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1 問卷調(diào)查
1.1問卷內(nèi)容設(shè)計此次調(diào)查主要以問卷形式進行,為了使調(diào)查結(jié)果更具有客觀性、真實性和代表性,問卷是結(jié)合基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)的主要精神進行設(shè)計的,有選擇題和判斷題兩種形式。內(nèi)容分為二部分:一是調(diào)查學(xué)生對學(xué)習化學(xué)的目的意義作用的認識;二是調(diào)查學(xué)生學(xué)習化學(xué)的具體情況,包括學(xué)習的方法、手段等。
1.2調(diào)查對象
此次的調(diào)查在海口市第一中學(xué)的高一和高二兩個年級中進行,每個班隨機抽取30~40名學(xué)生作為研究對象,其中包括了文科班和理科班。 2 調(diào)查結(jié)果與分析
由于本人著重研究的是高一學(xué)生的學(xué)習情況,所以我只分析了高一學(xué)生統(tǒng)計數(shù)據(jù)(調(diào)查問卷及數(shù)據(jù)統(tǒng)計表見附錄一和附錄二)。共發(fā)出調(diào)查問卷300份,收回282份,占被調(diào)查學(xué)生的94%。 通過統(tǒng)計分析可以發(fā)現(xiàn)高一學(xué)生在化學(xué)學(xué)習上存在一些問題,但相對以前舊課程的學(xué)習而言也有很多明顯進步的地方,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
2.1 在學(xué)習化學(xué)的興趣上有較大差異
在學(xué)習了一年的新課程以后,學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習興趣在文、理科之間出現(xiàn)了較大的差異(見表1),理科生大部分對化學(xué)的學(xué)習比較感興趣,主要原因是“化學(xué)很神奇,有很多有趣的規(guī)律和現(xiàn)象,可以和很多生活現(xiàn)象聯(lián)系緊密,很有用,學(xué)習起來也不太難。”也有少部分學(xué)生對化學(xué)學(xué)習的興趣一般,理由是“找不到正確的學(xué)習方法,學(xué)習有困難。”。而對于文科生,他們大部分對學(xué)習化學(xué)的興趣一般,調(diào)查顯示許多文科班學(xué)生在高一上學(xué)期時因理科成績不理想,很早就放棄理科學(xué)習,從而造成大面積文科班學(xué)生化學(xué)成績偏低,他們在上學(xué)期時就已覺得化學(xué)比較難學(xué)。因而,在高一年級中學(xué)生中化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊,這給組織課堂教學(xué)帶來困難,教師在教學(xué)中應(yīng)從學(xué)生實際出發(fā),把握好教學(xué)深淺度問題顯得尤為重要。 表1 對化學(xué)學(xué)習
很感興趣
感興趣
興趣一般
不感興趣
理科
20%
53.6%
21.7%
4.7%
文科
4.3%
31.9%
51%
12.8%
2.2 沒有良好的學(xué)習習慣,學(xué)習方法不科學(xué) 良好的學(xué)習習慣和科學(xué)的學(xué)習方法是搞好學(xué)習的關(guān)鍵。眾所周知,課前預(yù)習可以對將要學(xué)習的知識內(nèi)容有一大致的了解,對上課時重點的掌握、難點的解決有事半功倍的效果,而課后復(fù)習可以對剛學(xué)的內(nèi)容作系統(tǒng)的回顧、鞏固,這有利于使知識系統(tǒng)化。但調(diào)查表明,只有8.5%的理科學(xué)生和4.3%的文科學(xué)生經(jīng)常做到“課前預(yù)習”,11.1%的理科學(xué)生和6.4%的文科學(xué)生經(jīng)常做到“課后復(fù)習”(見表2);只有51.5%的理科學(xué)生和23.4%的文科學(xué)生對老師批改過的作業(yè)能做到“認真訂正錯誤,及時弄清原因”;只有16.2%的理科學(xué)生和6.4%的文科學(xué)生會及時整理復(fù)習聽課筆記,而有51.1%的理科學(xué)生和72.3%的文科學(xué)生的學(xué)生是在臨近期中或期末考試時才整理復(fù)習筆記。
表2 學(xué)生課前預(yù)習、課后復(fù)習的情況
經(jīng)常
偶爾
從不
課前
預(yù)習
理科
8.5%
60.9%
25.1%
文科
4.3%
