他们通过独立思考、小组讨论、动手实践,最后基本上都能设计出比较合理的实验方案,并完成实验,获得了创新成功的喜悦。
3、渗透实验探究意识,把书本知识与生活生产结合起来,产生实验探究的源动力和内在需要
为了巩固实验探究意识或检验探究效果,对实验现象的观察和分析,对实验装置的设计,对反应条件的控制,对反应机理的研究,本身就是一种探究学习。“化学实验探究性学习”应与生物、物理、计算机不同学科知识相互联系,通过对知识的综合运用去完整地认识整体的客观世界。在安全、可行的原则下,让学生各自发挥自己的聪明才智,探索各种合理的方法,设计各种可行的方案。如设计区分食盐和酒精溶液的实验方案,可以利用密度、气味、沸点、导电性、拨发性、可燃性来区分,也可以根据AgNO3等试剂对溶液的特殊反应现象来区分,还可以根据生物细胞对溶液反应等去设计。
实验创新可训练学生灵活运用创造思维方法,同时又能促进学生自觉地、有意识地去进行创新,并不断提高自己的创造能力。
四、化学实验中创新思维的培育
思维是人对客观事物本质特征和内在规律性联系间接的、概括的反映。21世纪是创新知识的世纪,中学阶段是学生思维能力与思维品质形成的关键阶段。化学是以实验为基础的自然科学,化学实验是化学研究的手段。因此中学化学教学,素质教育中化学实验创新思维的培育显得尤为重要。
中学化学中的创新教育不是去开拓和创新未知的知识和知识体系,而是创设一定条件和氛围,引导、启发学生去摸拟、探究原科学家的实验活动过程,发现“新”现象,通过联想、判断、推理和综合分析,归纳出物质呈现如此现象的本质和规律,这就是中学化学实验中的探究性创新教育。
1、创设问题情景,激发学生的学习动机
探究是从问题开始的,发现和提出问题是科学研究的开端,养成质疑的好习惯是化学研究的保障。在教学中,教师要善于创设问题情境,通过实验、观察、阅读教材等途径引导学生发现问题,以问题为中心组织教学,将新知识置于问题情境当中,使获得新知识的过程成为学生主动提出问题、分析问题和解决问题的过程。在化学实验中教师的教学设计要根据不同的课题内容创设学习情景。
以《原电池》一节新授课为例,教师一进入课堂即在讲台上放一只大苹果,然后在苹果上分别插上两根学生熟悉的铜芯、铝芯电线,再接通灵敏电流计,当学生惊喜地发现:一只诱人苹果居然也能产生电流时,那种兴奋,那种疑惑简直无法言喻。教师趁热打铁,告诉学生:只要有足够的锌片、铜片和番茄汁,我们完全可以自己造出一只“水果电池”,其电能足以点亮一只手电灯泡,同学们如有兴趣,课后不妨试试。同学们的兴奋点一下子达到顶峰,在这种兴奋心理驱使下,无须老师提出要求,几乎所有的学生立即全身心地投入到阅读教材、翻阅参考资料、寻找制作材料(水果、旧电池、锌皮等)、动手制作的科研实践活动中。通过自主实践,他们真正体会到了学习的轻松和愉悦,无形之中培养了自身的探究意识,提高了自己的实验动手能力。
2、加强师生互动,培养学生的科学精神
由于本质往往深藏于现象的背后,人们容易找到的是事物间表层的、非本质的联系,加上学生认识上存在差异,对同一个现象往往有不同的解释是很正常的。实验探究,最看重过程,属于教与学中最纯粹最美好的一部份,它诠释了梦想、勇气与探险精神,也意味着新奇、执着与成功。当学生公布自己的解释时,别的学生就有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方,或者就相同的观察提出不同的解释。于是每一位学生都需要面对不同的解释结果并展开讨论,讨论中往往会引发新的问题,导致进一步的求证活动和最终建立在实验基础上的共识。在学生做实验的过程中,教师应做到:给学生充分思考的时间,给学生发问的时间,给学生批判的时间。就如教育家所说的:“凡是儿童能够自己做的,应该让他们自己做,凡是儿童能够自己想的,应该让他们自己去想。”学生在自学探究基础上不能自行解决的问题,即可组织学生合作探究,多则班级全体参加,少则几个人,形式灵活多样,让学生充分对话、答辩、争论、教师只需在关键处加以点拨。
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