科學,實驗教學在整個化學教學、學習中占有重要的位置,而學生自主實驗是對新課程理念的科學發(fā)展,是一種探究性、開放性的學習形式,它提供給學生更多獲取知識的渠道和方式,有利于學生創(chuàng)新能力和實踐能力的提高,同時也對我們化學教師的教學提出了新的要求,新的挑戰(zhàn)。本文主要結合化學學科的特點和學生自主實驗的要求,重點闡述新課程理念下學生自主實驗模式構建的有關問題。 [關鍵詞]:學生實驗、自主實驗模式、探究 一、引言: 化學是一門以實驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是化學教學的最基本特征。實驗教學特別是學生實驗是對學生進行科學知識、科學方法、科學能力、科學思想和科學品質教育的最生動、最活躍的教學形式。但長期以來,我國深受“接受知識為中心”的教育思想的影響,化學實驗教學強調和重視化學知識的傳授,化學知識成了課程教學目標認知領域和技能領域中的中心內容,學生實驗的化學知識大都是預設的,絕對正確而且永恒的,學生實驗的目的也只在于驗證并獲得這些實驗的實驗現象或結論,對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了阻礙的作用。學生實驗教學中普遍存在一些明顯弊端,如實驗內容單一,缺乏實際生活氣息,實驗過程重驗證輕探究,實驗評價重操作輕能力。造成學生們簡單操作好,細心操作差,直觀模仿性實驗尚好,設計型實驗很差。 教學模式是教學理論的具體化,又是教學經驗的概括。教學模式與基礎理論相比,具有更強的可操作性,所以研究學生實驗模式對改革中學化學實驗教學具有實際和指導意義。為了克服學生實驗中存在的弊端,發(fā)揮學生實驗教學功能,需要從整體上構建符合素質教育和新課程要求的高中化學學生實驗模式。 二、“學生自主實驗”模式的構建: 1、“學生自主實驗”模式的理論思考: 1.1、學生實驗的教學功能新認識: 對中學化學學生實驗教學價值的重新認識是進行學生實驗改革的關鍵。傳統(tǒng)學生實驗的教學價值就在于把化學學科主要的一些即成事實的原理、概念、定律、物質的化學性質等傳授給學生,并驗證其正確無誤,促使學生掌握這些知識,并形成運用這些知識解析題目的能力。因此,其教學功能是非常狹隘的。而杜威認為,除了探索研究,知識沒有別的意義。杜威的這種教育思想對我們改革化學教育包括化學實驗教學有深刻的意義也促使我們反思和重新認識化學實驗教學的價值,高中化學學生實驗有相當一部分可以設計成讓學生發(fā)現真理、不斷更新知識、探求結果的過程,設計成有利于學生掌握學習的方法、掌握科學研究的方法和過程,設計成有利于學生智慧的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 1.2、深刻理解學生的實驗能動性: 作為教學認識的主體,當然是實驗教學的主體,更是學生實驗的主體。在適宜的問題情境中,學生能獨立地提出問題、設計實驗、進行實驗操作、實驗觀察和實驗結果的處理,這就是學生的實驗能動性的體現。教師應該創(chuàng)設環(huán)境、積極引導、支持鼓勵學生親自參與實驗,體驗實驗過程,才能使學生的實驗能動性得到充分的發(fā)展。 1.3、尊重學生的個體差異,促成學生個性發(fā)展 學生在實驗活動中表現的知識、能力和情感等方面的個體差異是客觀存在的,在教學中應該把它作為資源加以利用。關心和信任每一位學生,學生實驗有較多的自主時間和空間,教學中應適應不同層次學生,提出不同的學習任務,為他們提供真正均等的機會,人人都有成功的機會,使每一個學生的素質和潛能都得到發(fā)展。