44.7%
51%
課后
復(fù)習
理科
11.1%
67.7%
10.6%
文科
6.4%
66%
27.7%
2.3 比較注重實踐能力、科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)
21世紀的理想人格應(yīng)是科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的統(tǒng)一,科學(xué)理性與價值關(guān)懷的統(tǒng)一。新課程的培養(yǎng)目標要求學(xué)生要具有初步的創(chuàng)新精神、實踐能力、科學(xué)和人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識。調(diào)查表明,經(jīng)過這一年新課程的學(xué)習學(xué)生對做實驗的興趣大大提高,有84.7%的理科學(xué)生比較喜歡或很喜歡做實驗,在文科生中這一比例也高達61.7%;有70.6%的理科學(xué)生和63.8%的文科學(xué)生在實驗課外的時間比較想進入實驗室做自己想做的實驗;而習慣用學(xué)過的化學(xué)知識去思考解決生活中的實際問題的學(xué)生的理科學(xué)生占65.5%,文科學(xué)生占55.3%。
2.4 在學(xué)習過程中,過分依賴教師,自己的主觀能動性發(fā)揮不夠
學(xué)生學(xué)習的主觀能動性的發(fā)揮程度直接影響了知識的深化以及學(xué)習的深入。調(diào)查表明,70.2%的理科學(xué)生和85.1%的文科學(xué)生認為在課堂教學(xué)中應(yīng)以教師講授為主,直到學(xué)生聽懂為止,只有少部分學(xué)生認為教師不必講得太細,應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,多讓學(xué)生討論(見表3);在課堂討論問題時,大多數(shù)的學(xué)生沒有主動提出問題的習慣(見表4),只有極少數(shù)的學(xué)生在討論問題時能積極思考、大膽發(fā)言。
表3 學(xué)生希望的課堂教學(xué)形式
應(yīng)該以教師講為主,直到聽懂為止
教師不必講得太細,應(yīng)多讓學(xué)生討論
理科
70.2%
19.8%
文科
85.1%
14.9%
表4 學(xué)生課堂主動性的發(fā)揮情況
經(jīng)常
偶爾
沒有
課堂主動提問題的習慣
理科
6.8%
54%
34.9%
文科
4.3%
27.7%
68.0%
本課題所說的“研究性學(xué)習”涵蓋了兩種含義。即廣義和狹義。從廣義上理解,它泛指學(xué)生探究問題的學(xué)習,是一種學(xué)習方式、一種教育理念或策略。它可以滲透于學(xué)生學(xué)習的所有學(xué)科、所有活動中,主要是指研究性學(xué)習方式,同時也包括學(xué)科內(nèi)的專題研究活動。從狹義上理解,它是一種專題研究活動,是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,從自身生活和社會生活中選擇并確定研究專題,以類似科學(xué)研究的方式主動地獲取知識,應(yīng)用知識,解決問題的學(xué)習活動。
研究性學(xué)習,以學(xué)生的自主學(xué)習、直接體驗和研究探索為基本方式,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力和個性養(yǎng)成教育為歸宿的學(xué)習活動,它實現(xiàn)了知識、能力、態(tài)度的三位一體,極大地體現(xiàn)了素質(zhì)教育的深層內(nèi)涵;它有利于學(xué)生學(xué)會學(xué)習、學(xué)會研究;它為學(xué)生個性化發(fā)展提供了臺階。
課題研究的基本內(nèi)容和研究目標
1.內(nèi)容:
挖掘化學(xué)學(xué)科中研究性學(xué)習的素材和信息;
化學(xué)課堂教學(xué)中進行研究性學(xué)習的課堂模式;
化學(xué)學(xué)科開展研究性學(xué)習的基本方法;
與化學(xué)教材相對應(yīng)的各階段研究性課題等。
2.研究目標:
學(xué)生目標:
改變學(xué)生以單純地接受教師傳授知識為主的學(xué)習方式,為學(xué)生構(gòu)建開放的學(xué)習環(huán)境,提供多渠道獲取知識并將學(xué)到的知識加以綜合應(yīng)用于實踐的機會,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。具體目標如下:
(1)獲得親身參與研究探索的體驗
