初中化学引导探究教学策略例析
初中化学引导探究教学策略例析 将探究式学习引入课堂,教师的教学策略在于,教师的 “教”要不断让位于学生的“学”,教师的“演示实验”要 不断让位于学生动手参与的“探究实验”,教师的“总结结 论”要不断让位于学生的“交流讨论和归纳概括”。处在探 究式教学第一阶段的“引导探究”,是在学生比较难以把握 探究方法或探究主题时的一种初级阶段的探究式教学。下面 我们以人教版九年级上册第一单元《课题2 化学是一门以实 验为基础的科学》第一课时为例,介绍“引导探究”的课堂 实施策略。一、分析教材,把握学情,有效设计教学内容 正如教材中所说,本课旨在让学生“在实验中学习科学 探究的方法”。这个知识单元是初中化学教材中出现的第一 个探究活动,我们在设计第一课时教学时,主要教学目标是 让学生通过“对蜡烛及其燃烧试验的探究”,初步学会对实 验现象进行观察和描述,并通过对实验现象的观察和分析得 出有价值的结论,进而认识和体验探究式学习和科学探究的 基本方法。
因为学生是第一次接触化学探究实验,所以教师的引导 必须非常细致:实验前,要提醒学生观察什么、怎样观察;
实验中,要引导学生去发现问题;
实验后,要引导学生对所 产生的实验现象进行正确归因,用实验现象对所提出的问题 进行验证和解释,并通过总结概括得出正确的实验结论。也就是说,在课堂教学之前,教师需要对整个实验探究活动进 行周密策划,并明确告知学生所要探究的主要内容。要做到 这些,教师须重点思考以下几个问题,方便自己见缝插针相 机教学:第一,这节课的知识点主要有哪些?第二,这节课 对化学基本技能与能力的要求有哪些?第三,教师在什么时 候如何把探究式学习的基本方法教给学生? 二、指导学生在探究活动过程中体验探究式学习的策略 方法 刚接触化学这门自然科学的九年级学生,对化学仪器和 化学实验基本都不了解,要让他们自主进行探究实验是不现 实的。为此,教师需要先给学生设计好一份探究实验报告单 (格式如下),让学生知道自己在整个探究实验过程需要重 点关注哪些内容;
然后,教师面向全班学生进行“蜡烛及其 燃烧”演示实验,提醒学生注意观察实验细节,告知学生观 察的方法,提醒学生认真倾听,随时思考和回答老师在实验 过程中提出的问题;
最后,教师放手给学生自己动手实验, 并完成实验报告,体验探究式学习的实验操作流程及操作方 法。
本课探究式教学活动主要按照模式Ⅰ进行操作,经历 “选择问题→提出假说→实施探究→解释结论→评价反思” 五个阶段。
(一)探究活动一,点燃蜡烛前对蜡烛物理性质的探究 [选择问题]指导学生发现并提出问题是探究式教学的起点,问题的 定位将在很大程度上影响课堂教学的效果。探究式教学对于 问题的选择通常遵循以下五条基本原则:一是科学性原则, 要求所选问题具有科学探究的价值,能够运用学科知识做出 分析与研究,最终还能用科学的原理与方法加以解决;
二是 因地制宜原则,要求选择的问题贴近学生,从当时当地的具 体环境、具体条件出发,符合学生当下的心理和生理特点以 及知识与能力水平;
三是可操作性原则,要求所探究的问题 便于师生操作,在现有条件下教师的导与学生的学都能够为 实现教学目标而采取有效的行动;
四是实效性原则,要求选 择的问题不脱离课程标准、单元教学目标、教材规定的教学 时间(课时)及学生身心发展的特点,务必在学科教学中取 得实效;
五是前瞻性原则,要求立足于学生的长远发展,着 力培养学生敢于提问的习惯、善于提问的能力。
针对本课探究活动的内容,教师在进行演示实验前,先 引导学生回忆物质的物理性质主要包括哪些方面,将已经学 过的知识进行迁移运用,尝试在新的情境中去探究蜡烛的物 理性质。
师:物质的物理性质通常有哪些? 生:通常包括颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、 密度等。
师:说一说在点燃蜡烛前你观察到的蜡烛的物理性质都 有哪些?生:蜡烛的主要成分是石蜡,它是白色的固体,没有气 味。
师:用老师提供的实验器材,大家想一想怎么来比较蜡 烛(石蜡)的硬度? [提出假说] 在“提出假说”环节,教师要指导学生学会猜想和提出 假说,要求所提假说符合科学规范,具备解释性、预测性、 可行性、简明性“四性”。解释性指的是有科学依据和事实 佐证;
预测性指的是对于存在多个变量的探究活动,在自变 量和因变量的关系及可能产生的影响方面,应有明确的预测 性表述;
可行性指的是实验的可操作性、结论的可检验性;
