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貫徹化學課程改革理念 培養(yǎng)學生科學探究能力
義務教育化學課程標準的科學探究，是課程改革的重要理念，它以學生積極主動地獲取化學知識，親身經歷和體驗科學探究活動，認識和解決化學問題等為其主要特點而凸顯出來。它涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃、實驗探究、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要
一、發(fā)揮學科優(yōu)勢，培養(yǎng)學生探究意識
1．創(chuàng)設認知沖突，激化探究欲望。
認知沖突是指學原有認知結構與新知識之間的矛盾與沖突。引發(fā)認知沖突時很容易激起學生的欲望，進而轉化為一種探究的動力。
在通過氨水使酚酞溶液變紅的實驗探究分子運動時，在一個小燒杯中裝入10 mＬ酚酞試液，另一個小燒杯中倒入5 mＬ濃氨水，用一個大燒杯罩住這兩個小燒杯，當小燒杯中的酚酞溶液變紅時，可設問如下：小燒杯中的酚酞溶液變紅，是大燒杯內壁上沾有某種物質使其變紅，還是另一個小燒杯中濃氨水散發(fā)出一種肉眼看不見的微粒使其變紅？在學生探究心切的情境下，展開對分子運動的探究，收到了很好的效果。
2．結合化學史，深化探究意識。
探究意識是指一種愿意發(fā)現(xiàn)問題，積極去探究的心理取向，是探究動力的源泉。我們可以在教學中適時滲透化學史的教學，結合教材的有關內容，向學生介紹化學家的故事、化學家的發(fā)明史。例如，法國化學家拉瓦錫創(chuàng)立“氧化說”打破“燃素說”；門捷列夫通過深入系統(tǒng)的探究，尋找出元素間的規(guī)律，制作了元素周期表。這樣可以教育學生：化學這門科學的每一步發(fā)展都離不開探究，科學發(fā)展的過程就是探究的過程，化學史本身就是一部探究史。
二、創(chuàng)設學習情境，培養(yǎng)學生探究精神
探究精神是指敏銳地把握機會，敢于挑戰(zhàn)，敢于付諸探究行動的精神狀態(tài)。要培養(yǎng)探究型人才，最重要的是在于如何創(chuàng)設一種有利于激發(fā)人的探究動機和發(fā)揮人的探究潛能的學習情境。
怎樣才能創(chuàng)設一種寬松、活潑的學習情境呢？教師可從如下幾方面著手：（1）允許學生打斷教師的講話或對教師的觀點提出評價，隨時講出自己的探究體會或好的解題思想方法；（2）容忍那些與眾不同、行為古怪、有獨創(chuàng)性的學生；（3）鼓勵學生指出教師的不足，修正教師的錯誤，超越教師；（4）有計劃地提出問題，有意識地設計錯誤，讓學生去發(fā)現(xiàn)、去探究，創(chuàng)設師生交互、生生交互的氛圍。
三、劃分實驗階段，培養(yǎng)探究能力
第一階段：確定探究問題。
提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，需要有創(chuàng)造性的想象力。化學實驗探究問題是實驗探究的目標，規(guī)定了探究的方向和內容，是進行實驗探究的首要步驟。確定探究問題應遵循以下原則。
1．問題的設計宜小不宜大。
探究性實驗問題不要過于繁雜和開放，可將問題控制在一個點或一個面上，便于學生實現(xiàn)探究目標，得到正確的結論。如用H2O2和MnO2混合制氧氣的實驗，涉及許多化學問題，我們不可能將所有的問題提出來加以研究和解決，但可探究一些小問題，如“在H2O2溶液中加入MnO2產生氧氣，MnO2是否也作為一種反應物”“反應完畢后MnO2如何回收”等，使學生形成催化劑的概念即可。
2．問題的應答域要明確具體。
應答域是指在問題的表述中對問題答案的存在范圍所做的一種預設。這種預設在學生實驗探究過程中起定向和指導作用，可幫助學生明確探究的目標，少走彎路。例如，“鹽酸能跟哪些物質發(fā)生化學反應”，這個問題的應答域是“物質”，操作的范圍很大，若將問題改為“鹽酸能跟哪些金屬反應”，應答域便是“金屬”，范圍很小，學生容易進行探究實驗。
3．問題的解決要有可行性。
實驗探究問題主要是書本知識的升華，通常也應與日常生活、生產實踐和先進的科學技術緊密結合，在內容、方式、方法和探究的程度等方面要符合學生的認識規(guī)律。學生的知識基礎和能力水平，既不能低估也不能高估，設計的問題必須切實可行。對于初中學生來說，由于他們所掌握的化學知識有限，生活經驗不很豐富，思維活動正處于由形象思維、抽象思維到創(chuàng)造思維的發(fā)展過渡階段，對實驗過程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，可能會解決不了，如探究溶液的導電性時，為什么連接氯化鈉水溶液的燈泡比連接氨水的燈泡亮，初中學生顯然無法回答。
