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探索实验在“自主?合作?探究”活动中的应用
  作者:巢华忠   发布者:学科编辑   来源:中国化学课程网  发布时间:2014-06-09

          新课程倡导的课改,彻底地改变了学生的学习方式。学生由“被动接受”的学习方式变为“自主·合作·探究”的学习方式。而好的课堂教学设计能够实现学生学习方式的转变。

化学课堂教学中实验的应用是教学设计的宝贵源泉。化学实验的直观、真实和生动为课堂教学设计提供了最生动、最时效的施教素材。在不同的活动中恰当地应用化学实验就能最大限度地优化化学课堂的教学设计,让学生快速有效地建立新的学习方式。

一、自主活动中应用实验生疑悟真 

“学起于思,思起于疑,小疑则小进,大疑则大进。”恰当地设疑可以激发学生求知的欲望,调动学生思维的积极性,引起学生自主学习的愿望。应用化学实验设疑,能将文字和语言不能揭示的矛盾揭示出来,使学生产生认知矛盾,诱发学生积极思维,从而在自主活泼的活动中解决问题悟出真理。

案例一:

问题:将下列各组盐溶液混合,写出化学方程式:⑴碳酸钠溶液和氯化钡溶液⑵碳酸钠溶液和氯化铁溶液⑶碳酸钠溶液和硫酸铝溶液。学生根据复分解反应的规律,轻松地写了下列答案:

Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl

3Na2CO3+2FeCl3=Fe2(CO3) 3+6NaCl

3Na2CO3+Al2(SO4)3=Al2(CO3)3+3Na2SO4

当老师指出只有⑴式是对的,学生感到茫然,找不到头绪。这时老师让学生自己完成实验,实验中学生发现⑵、⑶除了有沉淀产生还有大量的气体产生,学生开始深信⑵、⑶是错误的,并怀疑其“反应规律”的正确性。这样,学生很快进入学习情境,迫不及待地对有关知识进行主动的探索。通过教师提醒学生注意盐类水解的规律和化学平衡移动原理,学生顿悟,立即展开分析,最终学生明确了盐溶液间并不一定都发生复分解反应,若阴阳离子都能强烈水解时则应发生双水解反应。这样通过应用实验将教师枯燥的讲解变为学生自主的活动和探究,对学生学习方式的改变起到了事半功倍的效果。

二、师生互动中应用实验以错纠错

“吃一堑,长一智”,学习中学生不完美、不完善甚至错误的答案可以从反方向作用于学生的学习和思维,则会使他们对疑难的知识获得更深刻、更完整、更理性的认识。以错纠错的师生互动能为学生带来更宽广的学习思考空间。以错纠错的师生互动中应用实验不但能使依靠推理、分析不能发现的错误得以发现,而且能提供科学的、真实的不容质疑的正确结果。

案例二:

教师问:如果将1g某物质加入9g水中充分搅拌后,所得溶液中溶质的质量分数一定为10%吗?

学生答:溶质1g溶液总质量10g,所以应该为10%。

分析:这显然不正确,这时教师出示事先准备好的几种物质展示:食盐、胆矾、生石灰。

教师再问:分别将1g食盐、胆矾、生石灰加入9g水中充分搅拌后所得溶液的质量分数。

学生很快得出:等于10%、小于10%、大于10%。

教师追问:现在对了吗?

分析:当然这个回答还有问题,因为氢氧化钙在室温时的溶解度小于1g,所以氢氧化钙不可能完全溶解。但此时光凭推理、分析恐怕不能完全令学生信服。所以教师乘胜追击,让学生自己配制三种溶液。

学生发现:生石灰加入水中明显放热,冷却至室温仍混浊。

教师又问:这是为什么呢?

此时学生都恍然大悟,因为氢氧化钙在室温时的溶解度小,所以其未完全溶解就饱和了,因而出现混浊。至此学生明确了不一定溶解什么什么就是溶质,同时计算质量分数还要考虑溶解度的限制。通过应用实验使这样逐步深入的师生互动活动更生动、鲜明,从而也能使学生对知识不断地咀嚼,消化,吸收,使学生自然地主动参与活动和学习知识。

三、合作活动中应用实验动中探真

“动”既包括手动也包括脑动、心动。新课程带来了新理念,课堂教学从根本上摆脱了“知识”本位,而回归到“学习”本位。人性化的课堂设计应更加关注学生能力的发展,让学生在动手合作中动心、动脑,探索真理 。应用化学实验无疑是锻炼学生动手能力,培养合作精神的最佳手段。

案例三:

学生小组讨论:氯气与水溶液能反应吗?能通过实验证明吗?