(2)提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力
(3)提高收集、分析和利用信息的能力
(4)學(xué)會分享與合作
(5)培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)道德
(6)培養(yǎng)對社會的責任心和使命感
教師目標:
問題是研究性學(xué)習的載體,研究性學(xué)習主要圍繞著問題的提出和解決來組織學(xué)生的學(xué)習活動。教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的問題情境或提出研究任務(wù),即建立問題的初始狀態(tài)。教師根據(jù)教學(xué)目的尋找與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的、可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的材料,用新穎的方式和生動的語言創(chuàng)設(shè)出若干問題,讓學(xué)生探討發(fā)現(xiàn)并提出新的問題;讓他們懷著強烈的求知欲去進行研究。
學(xué)科目標:
化學(xué)學(xué)科與學(xué)生的日常生活密切相關(guān),又是實驗性很強的學(xué)科,教師通過生活實踐和社會調(diào)查、通過觀察實驗和奇趣事例、通過原有知識儲備、通過對某一問題的不同看法來創(chuàng)設(shè)問題情境,能很好地提高學(xué)生的學(xué)習興趣,激發(fā)學(xué)生主動探究知識的熱情,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神,從而獲得較為牢固的知識。
究的基本原則、方法和步驟
1.基本原則:
(1)全員性原則:面向全體學(xué)生,使每一名學(xué)生都在學(xué)習中獲得樂趣。
(2)綜合性原則:由于研究性學(xué)習以問題為載體,每一個問題的研究和解決都會涉及到很多知識,我們在研究過程中,很自然地就在已學(xué)過的知識間建立一定聯(lián)系,并應(yīng)用這些知識解決問題。使學(xué)生在教師指導(dǎo)下,在系統(tǒng)學(xué)習課本知識的基礎(chǔ)上,將學(xué)生的學(xué)習從學(xué)科的學(xué)習帶向綜合的學(xué)習,綜合應(yīng)用學(xué)科知識,解決生活中的問題,以期有所收獲。
(3)自主性原則:學(xué)生的學(xué)習內(nèi)容是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自主確定的研究課題,主動地提出問題,積極地尋找解決問題的方法。
(4)探索性原則:學(xué)習的方式不是被動地記憶、理解知識,而是敏銳地發(fā)現(xiàn)、主動地提出問題,積極地尋找解決問題的方法,探求結(jié)論的學(xué)習過程。
2.研究方法:實驗法
3.研究過程:
第一階段:準備階段。
(1) 由教科室組織舉行系列講座,學(xué)習理論,設(shè)計方案。使教師和學(xué)生明確研究性學(xué)習的基本程序和基本的科學(xué)研究方法,了解研究性學(xué)習的基本程序。引導(dǎo)師生及學(xué)生家長提高認識,作好研究性學(xué)習的心理準備。
(2) 指導(dǎo)學(xué)生選擇課題,明確如何發(fā)現(xiàn)問題,怎樣歸類分析問題以及選擇課題的一些原則。
(3) 做一些課題研究的示范工作學(xué)科教師結(jié)合所教學(xué)科,用研究性學(xué)習的方法進行研究問題,通過提出問題——描述問題——提出假設(shè)——實驗論證——解釋結(jié)果——評價結(jié)果——問題解決的學(xué)科上展示,對學(xué)生進研究性學(xué)習的方法指導(dǎo)。
(4) 培養(yǎng)課題研究的骨干。通過學(xué)習,有的學(xué)生已著手開展研究,我們在各班培養(yǎng)一些課題研究的骨干,以帶動全體學(xué)生。
第二階段:實施階段。
具體任務(wù)是:
(1) 指導(dǎo)學(xué)生定課題。從身邊和生活中發(fā)現(xiàn)問題并研究課題。學(xué)校在課題選題中培養(yǎng)學(xué)生的自主性。學(xué)生選題比較有特色。一是圍繞學(xué)校學(xué)生學(xué)習生活,如食品中防腐劑的含量及對人體的作用,購買小食品的消費情況的調(diào)查;二是關(guān)注社會、關(guān)注生活的課題,如房屋裝修的材料與污染情況調(diào)查、人體所需元素的調(diào)查,通過調(diào)查、查資料進行分析研究。該文章由diyifanWEN.COM(第一§范┆文網(wǎng))整理;
