要求的教学中,要组织在以上8个要素上都有高度探究性的活动是不容易的,也无必要刻意追求这样的境界。而是应当根据不同的教学内容、学生的知识水平、能力水平等情况,进行包括某些过程要素的部分探究或进行包括所有过程要素的整体探究。而且,根据不同的情况,教师在活动中起组织作用的程度和学生自主设计进行探究的程度可以各有不同。
(二)、基本要求(每个要素均有几个基本要求) 1、提出问题
(1)初中化学课程标准中,对“提出问题”这一要素的教学目标是: ◇能从日常现象或化学学习中,经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题
◇能比较清楚地表达所发现的问题
能发现与化学有关的问题;从化学的角度较明确地表述这些问题;认识到发现问题和提出问题的意义。
学生提出的问题是宝贵的教学资源。爱因斯坦说:提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。同时,问题意识会激发学生强烈的学习愿望。
(2)、问题的来源可以有三种:
①、是学生根据教师、教材或其他途径给出的问题进行探究; ②、是学生从所提供的问题中得到启发而提出的新问题; ③、是学生自己提出问题。
毫无疑问,学生自己发现并提出问题,最有兴趣、最有动力去深入探究。
在教学过程中,往往通过教学的前两个环节来完成。具体来进行分析。 ①创设情景,发现问题
设置情景,一方面使化学问题有了赖以存在的土壤,另一方面也可以吸引学生的有意注意,使学生注意观察,保持持久的学习化学的兴趣和积极性。
a.借助生活、生产实例引出问题,创设问题情景。 b.借助玩具激发学生兴趣,引起求知的心理。 c.借助演示实验创设问题情景。 d.利用人体来完成化学实验,亲身体验
e.通过陈述故事或观看电影片段的方式引出问题。 f.借助魔术、表演引发学生的求知兴趣。 g.类比推理。
h.以常见的思维定势引起的矛盾现象引出问题。 【案例1】燃烧和缓慢氧化
这一案例中,教师提出的问题需要运用“着火点”、“缓慢氧化”、“自燃”等
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主要概念进行解释,毫无疑问,教师设计的这一探究问题,很好地激发了学生的好奇心和探究欲望。
【案例2】 二氧化碳的性质——魔术引入 【案例3】 碳酸钙——故事引入 ②整理归纳,提出问题
经过教师的精心设计、诱导之后,课堂充满了疑问,有的问题本节课可能涉及不到,甚至是跨学科的,或者是以学生已所学的知识暂时无法解决的,此时教师要为学生提供不少于3分钟的时间,让学生思考各个问题,引导学生对各式各样的问题进行综合整理,略加筛选归纳,然后正式提出和本课有关的若干问题。
心理学研究认为,当人遇到问题需要解决而又没有现成的办法时,思维才出现。好的问题要具体、鲜明,还要有适当的难度,难度太小启发的思维有限,难度太大则启而不发,因此,最好使探究问题达到学生认知的“最近发展区”。要做到这样,教师不仅需要认真备课,钻研教材,事先设计问题,而且还要在课堂上灵活应变,及时组织、加工形成问题的基本框架,为教学的顺利推进搭好桥梁。
2、猜想与假设
初中化学课程标准中,对于“猜想与假设”这一要素,要求学生: ◇能主动地或在他人的启发下对问题可能的答案做出猜想或假设 ◇具有依据已有的知识和经验对猜想或假设作初步论证的意识
“猜想与假设”是探究的核心部分,主要是靠直觉思维来发挥作用的。 化学猜测是化学直觉思维的最基本形式,是对研究的化学对象或问题进行观察、实验、分析、联想、类比、归纳的基础上,依据已有的材料和知识对未知的现象和规律,作出符合一定的经验与事实的推测性想象的思维方法。
3、制定计划
课标中,对“制定计划”这一要素,要求学生:
◇在教师指导下或通过小组讨论,提出活动方案,经历制定科学探究活动计划的过程;
◇能在教师指导下或通过小组讨论,根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案。具有控制实验条件的意识。
在初中化学教学中要求学生完全独立地制定计划是比较困难的。主要是学生对困难的预见不足,制定的计划往往会过于笼统,器材无法实现也是常见的问题。因此,在教学过程中,应当加强这方面的具体指导,使学生掌握制定计划需要考虑的问题和要素,也可以在实验或活动过程中指导他们补充和完善计划。 在制定计划方面,教师对学生的帮助可以始于对已完成的实验或调查的评论(不论这些活动是否是学生自己设计的),帮助他们详细分析其中做了什么,并通
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过下述问题帮助他们识别活动的结构:
①他们试图要发现什么?他们对什么做了比较(识别独立变量)? ②他们怎样确保所做的比较是公正的(识别哪些变量应当保持不变)? ③他们是如何发现结果的(识别自变量)?