讨论结果:有的组认为氯气性质与氧气相似,所以不反应。有的组认为氧不能显正价,但氯能显正价故氯气的性质可能与氧气有所不同,所以有可能反应。究竟如何呢?

学生提出:①向2mL新制氯水中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,观察现象。

          ②向少量镁粉中加入适量的新制氯水,观察现象。

学生发现:滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生了白色沉淀。

镁粉中产生了气泡,原来氯气真的能和水反应。

教师引导:请大家写出反应的方程式。

学生讨论:滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生了白色沉淀说明氯水中有Cl-。镁粉中产生了气泡,说明氯水中含有H+,故氯气与水反应有盐酸生成,但只生成盐酸显然不能配平。

教师引导:向2mL新制氯水中滴加紫色石蕊试液,观察现象。

学生发现:氯水中加入紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色

师生讨论:氯气与水反应除了有盐酸生成外应该还有一种含氧的物质,刚才的实验中我们还发现氯水中有一种具有漂白作用的物质,是不是还有一种产物就是它呢?

教师小结:氯气和水反应生成盐酸和一种新的具有漂白作用的物质即次氯酸。

所以通过动手动脑地探究和思考学生自己也能研究问题和解决问题。

无疑,这种讨论、实践、再讨论、再实践、再分析的教学模式离不开实验的应用,而这种动态模式从较深刻的层面上使学生的理解能力、科学探索能力得到了一定的升华。也充分锻炼了学生动脑动手能力和合作精神,有效地转变了学生的学习方式。                               

四、探究活动中应用实验寻求创新

“化学实验是培养创造能力的主要途径,创造性是以学生为主体的教学目标的最高境界” 创造意味着突破、革新、进步,主要表现为较强的创造意识、创造性思维能力和动手实践能力,因此重视实验的探究性是培养学生创新能力的有效途径。在探究性实验过程中,教师可以引导学生对实验中出现的错误、疑问及异常现象进行研究,可以让学生将有关实验进行重组、整合,还可以让学生对实验进行绿色化探索以加强实验的探究功能。

案例四:

在用装有氯气的针筒抽取氢氧化钠溶液以验证氯气能否和氢氧化钠反应时,针筒中的氯气较容易泄漏。

教师问:我们能不能对实验稍加改进,以尽量减少氯气泄漏、污染?

学生答:①增强仪器的密封性 ②将针筒下端浸没到溶液中再打开塞子③能不能用氯水来代替氯气

教师引导:请各位同学根据自己的方案来试一试,行不行。

学生发现:在现有的仪器条件下,增强仪器的密封性所能取得的效果不理想。如果将针筒下端浸没到溶液中再打开塞子时手会受到氢氧化钠的腐蚀。而将氯水和氢氧化钠混合时,操作十分简便,几乎没有氯气泄漏,而且也能看到氯水黄绿色消失了!

分析:这是学生初涉实验绿色化探索的一个案例,在教师的引导下,学生亲自把自己的探究成果运用到实际操作中,而当学生真正体验到成功所带来的喜悦后,自我体现的需要得到了满足,这种满足对学生的身心发展是有着不可低估的、积极的影响。因而对学生原来的学习方式进行了一场彻底的革命。

实际上,我们还可以在其它教学情景下应用实验创设良好的教学情境,以激发学生的学习兴趣,引导学生积极主动地参与实验、思考、讨论,来探索和发现新知识、新规律,并以此来培养学生的创新意识和实践能力,更快地实现学习方式的改变。

参考文献

1.钟启泉、崔允漷、吴刚平  《普通高中新课程方案导读》.华东师大出版社

2.李建平 《聚焦新课程》.首都师范大学出版社

3.柳斌  《创新教育模式全书》.北京教育出版社

4.赫克明、谈松华  《中国教育家展望21世纪》.山西教育出版社

   5.向玉琴  《愉快教育理论与实践探索》.高等教育出版社

 
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