(2) 指導(dǎo)學(xué)生制訂研究方案
教師對學(xué)生所選課題就研究的可行性分析、研究的目的、內(nèi)容、方法指導(dǎo)、課題組成員的分工、具體實施的步驟等制定研究方案。(3) 以班為單位進行開題報告,選聘指導(dǎo)教師,高一年級共確立了82個化學(xué)課題,化學(xué)子課題組對課題進行歸類和整理。
(4) 整合各方面力量,開展研究性學(xué)習。在確定課題后,我們整合各方面力量指導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習,集中活動和分散步活動相結(jié)合,重點從兩個方面讓學(xué)生實踐、體驗。一是搜集和分析信息資料。學(xué)生通過訪談上網(wǎng)、查閱書刊雜志、問卷等,綜合整理信息進行判斷,最后得出結(jié)論。二是調(diào)查研究。學(xué)生根據(jù)個人或小組集體設(shè)計的研究方案,按照確定的研究方法,選擇合適的地方進行調(diào)查,獲得調(diào)查結(jié)果,歸納出解決問題的重要思路和觀點。
(5) 對學(xué)生開展研究性學(xué)習進行評估。對課題研究進行陳述并展示所取得的效果,推動研究性學(xué)習的開展。在班級展示學(xué)生的調(diào)查報告,評估內(nèi)容。重視研究性學(xué)習的過程和研究性學(xué)習的參與程序。
(6)課題組成員分工挖掘研究性學(xué)習素材,在課堂教學(xué)中盡可能將設(shè)計研究性情景,調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習。
(7)開展研究性學(xué)習公開課,
四、研究成果
我組教師在研究性學(xué)習中,不斷探索,不斷總結(jié)。其中上研究性公開課有:
付曉艷:《氯氣》一課獲遼寧省重點協(xié)作校青年教師創(chuàng)新教學(xué)大獎賽一等獎
張玉潔先后上了兩節(jié)研究性公開課。課題分別是《鹵族元素》和《環(huán)境保護》。
效果顯著。
顧繡紅:《家庭裝飾與污染》一課,充分展示了學(xué)生的潛能。
陶萍和王恩成:《食品安全》別具一格。
候躍平:《環(huán)境保護》利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使課堂生動活潑。
我組有關(guān)研究性學(xué)習論文有:
候躍平:《研究性學(xué)習教師》被評為遼寧省優(yōu)秀論文一等獎。
王恩成:《機遇與挑戰(zhàn)》獲第十七屆遼寧省青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀項目
《角色轉(zhuǎn)換》獲遼寧省高中化學(xué)新教材研討會一等獎
《新課程與自學(xué)能力》獲東北地區(qū)走進新課程優(yōu)秀論文一等獎
付曉艷:《淺談化學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新教育》獲東北地區(qū)走進新課程優(yōu)秀論文一等獎
王霞寫出了《研究性學(xué)習初探》一文。
經(jīng)過近一年的實驗和探索,研究性學(xué)習得到了學(xué)生的廣泛認同,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣,學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了提高。一個課題組的學(xué)生認為:我們深切地體會到科學(xué)研究對生產(chǎn)生活的重要性,而科學(xué)研究必須遵循科學(xué)的理論和掌握科學(xué)的方法,只有通過團結(jié)合作,才能有科學(xué)的決策,我們覺得學(xué)習不再是一件苦差事。學(xué)生非常贊同把研究性學(xué)習引入課堂,滲透在學(xué)科教學(xué)中。研究性學(xué)習培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)心社會、關(guān)心他人的高尚情感,增強了學(xué)生的社會責任感。研究性學(xué)習使學(xué)生的觀察、交往、研究能力得到顯著增強,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神。
五、子課題研究小組
組長:劉美君
1.通過本課題的研究,提煉出有助于學(xué)生“探究性實驗”實施的指導(dǎo)策略;