简明性指的是所提出的假说简捷明了。
蜡烛是生活中常见的物质,让学生“想一想怎么来比较 蜡烛的硬度”这个问题具有相当的开放性,且存在于学生的 “最近发展区”,学生可以从自己的生活经验出发去“猜测” 蜡烛的硬度。在这段教学活动中,教师将课堂和时间给了学 生,让学生在自己能力所及的范围内提出假说。学生提出了 不少猜想,有的说比铁小,有的说比铝小,有的说比水大, 等等。教师“追问”用什么办法来比较蜡烛(石蜡)的硬度 是大还是小,学生的思路开始活跃起来。
[实施探究] 作为探究式学习的中心环节,“实施探究”特别需要强 调两点:一是明确师生的角色定位,教师是引导者、促进者、督促者、共同学习者、管理者和评论者,学生是问题解决者、 探究者,甚至是问题的产生和发现者、问题解决的创造者, 在整个探究活动中教师始终作为一个参与者及时给予指导, 使探究过程有序而得法,但又始终不越俎代庖;
二是把握好 教学策略,学生学科知识的习得和学习经验的积累须突出探 究式学习的特点,即无论探究的问题大小、深浅,都要注意 指导学生通过多种渠道(比如观察、调查、实验、测量、查 阅资料、网上搜索等)收集与问题相关的各种信息,同时教 会学生收集和筛选信息的方法,帮助学生弄清楚需要哪些相 关知识、这些知识与所要探究的问题之间有什么联系、如何 运用这些知识来解决问题等,还要组织学生协同完成探究任 务(交流信息和观点,质疑、研讨,分工合作探究等)。
针对本课题的“实施探究”,教师注意从学生的假说中 提取素材(筛选信息),引导学生设计实验方案,协同展开 实验探究。
生1:把蜡烛(石蜡)在铁片上划过,铁片没有被划伤;
当把铁片在蜡烛(石蜡)上划过时,蜡烛上留下了深深的划 痕。
师:这说明了什么? 生1:说明了蜡烛(石蜡)的硬度比铁小。
生2:(插话)用指甲都可以在蜡烛上划出痕迹。蜡烛 的硬度比指甲的硬度还小。(生笑) ……师:有学生说蜡烛(石蜡)的硬度比水小,大家说这个 假说是否合理? 生3:硬度是对固体物质而言的。
师:对。大家知道,水的密度是1g/cm3。(启发)生:
我们可以把蜡烛(石蜡)放到水里,看看有什么现象?(在 教师恰当的引导下,学生提出了实验的“设计方案”) 师:好主意!如果看见它浮在水面或沉到水下,说明什 么? 通过以上观察、探究“热身”,教师开始把问题聚焦到 “比较蜡烛的密度”上。因为在中学阶段不可能用实验的方 法去准确测定石蜡的密度(属于大学无机化学的内容),所 以教师选择的问题是“比较蜡烛与水的密度”,引导学生学 会对物质进行比较,初步认识不同物质的硬度不同,密度也 不同,该问题的定位和选择符合以上五条基本原则。理清了 实验的方案与思路,在接下来有关蜡烛密度的实验探究环节, 学生以小组(全班分成8 个小组,每组6 人)为单位来完成 如下实验:用小刀切下一小块黄豆大小的蜡烛,把小块蜡烛 放进水盆里。这时大家都可以看到,黄豆大的蜡烛全都浮在 了水面上,而且不溶于水(观察现象,收集信息)。
[解释结论] 这里所说的解释有别于科学探究,只是对现有理解的更 新,而不能超越现有的知识。因此,“解释结论”于教师而 言,是指导学生形成解释,进行交流。于学生而言,任务有二:一是建立新旧知识的联系,产生新的理解,将探究得来 的认识纳入原有的知识系统,拓展并构建新的认知系统;
二 是经过比较、分析、抽象、归纳等理性思维过程,逐步培养 良好的学习习惯,提高思维品质。解释时需要注意以下几 点:证据是否支持提出的解释;
解释是否充分;
整个探究设 计是否存在缺陷;
是否存在更合理的解释。
在本课题探究活动中,教师让学生观察实验现象并对实 验现象进行解释,学生很容易得出如下结论:因为石蜡的密 度比水的密度小,所以它能浮在水面上。
生:老师,我们看到蜡烛浮在水面上! 师:这说明蜡烛的密度比水小,还是大? 生:比水小。
师:此外我们还能举出生活中的例子吗? 生:家中花生油的密度比水的密度小,花生油会漂在水 面上。
让学生联想“生活中的例子”,可进一步激活学生的思 维,引导学生学习运用学科知识解决现实生活中的问题。
[评价反思] 通过选择问题、提出假说、实施探究、解释结论,教师 引导学生经历了一个完整的实验探究过程。在接下来的“评 价反思”阶段,教师需要指导学生对整个探究式学习过程进 行总结和评价。评价反思可以深化学生对问题的理解,甚至 可以引导学生发现新的问题,获得新的方法。在常规情况下,当实验探究结束之后,教师通常会安排 学生以小组合作的方式完成小组实验报告(每组一份),对 整个探究式学习过程进行全面的梳理和小结;