特別是要重視通過實驗教學培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新能力。 2、“學生自主實驗”模式的實施策略: 2.1、創(chuàng)設民主、寬松的教學環(huán)境,引導學生積極參與: 教師要充分地發(fā)揚教學民主,尊重學生的人格和個體差異,對學生要信任、理解和寬容,經常調查了解學生的需要,給學生選擇空間、活動空間、思維空間和表現空間,引導學生積極參與化學實驗。 2.2、實驗內容,更新實驗組織形式,吸引學生積極參與: 選擇適宜的實驗內容,采用豐富多樣的實驗組織形式,使實驗具有趣味化、生活化、微型化和綠色化,使實驗有趣味又有安全保障,重視過程體驗,讓學生喜歡自主實驗。 2.3、提供良好的硬件設施,開放學生實驗場所,鼓勵學生積極參與: 設立專門為學生開放的自主式實驗室,盡可能配備多種現代化、高性能的實驗儀器和設備,使實驗操作省時省力,實驗結果及時處理,實驗信息充分共享,使實驗教學更具有研究性、實踐性,拓寬學生的實驗選題范圍,支持學生積極參與實驗。 2.4、建立科學的實驗評價反饋機制,促使學生積極參與: 實驗教學評價是檢驗教學目標是否達成的反饋機制,且對實驗教學有導向作用。為了充分挖掘和利用學生實驗的教學功能,學生實驗考核不應該是單一的知識和技能的考核,而應該是過程和結果的統(tǒng)一,具有分析性、診斷性和發(fā)展性,促使學生積極參與實驗。 3、“學生自主實驗”模式的實施類型: 化學課程要面向全體學生,努力滿足學生的求知欲望,豐富他們的精神生活。所以化學學科必須要突破自身體系的封閉性和教學時間和空間的束縛,化學實驗作為新課程改革下化學教學改革中最活躍的因素,必然要有新的的發(fā)展和創(chuàng)新。因此,實驗選題和實驗教學組織形式趨于多元化,依據實驗教學目標、實驗內容和學生活動方式不同,確定了以下四種基本類型: 3.1、應用型學生實驗,適用于傳統(tǒng)學生實驗: 作為化學學科的實驗除了應在社會生活背景下選擇一些相關的問題外,還應注意化學學科知識的邏輯性和科學性,即一些優(yōu)秀的傳統(tǒng)實驗具有不可替代的作用,是學生實驗的基本組織形式之一,仍應保留或進一步的改進。 程序:科學結論 實驗驗證 實際問題 原理應用 問題解決 示例: 中和滴定的應用 實際問題:家用食醋的品種有哪些?如何應用中和滴定的方法測定其中醋酸的含量? 實驗設計:選擇標準堿液和指示劑。 實驗操作:用標準堿液滴定兩種家用食醋中醋酸的含量,采集數據、處理數據。 結果處理:利用實驗數據得出兩種家用食醋中醋酸的含量,通過對比寫出消費報告。 3.2、探究型學生實驗,適用于新授課教學: 探究型實驗是指探索研究對象的未知性質,了解它具有怎樣的組成、有哪些屬性和變化特征,以及與其它對象或現象的聯系等的一種實驗。采用探究型實驗教學模式,無疑更能促使學生學習如何自主地發(fā)現問題,如何設計實驗,觀察實驗,如何用學過的知識來解決問題或發(fā)現新的規(guī)律等。同時更能激發(fā)學習的動機,所以把部分驗證性實驗改為探究型實驗,對發(fā)展學生的多種能力具有重要的意義。 程序:問題情景 分析討論 實驗設計 實驗操作 得出結論 示例:過氧化鈉的性質(片斷) 教師:表演小魔術——滴水生火。請學生大膽猜測其中的奧秘。 學生:根據教師提供的信息,猜想過氧化鈉與水反應可能生成了氧氣和氫氧化鈉,并設計成實驗方案,檢驗過氧化鈉與水反應的產物。 實驗:學生親自動手體驗過氧化鈉與水反應的過程,用帶火星的木條檢驗氧氣,滴入酚酞檢驗氫氧化鈉的生成,觀察實驗現象并記錄。 學生:匯報實驗過程中產生的各種現象,同學之間互相提示補充。