2.學(xué)生掌握探究性實驗學(xué)習的方式,具有獨立思考、自主探究、合作交流的意識和主動學(xué)習能力。
3.進一步轉(zhuǎn)變教師的教育觀念和教學(xué)行為。通過創(chuàng)造性的勞動和研究,將課程從“特定知識體系的載體”的定位上轉(zhuǎn)移到促進“師生共同探索、共同發(fā)展”的定位上。
4.通過合理運用化學(xué)探究性實驗的指導(dǎo)策略,培養(yǎng)學(xué)生自主實驗、獨立思考的學(xué)習習慣。培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思維,勇于實踐的能力。從而開發(fā)學(xué)生潛能,促進學(xué)生的主動發(fā)展。
二、課題研究背景
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗一直被認為是能幫助學(xué)生獲得化學(xué)知識、掌握實驗技能,激發(fā)學(xué)習興趣、培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ囊环N教學(xué)手段,它在初中化學(xué)教學(xué)中始終占有十分重要的位置。化學(xué)課程標準提出“科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習方式,也是義務(wù)教育階段化學(xué)課程的重要內(nèi)容”,化學(xué)教學(xué)中比較常見的一種探究活動是進行適合學(xué)生的探究性實驗。目前,對探究性實驗的研究,只是局限在個別范圍內(nèi)進行試驗,呈現(xiàn)出單一性、個體性、隨意性。單一性——對一個一個實驗單獨進行研究;個體性——個別學(xué)校、個別教師在進行研究;隨意性——對實驗的選題、設(shè)計隨教師個人的意愿而定。由于缺乏系統(tǒng)的、整體的研究,探究性實驗的研究和實踐尚處在自發(fā)試驗的狀態(tài)。面對新的教材和新的化學(xué)課程標準要求原有的實驗教學(xué)方式已逐漸顯示出不足:統(tǒng)一的實驗要求、實驗教學(xué)模式,不利于學(xué)生的個性展化學(xué)探究性實驗的研究,是化學(xué)教學(xué)走素質(zhì)教育之路的有效途徑。
三、課題研究的措施
(一)基本方法
探究教學(xué)中的問題是核心,問題的解決是關(guān)鍵。要使學(xué)生積極參與探究活動并有所收獲,必須進行一些基本方法教育。《課標》指出,科學(xué)探究既是一種學(xué)習方式,也是學(xué)習內(nèi)容。“功要善其事,必先利其器”,探究教學(xué)一些重要的方法如下:
1.猜想與假設(shè)的方法通常有:
(1)逐分法:對多個影響因素逐一分離、組合:
例:將雙氧水與二氧化錳混合產(chǎn)生了氧氣,氧氣是由哪一種物質(zhì)產(chǎn)生的?
猜想:①雙氧水②二氧化錳③雙氧水與二氧化錳相互反應(yīng)④雙氧水在二氧化錳作用下產(chǎn)生的
(2)定量法:在極端量和中間量中假設(shè)
例:將一塊石灰石在酒精燈上灼燒一會兒后,冷卻,剩余物質(zhì)的成分是什么?
猜想:①碳酸鈣②氧化鈣③碳酸鈣和氧化鈣
(3)解析法:據(jù)已有知識、生活經(jīng)驗、事實材料或感覺猜測
例:二氧化碳可能有哪些物理性質(zhì)?
猜想:無色氣體(人呼出的氣體是無色的);密度比空氣大(平衡的紙筒中倒入二氧化碳后傾斜);能溶于水(汽水中有二氧化碳)等
2.控制變量的方法通常是:
(1)控制反應(yīng)條件:保證儀器相同(等規(guī)格)、使用藥品的量相同(質(zhì)量、體積、純度)、溫度等環(huán)境條件相同,體現(xiàn)設(shè)計條件的公平性。
(2)控制反應(yīng):保證其他條件相同的情況下,只有一個變量
例:二氧化碳溶于水有沒有發(fā)生化學(xué)變化呢?將4朵干燥的石蕊花分別做如下處理:①噴稀醋酸②噴水③直接放入二氧化碳中④噴水后放入二氧化碳中
3.假設(shè)猜想驗證的方法有:①邏輯推理法②史料旁證法③實驗驗證法
例:化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量有沒有變化?可以根據(jù)反應(yīng)前后原子不變推理得出,也可以查找資料獲得前人研究的證據(jù),并非只有化學(xué)實驗才是唯一正確的方法。案例1中學(xué)生提出的不能通過實驗驗證的一些猜想,教師可以引導(dǎo)學(xué)生分類后,用邏輯推理法排除一些,其他的通過查找史料來解決。
4.驗證結(jié)果的三種情況:結(jié)果與假設(shè)不一致、假設(shè)得到驗證、結(jié)果與假設(shè)不完全一致
案例4:無水乙醇顯堿性嗎?