在活动过程中继续进行设计。实际上,随着活动的进行以及一些不可预见的实际问题的出现,初始的设计可能会发生改变。但重要的是,在对计划做出改变时,学生要有认识。并且,在做改变时,对整体的设计框架要进行评论。将计划写下来是一种有效的活动,因为这需要学生在头脑中对进行的活动预先思考。
老师应该注意的问题:
①不要给出阻止学生自己进行思维的指令; ②为学生的设计提供时间和结构;
③即使学生没有为每一个活动在纸上写出正式的计划,也要期望学生对所做的活动进行仔细的思考;
④根据活动情况,对设计进行评论。
4、进行实验
课程标准中要求学生: ◇能积极参与做化学实验; ◇能顺利地完成实验操作;
◇能在实验操作中注意观察和思考相结合;
在初中化学教学中培养学生进行实验的能力,应注重以下几点: (1)做好演示实验,示范操作技能。在化学演示实验中,教师要珍惜每一个实验,要用优化的操作步骤和熟练规范的操作技能向学生做示范,对学生产生潜移默化的影响。
(2)加强基本训练,打好实验基础。化学实验技能是顺利完成实验的基础。药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热、气体收集等都是化学实验基本操作。只有加强基本操作技能训练,学生分组探究实验才有成功的基础
(3)注重培养观察能力。这就要使学生在实验中明确观察目的,在日常的教学中注意教给学生观察的方法,养成做好观察记录的习惯等,其中最为重要的一点,就是培养学生有意识地将观察和思维结合起来的良好习惯。
(4)进行实验过程中,注重培养学生研究的科学态度和进行科学方法的训练。培养学生严谨的科学态度,就是要求学生有实事求是的态度,在实验中做到一丝不苟、精益求精、严格按照操作规程进行,忠实记录所观察到的实验现象和实验结果,不能以想当然代替事实。
实验需要观察、实验和观察都应做好记录、实验要进行条件的控制、定量
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实验还要对测得的数据进行分析和处理。所以,通过化学实验,在培养学生学会化学实验这种科学方法的同时,还要注意训练学生学会观察、测定、实验条件控制、实验记录、数据的分析和处理等与化学实验有密切关系的各种科学方法。这些科学方法都是学生获得感性知识的重要工具和手段。
5、收集证据
课标中,对“收集证据”这一要素,要求学生: ◇具有较强的实证意识;
◇学习运用多种方式对物质及其变化进行观察;
◇能独立地与他人合作对观察和测量的结果进行记录,并运用图表等形式加以表述;
◇初步学会运用调查、资料查询等方式收集解决问题所需要的证据。
实证是科学与其他知识的区别。教师在教学中要注意引导学生通过各种途径,从多方面来收集有关证据。化学教学中的证据包括以下几类: ①化学实验事实、化学史实; ②自然现象、生活经验;
③化学科学中技术发展及其应用中的重大成果、化学对个人和社会发展产生重要影响的事件等等.
收集证据的途径和方式很多,常用的有观察和实验、查阅报纸和书刊、上网、实际调查、访问等。
通过观察和实验,可以获得大量的实验事实;通过查阅,可以获得有关认识对象的丰富资料。要从这些事实资料中获得规律,就必须先对这些资料事实进行处理。资料事实的处理是通过化学用语、线图和表格等形式,对所获得的资料和事实加以系统化和简明化的一种科学方法。在化学教学中,对资料和事实的处理主要有以下三种形式:
①化学用语化:是用元素符号、化学式、化学方程式和化学图示等化学用语。对所获得的化学资料和事实加以系统化和简明化的一种形式。化学用语化,是化学教学中对资料和事实进行处理时经常运用的一种重要形式。熟练掌握化学用语,是学生学习和运用这种形式的重要前提和基础。为此,教师在教学中要结合具体的教学内容,对学生严格要求、反复训练,使学生达到“书写规范化”,“读念准确化”、“运用灵活熟练化”。
②表格化:是用若干条横竖线所制成的表格,对所获得的化学资料和事实加以系统化和简明化的一种形式。用表格对化学资料和事实进行处理的最大特点是:条理清晰、整齐有序。因此,教师在教学中应结合具体的教学内容,使学生认识表格化在化学学习中的重要性,逐步学会编制表格的一般方法和技巧,并能
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运用表格对化学资料事实进行记录和处理。
③线图化:是用直线图或曲线图对所获得的实验数据加以系统化和简明化的一种形式。它适用于一个量的变化引起另一个量变化的情况。线图一般是在表格的基础上对两个相关量的再处理。化学教学中常用的线图主要有直线图和曲线图。初中化学教学中用到的主要是溶解度曲线图。 (6)解释与结论
解释,就是将所观察到的与已有的知识联系起来学习新知识的方法。因此,解释应当超越现有的知识,提出新的见解。解释的过程需要借助推理提出现象或结果的原因,并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。毋庸置疑,科学的解释应当与自然观察或实验所得的证据一致,应当接受公开的批评质疑,并要求运用各种与科学有关的一般认识方法(如分类、分析、推论、预测)以及一般的认知过程(如批判推理和逻辑推理)。结论,是指从推理的前提中推出的结 果,是对事物做出的总结性判断。因此,解释与结论都是以一定的事实和证据为基础的,没有作为基础的事实和证据,也就无所谓解释与结论。作为解释与结论基础的事实和证据.,一定要具有客观、真实、准确的性质。化学实验教学中的证据,还尤其强调具有可重复性。只有在真实、可靠证据的基础上得出的解释与结论,才科学、可信。
课标中,对解释与结论这一要素,要求学生:
◇能对事实与证据进行简单的加工与整理,初步判断事实证据与假设之间的关系;
◇能依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类;
◇能在教师的指导下或通过与他人讨论对所获得的事实与证据进行归纳,得出正确的结论;
◇初步学会通过比较、分类、归纳、概括等方法认识知识之间的联系,形成合理的知识结构。
化学教学中,发展学生对证据进行解释并得出结论的能力,一般可以采用以下教学策略:
①通过具体的科学探究活动,学习解释与结论的方法。解释与结论是科学探究能力的重要组成部分,解释与结论的得出,需要运用一定的科学方法。这些科学方法包括比较与分类、归纳与概括等等。因此,在教学中,教师要有目的、有计划地通过具体的探究活动,使学生在学习化学基础知识和化学实验技能的同时,学习得出解释与结论的基本方法。
【案例4】对化学实验事实的共同点和不同点比较
通过比较,发现实验事实1和2的共同点是:都有温度的变化;不同点是:
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