列出實驗現象如下:產生大量氣泡,帶火星的木條復燃,試管壁發(fā)燙,酚酞先變紅后褪色。歸納上述現象得出過氧化鈉與水反應結果及寫出反應化學方程式,并揭開了滴水生火的奧秘,同時學生對酚酞變紅又褪色提出不同的看法和猜想,并要求進一步進行實驗探索。 實驗:過氧化鈉遇品紅褪色。 結論:過氧化鈉具有強氧化性和漂白性。 3.3、拓展型學生實驗,適用于實驗活動課: 實驗活動課的設置其根本目的在于全面提高學生的素質。實驗活動課直接為學生提供了活動場所和內容,使學生不斷豐富和發(fā)展知識和智力水平,開闊視野,了解學科知識在實踐中的應用,同時可以表現自己,欣賞他人,發(fā)展個性,培養(yǎng)集體協(xié)作精神。 程序:實驗主題 分析問題 設計方案 實驗操作 得出結論 交流示范 總結評價 示例:高二化學活動課 實驗主題:維生素的學習與研究 提出問題:根據生活經驗和維生素的分子結構,分別對維生素的酸性、還原性、熱穩(wěn)定性以及某些生物中維生素的含量進行測定的方法進行推究。 學生選擇:根據自己的興趣和能力,選擇其中的一個研究項目,以小組合作的形式,開展調查、分析、設計和操作,得出結論。 交流示范:各小組指派二位代表展示本組的實驗成果,示范本組典型實驗,回答其它同學的詢問和質疑,交流實驗活動的體驗和收獲,共享學習與研究成果。 3.4開放式學生實驗,適用于研究性學習: 研究性學習是在教師指導下,從大自然、社會和生活中選擇和確定專題,開展自主性、開放性、探究性的學習與研究活動。化學學科性或與化學相關的綜合性研究專題離不開化學實驗的方法,并且在研究性學習中掌握和發(fā)展實驗的方法。因此,開放實驗室,讓學生按自己喜歡的方式,在實驗室里獨立地進行實驗,對培養(yǎng)學生的探究化學問題的意識,學會探究化學問題的方法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性學力都是極其重要的。 程序:發(fā)現問題 提出問題 調查分析 實驗設計 實驗操作 得出結論 示例:探索圓珠筆油對生物的影響 背景現象:學習與生活中經常發(fā)現圓珠筆油滲漏。 提出問題:圓珠筆韻油對生物是否有危害,并試圖尋找解決的辦法。 調查分析:參觀、采訪當地圓珠筆生產廠,了解生產工藝和過程。上網、上圖書館查閱資料,了解圓珠筆的成分和化學性質。 動手實驗:用蔥、蘆薈及一沙土植物以及中華絨螯蟹、金魚等分別培養(yǎng)或浸泡在不同圓珠筆油墨的水溶液及清水中進行生長、生活狀況的對比,記錄現象并繪圖。 實驗處理:把研究全過程的分散資料進行匯總、分析歸納上升為理性認識。 得出結論:圓珠筆油對生物是有危害的,在運輸、生產和使用過程中要防止?jié)B漏、擴散等現象。 [結論]: 總之學生自主實驗是以“學生發(fā)展為本”教育思想的充分體現,是學生實驗多重功能的有機統(tǒng)一,促進了課堂教學和活動課的改革,注重激發(fā)學生的動機和興趣,積極引導學生自主參與。自主實驗不僅提高了學生的創(chuàng)新能力、實驗能力和學習成績,更重要的是學生能積極主動地參與到實驗全過程中來,學得生動、學得鮮活,取得了初步的成效。 [參考文獻]: [1] 朱永泰主編 化學實驗技術基礎(1)附實驗報告,北京:化學工業(yè)出版社,2005 [2] 王建梅、劉曉薇 主編 化學實驗基礎,北京:化學工業(yè)出版社,2002 [3] 高劍南、王祖浩 主編. 化學教育展望.,上海:華東師范大學出版社,2001 |
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