一位學(xué)生在實驗室看到一瓶無水乙醇標簽上的化學(xué)式后,猜想:無水乙醇含有“氫氧根”,所以也應(yīng)該顯堿性。教師鼓勵他自己探究,學(xué)生通過實驗,發(fā)現(xiàn)自己的猜測是錯誤的。
(目前的教學(xué)或習題幾乎都是針對正確猜想的。)
5.其他重要的方法有:觀察、操作、記錄、數(shù)據(jù)采集和處理、歸納、演繹、對他人評價、準確表述等。當然,更多的是化學(xué)學(xué)科的知識和方法,這些都是能否“將探究進行到底”的關(guān)鍵所在,要經(jīng)過逐步學(xué)習、反復(fù)訓(xùn)練、循序漸進才能建立起來。
(二)課堂實踐
第一階段:教師示范,學(xué)生感知探究性實驗
剛接觸化學(xué)的初三學(xué)生對化學(xué)儀器和實驗基本操作都不了解,要讓他們進行探究性實驗幾乎是不可能的。在教學(xué)過程中,教師先為學(xué)生設(shè)計好探究性實驗報告,內(nèi)容包括:發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計方案—進行實驗—交流討論--歸納總結(jié)—得出結(jié)論”,然后老師做演示實驗。學(xué)生通過實驗報告和老師的示范實驗,感知實施探究性實驗的一般方法。比如,當學(xué)生第一次遇到探究性實驗“對蠟燭及其燃燒的探究”時,幾乎是無從下手。怎樣讓剛接觸化學(xué)學(xué)習的學(xué)生成功地邁開他們探究實驗的第一步呢?老師精心為他們設(shè)計了如下實驗報告。通過教師引導(dǎo)學(xué)生認真觀察蠟燭點燃前、燃著時和熄滅后的三個階段的顏色、狀態(tài)、氣味的變化,進行詳實紀錄、討論歸納、得出結(jié)論,讓學(xué)生一開始接觸化學(xué)就認識到觀察在探究中的重要性。當學(xué)生一邊觀察老師的演示實驗,感受探究實驗的同時,一邊填寫實驗報告。在邊觀察、邊模仿、邊參與、邊體驗的過程中,學(xué)生感知了探究性實驗。
第二階段:學(xué)生嘗試、教師給予指導(dǎo)和幫助
學(xué)生在感知了探究性實驗,并有親自動手去做探究性實驗的沖動后,教師嘗試著稍稍放手,讓學(xué)生嘗試探究性實驗中的某幾個環(huán)節(jié),例如:簡單實驗方案的設(shè)計,探究性實驗的基本操作。在此階段,學(xué)生設(shè)計的實驗方案的可操作性、安全性,教師在學(xué)生實驗前要仔細批改,及時給予指導(dǎo)。學(xué)生進行實驗的過程中,在基本操作的規(guī)范性、實驗觀察的方法、實驗現(xiàn)象的記錄等方面出現(xiàn)的問題,教師及時提供幫助。學(xué)生通過親自動手嘗試,對探究性實驗的認識和實施有了進一步的認識。
第三階段:師生、生生合作,發(fā)展探究性實驗的能力
學(xué)生對實驗方案的設(shè)計和實驗基本操作有了一定的基礎(chǔ)后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從身邊的一些現(xiàn)象中去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、作出猜想,進而獨立地設(shè)計解決問題的方案、進行實驗、分析實驗,找出問題的答案。在探究過程中遇到困難時,教師鼓勵他們采取小組合作、師生合作的方式來化解困難。
比如《質(zhì)量守恒定律》的學(xué)習。
(1)教師創(chuàng)設(shè)問題情境:取暖時所用的煤和木材的燃燒之后質(zhì)量變少:取一小斷鎂帶在空氣中點燃之后質(zhì)量變大。再結(jié)合生活中的一些現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生進行猜測:你認為化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和是什么關(guān)系?