4．問題的表述要互相匹配。
探究性實驗問題主要是通過探究性實驗手段來解決的，為此，所提的問題在表達方式上要與探究性實驗互相配合。例如，學習質量守恒定律時，如果用驗證性實驗檢驗定律的正確性，問題應表述為：“白磷燃燒前后天平兩邊一定平衡嗎？”如果用探究性實驗形成此實驗事實，問題則應表述為：“白磷燃燒前后，天平兩邊是否平衡？”
第二階段：精心設計探究性實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。
探究性實驗設計是教師對所提出的問題在課堂結構上進行的總體規(guī)劃過程�；蛘呤菍W生根據自己所學的化學知識和技能，獨立地或在教師的啟發(fā)指導下，靈活并創(chuàng)造性地對所提出的問題制定解決方案。它是進行實驗探究的關鍵一步，決定著探究的問題能否順利解決。因此，對學生和教師的要求比較高，而且這些實驗大多在課堂教學中配合化學知識的傳授進行，采取的多是邊講邊實驗，故所設計的實驗要力求效果明顯、操作方便、安全可靠，步驟少、時間短。如質量守恒定律是自然界一條普遍的規(guī)律，為了使學生理解、掌握該定律的內容和實質，將此節(jié)課設計為提出問題→作出假設→分組探究→收集證據→討論小結→反饋應用等教學環(huán)節(jié)，效果很好。在教學和實驗中可采取如下方法。
首先，設置探究情境，提出問題：物質在化學反應過程中，反應物的質量和生成物的質量之間究竟存在什么關系呢？反應后物質的總質量是增加、減少，還是不變呢？下面請同學們自己通過實驗來探究這個問題。教師利用ＣＡＩ課件提供實驗提綱，并組織學生分小組按提綱上的內容進行實驗探究（提綱如下）。
方案一
實驗內容：白磷燃燒前后質量的測定。
儀器：錐形瓶、帶玻璃管的膠塞、天平。
實驗步驟：稱量錐形瓶的質量（包含白磷、細沙、玻璃管、膠塞、氣球）。
加熱玻璃管引發(fā)反應。
冷卻后稱量錐形瓶的總質量。
方案二
實驗內容：鐵釘跟硫酸銅溶液反應前后質量的測定。
儀器：燒杯、鐵釘、天平。
實驗步驟：稱量燒杯（包含溶液）、鐵釘的總質量。
將鐵釘浸到硫酸銅溶液中。
稱量反應后整個體系的總質量。
方案三
實驗內容：碳酸鈣跟稀鹽酸反應前后質量的測定。
儀器：具支錐形瓶、膠塞、小試管。
實驗步驟：稱量具支錐形瓶的質量（包含碳酸鈣、稀鹽酸、小試管）。
傾斜容器讓兩種物質混合。
稱量反應后整個體系的總質量。
在下表中記錄實驗現(xiàn)象并整理數據：
教師檢查各組實驗情況，對一些不規(guī)范操作及時進行指導。12分左右時間，各小組全部實驗完畢，探究結果是：方案一、二反應前后物質的總質量保持不變，方案三反應前后物質的總質量不相等。這是為什么呢？學生在自己實驗的基礎上，積極思維，比較各組實驗儀器的微小差異，實驗現(xiàn)象的不同，討論得出：方案三由于生成的氣體從支管散逸到空氣中致使生成物的質量比反應物的質量小。教師進一步啟發(fā)，怎樣將逸出氣體的質量也稱量進去呢？同學們議論紛紛，各抒己見，情緒高漲，經過一番商議，一致提出在支管上套一個氣球或塑料袋收集產生的氣體，教師按學生的設計方案裝配儀器進行演示。通過自己動手實驗、教師啟發(fā)和設疑，學生很容易得出質量守恒定律的內容，同時也深刻理解了在應用質量守恒定律時不可忽視在常溫下無色無味的氣體的質量。
為了幫助學生理解質量守恒的實質，教師借助多媒體將水通電生成氫氣和氧氣的反應實質制作成動畫，為學生提供主動、形象的感性材料，使學生感到通俗易懂。
最后，教師結合教學內容，完成課堂練習，布置作業(yè)，對所學知識進行鞏固和應用。
四、實施探究性實驗教學的幾點體會
1．注意探究性實驗的條件。
實施探究性實驗，有利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。探究性實驗要考慮三個條件：（1）內容難易適中；（2）學生對進行探究性實驗已有準備；（3）教師有充裕時間組織學生實施探究性實驗。
2．指導學生探究方法。
為了順利實施探究教學形式，教師應對學生進行一些科學探究方法的指導，如在課堂教學中，多采用啟發(fā)探究的教學模式，培養(yǎng)學生探究興趣，組織化學興趣小組，模擬科學家進行實驗探究的情境，對學生進行科學探究方法的訓練等，使學生在實驗過程中避免失誤，提高學習效率。
3．鼓勵學生利用代用品。
實施探究性實驗教學，需要花費大量的時間、精力和財力，這就要求教育工作者盡快解決教育經費投入的問題，同時發(fā)動學生收集日常生活中廢棄的東西，如塑料瓶，裝藥的小藥瓶，西藥片劑的包裝盒，廢舊電池中的鋅皮、碳棒等。
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