教师选取几个 小组的实验报告用投影仪进行展示,并进行即时评价,同时 根据实际情况进行必要的知识回授。在本课中,各小组均能 在规定时间内完成实验报告,教师选择展示了第1、3、5、7 四个小组的报告进行展示,对表述清晰、准确的第1、5、7 小 组进行了表扬,并对第3 小组实验报告中有关蜡烛熔点的描 述“蜡烛的熔点不高,比铁、铝等都低”进行了必要的知识 拓展:因为熔点是对纯净物而言的,而蜡烛(石蜡)是一种 混合物,是由含碳原子数不同的一些烷烃混合而成的,所以, 我们只能说,蜡烛(石蜡)有一个熔化的温度范围,有关知 识我们会在不久的将来学到。
(二)探究活动二,蜡烛燃着时对蜡烛燃烧现象的探究 该探究活动仍然采用模式Ⅰ展开教学。活动中关于知识 的传授与能力的习得,包括对火焰的认知以及对蜡烛燃烧时 相伴产生的物理变化和化学变化的认知。下面我们围绕“蜡 烛燃烧时生成了什么物质”这一探究性学习内容展开介绍。
[选择问题] 为了引导学生从化学角度去探究蜡烛燃烧后生成了哪 些具体的物质,教师将“蜡烛燃烧时会有化学变化吗?你的 根据是什么?”这样的问题抛给学生。强调“化学变化”, 旨在引导学生学科思维的方向。师:什么是化学变化? 生:有新物质生成的变化是化学变化。
[提出假说] 师:那蜡烛燃烧时,你猜会有什么物质生成?(引导) 生:可能会有二氧化碳,还可能会有水生成。
[实施探究] 师:用什么办法来验证你的猜想呢?怎样证明有水生 成?(生沉默)我们知道当水蒸汽遇冷时会怎样?(启发) 生:凝成水珠。
师:对!怎样看到这些“水珠”呢?(生再次沉默)我 们可以用一个冷而干燥的烧杯罩在蜡烛火焰的上方来观察。
(师给出解决策略,帮助学生打开思路)那么,如何证明有 二氧化碳生成呢? 生:小学时学过把气体通到澄清的石灰水中,如果出现 白色浑浊,这个气体就是二氧化碳。
师:很好,那我们在这里就设计一个简单的实验,来获 取这些实验现象——用澄清的石灰水把烧杯内壁润湿,然后 再把烧杯罩在蜡烛火焰的上方。大家看看会有什么现象发生 吧。
教师一边引导学生思考,一边讲解、演示。最后,学生 按照教师所说的操作方法分组实验,认真观察实验现象并做 好实验记录。
[解释结论]师:请大家来说一说,你看到了什么现象,并解释一下 我们前面提出的问题。
生:我看到烧杯内壁上有水珠生成,还看到另一个烧杯 上澄清的石灰水变成浑浊的白色了。这说明蜡烛燃烧时确实 生成了水和二氧化碳这两种新的物质,也就是说,蜡烛燃烧 时发生了化学变化。
(三)探究活动三,观察蜡烛刚熄灭时的实验现象,探 究白烟的化学成分 该探究活动重点让学生观察蜡烛刚熄灭时的现象,探究 白烟能否点燃、白烟的化学成分是什么,并对自己的探究结 论进行解释。
[提出问题] 师:白烟是什么物质?为什么白烟能被点燃,使得蜡烛 重新燃烧? [实施探究] 学生做实验,吹灭蜡烛火焰,观察白烟,迅速用火点白 烟(可反复操作观察)。
[解释结论] 师:(启发讲解)我们在生活中经常看到烟和雾两种现 象,“雾”是在空气中散布着的液体小滴,而“烟”则是在 空气中散布着的固体小颗粒。大家想一想这个白烟里面有什 么物质? 生:(思考后回答)有石蜡的细小颗粒。师:为什么是石蜡的细小颗粒? 生:温度较高时石蜡是液体,火焰一灭温度变低了,石 蜡又变成了固体。
师:好,石蜡的液体在更高温度下变成了气态,而这些 气体在突然降温时会变成固态,这个现象在物理学上叫做什 么? 生:(齐答)凝华! 师:这些极微小的固体小颗粒与空气混合很容易被点燃。
教师用“最近发展区”问题引导学生思考,激活了学生 思维,顺利实现了教学目标。
[评价反思] 师:将你观察到的现象与同学交流,看看谁能观察得更 细、描述得更准确;
再看看自己还有哪些地方需要改进。请 你把自己的想法、做法、结论与同桌或老师分享。
在评价反思环节,教师要特别强调“细致”观察、“准 确”描述,这是探究活动起步阶段对能力培养的重要要求。
比如观察细心的学生会有这样的问题和发现:蜡烛燃烧时沿 着蜡烛边沿流下来的液体又重新凝成了固体;
蜡烛刚熄灭时 出现了白烟,这“白烟是什么,它为什么能被点燃”等问题 “想法”就会跟着冒出来。教师对学生独特的发现和质疑要 积极鼓励。
“引导探究”作为探究式教学的低级阶段,需要教师精 心设计教学环节,组织学生按照事先设计好的实验步骤依次展开实验探究,让学生在观察、模仿、实验、思考、记录、 交流的过程中自然而然地经历和体会到探究式学习的基本 方法,轻松迈出探究式学习关键的第一步。