(2)學(xué)生提出猜想。
生1:我覺得反應(yīng)之后質(zhì)量應(yīng)該變大,根據(jù)前面學(xué)過的Mg+O2MgO、P+O2P2O5這兩個反應(yīng)就可算出是變大。
生2:我認為變小,煤和木材的燃燒之后生成爐渣和灰燼要比燃燒前煤和木材的質(zhì)量要小。
生3:我覺得不會改變。從表面上看煤和木材燃燒后質(zhì)量確實減少了,而我通過它們?nèi)紵幕瘜W(xué)反應(yīng)C+O2CO2中卻算出沒變。因此我猜想化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和是不變的。
(3)教師啟發(fā)引導(dǎo)。
通過剛才的討論和交流,同學(xué)們產(chǎn)生了三種不同的猜想,那么究竟哪一個是正確的呢?各小組可根據(jù)你們自己的猜想來設(shè)計實驗方案或參考書上的實驗方案。在探究過程中若有不能解決的問題,可求助其他組的同學(xué),也可問老師。
(4)學(xué)生設(shè)計實驗方案。
學(xué)生設(shè)計的方案有很多,有代表性的有以下四種。
方案①取一小段蠟燭在一小塊木板上,把它們一起放在托盤天平上,調(diào)節(jié)托盤天平達到平衡。在托盤天平上點燃蠟燭,觀察托盤天平的平衡情況。
方案②取一段鎂帶,在托盤天平上稱的質(zhì)量W1。用坩堝鉗夾持,在酒精燈上點燃,把燃燒后的白色粉末收集起來并在托盤天平上稱的質(zhì)量W2,比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。
方案③在小燒杯中加入20mL稀硫酸銅溶液,取一根砂去鐵銹的鐵釘,將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量,記錄所稱的質(zhì)量W1。將鐵釘浸到硫酸銅溶液中,觀察現(xiàn)象,將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量,記錄所稱的質(zhì)量W2,比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。
方案④在100mL錐形瓶中加入10mL左右的澄清石灰水,將一支內(nèi)有少量小塊大理石的試管有細鐵絲固定在與100mL錐形瓶配套的橡皮塞上,將一支盛有稀鹽酸的滴管插入橡皮塞,將上述錐形瓶放在托盤天平上稱量,記錄所稱的質(zhì)量W1。將滴管中的稀鹽酸慢慢加到盛有大理石的試管中,觀察現(xiàn)象。待反應(yīng)完全后,再將錐形瓶放在托盤天平上稱量,記錄所稱的質(zhì)量W2,比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。
[說明:其中方案①和方案②,學(xué)生從老師提出的問題情境中受到啟發(fā)。方案③和方案④同學(xué)們參考了教材上的實驗方案。由此可見,學(xué)生自主設(shè)計實驗方案的靈活性和創(chuàng)新性有待于提高。此時教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)是很重要的。)
(5)師生共同評價。
學(xué)生對以上實驗,產(chǎn)生了如下想法:
①“蠟燭燃燒后質(zhì)量減少,是由于生成的氣體沒有被稱量所造成的”;
②“鎂帶燃燒后質(zhì)量變大,是由于參加反應(yīng)的氧氣沒有被稱量所造成的”
③“鐵與硫酸銅的反應(yīng)質(zhì)量不變,因為反應(yīng)中既沒有氣體參加反應(yīng),又沒有氣體生成”;
④“研究蠟燭燃燒反應(yīng)的質(zhì)量變化,應(yīng)將參加反應(yīng)的氧氣和生成的二氧化碳、水一起稱量”;
⑤“如果把蠟燭放在一個集氣瓶中點燃,塞上塞子再稱,質(zhì)量可能就不變了”;
⑥“在密閉容器中進行實驗,反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量肯定不會發(fā)生變化”;
(6)進行實驗再探究。
同學(xué)們在采納大家意見的基礎(chǔ)上重新修改實驗方案后,再實驗就看到了反應(yīng)前后天平是平衡的。
(7)師生得出結(jié)論。
通過實驗探究大家達成共識,那就是:參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。我們把這一規(guī)律稱為質(zhì)量守恒定律。
[說明:這樣的課非常地費時間,往往一課時的教學(xué)內(nèi)容,兩課時也完成不了。所以在平時的教學(xué)中,只能精選有代表性的實驗來嘗試教學(xué)]
第四階段:拓展課外探究實驗
隨著學(xué)生對探究性實驗學(xué)習能力的逐步提高,在研究過程中,我們采取了邊學(xué)習課本中的探究性實驗,邊增加家庭小實驗和對生活中一些化學(xué)現(xiàn)象探究的學(xué)習。并重點研究如何指導(dǎo)學(xué)生進行對比實驗的設(shè)計。比如家庭實驗:探究鐵生銹的條件。指導(dǎo)學(xué)生認識對比實驗的關(guān)鍵要控制變量。使鐵釘處于只與水接觸、只與氧氣接觸、同時與水和氧氣接觸三種環(huán)境中,來觀察鐵生銹的情況,從而得出鐵生銹的條件。學(xué)生在家中完成探究實驗,并在課堂上進行了交流。在實驗中,沒有試管,同學(xué)們用玻璃杯代替,用保鮮膜扎緊杯口代替橡皮塞。從茶葉罐中、雪米餅袋中、甚至從羊毛衫的包裝中找來各種干燥劑做實驗。由于自己動手實驗,并從生活中尋找實驗儀器和材料,同學(xué)們不僅親身體驗到了鐵在什么條件下會生銹,在什么條件下更容易生銹的知識。而且知道了什么是對比實驗、初步學(xué)會了如何設(shè)計、運用對比實驗,同時極大地提高了大家學(xué)習化學(xué)的興趣。這是我們老師事先準備好實驗,然后在課堂上展示講解而實現(xiàn)不了的。
四、課題研究的主要績效
1、轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習方式,促進了學(xué)生的主動發(fā)展
以前學(xué)生一般只習慣于思考老師向他們提出的問題,而不會主動地去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。當老師設(shè)置了問題情境,讓學(xué)生通過探究實驗來解決問題時,學(xué)生多半會到教材中找現(xiàn)成的實驗方案,很少有學(xué)生能創(chuàng)造性地去設(shè)計新的實驗方案。學(xué)生在熱熱鬧鬧地完成實驗后,對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果進行分析的意識很薄弱。而這些恰恰是探究性實驗的重要環(huán)節(jié),也是促進學(xué)生探究能力、提高科學(xué)素質(zhì)的基本途徑。
經(jīng)過一學(xué)期的訓(xùn)練,在探究性實驗的課堂上,學(xué)生不僅能夠獨立地進行猜測、設(shè)計實驗方案,能夠獨立或小組合作的形式進行探究性實驗來論證或否定自己的猜測,能夠交流、分析、得出問題的答案。過去實驗課堂上教師講、學(xué)生記;教師說、學(xué)生做的沉悶勁不見了。課堂上彌漫著積極探究的氣氛,涌動著生命的活力。學(xué)生在收集資料、學(xué)會思考以及創(chuàng)新精神和實踐能力都得到了提高,更學(xué)會與人交往、增強團隊精神。學(xué)習方式的轉(zhuǎn)變促進了學(xué)生的主動發(fā)展,學(xué)生們參加的各類比賽取得可喜成績。
2、改變了教師的教學(xué)行為,促進了教師的專業(yè)化成長
在一步步的摸索和嘗試中,化學(xué)實驗課堂中教師的“教”不斷讓位于學(xué)生的“學(xué)”,教師的“演示實驗”不斷讓位于學(xué)生的“主動探究”,教師的“總結(jié)結(jié)論”不斷讓位于學(xué)生的“交流討論”……師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發(fā),分享彼此的思考、交流彼此的情感體驗,從而達到教學(xué)相長和共同發(fā)展。