新课程的教育理念是以学生发展为本,改革目标是倡导学生主动参与、勤于动手、乐于探究,着重培养学生的创新意识和实践能力,在新课程标准理念下,探究教学是以“提高学生的科学素养为宗旨”的,是替代传统实验教学的最佳模式,是培养学生创新思维和实践能力的重要手段。如何在初中化学实验教学中有效开展探究性实验教学,是当前化学教育面临的重要课题。
一、探究性实验教学概述
探究性实验教学是以学生为主体,教师辅导的教学模式,是指学生在教师的指导下,对事物的现象、缘由、影响因素等提出假设,然后展开论证,学生独自进行实验、观察现象、分析结果,从中发现科学原理、获取知识的教学过程,培养的是学生自我发现问题,自主解决问题和自主探究学习的能力。探索式教学法又称发现法、研究法,具有多元化、多层次、综合性强等特点。探究要求确定假设,进行批判的和逻辑的思考,并且考虑其他可以替代的解释。
在探究性实验教学中教学的目的重在培养学生的组织获取信息的技能、创造性操作的技能等过程技能,强调的是学生的自主活动,教师只是提出问题或创设条件,在探究性实验教学中,从提出问题到解决问题,学生均处于一种开放的状态,可自由发挥想象,而不是被教师操纵的机器,教师只是不断给予学生指示的领路人,这种形式学习过程,学生不仅学到了知识,更重要的是学到了获得知识方法与途径,符合当前国际教育的发展趋势。
二、如何有效进行初中化学探究性实验教学
初中化学的实验教学,不仅要加强基本技能的训练,还要对学生的探究方法进行科学的训练和指导,因此,要达到初中化学探究性实验教学的有效性,化学教师应根据化学课程“以实验为基础”的课程优势,通过充分巧设实验设计、充分的教学准备、创设探究性的实验问题情景,以科学的方法激发学生学习探究的兴趣,体验探究的乐趣,使学生能通过观察主动发现问题、通过实验乐于提出问题、联系实际大胆分析问题,从而提高学生的自主学习能力,达到较好的教学效果。
(一)充分教学准备,奠定有效教学基础
首先,要给予学生自主探究的时间支持。新课程强调学生的动手实践,为学生提供了许多让学生通过动手操作和自主探究的范例和素材,化学实验整堂都是让学生在观察中思考、在操作中验证、在思考中发现、在交流中进步,让学生在自主的基础上互动。新课程背景下的初中化学探究性实验教学的第一阶段就是让学生对探究性的教学模式有个感性初步认识,了解探究性教学的过程,通过合作交流,互相启发、互相吸收、互相补充、互相纠正,使认识逐渐趋向于完善、深化。这样学生与学生之间不仅能展示自己的想法见解,还能让学生真正学会学习、学会思考、学会创造,为学生终身学习的发展奠定基础。
其次,要给予学生足够的思维空间。心理学表明,思维往往是从动作开始的,切断活动与思维的关系,思维就不能得到发展。要想提高学生自主参与探究的有效性,首先在备课时就要保证能预留给学生思维活动的有效问题,不使探究活动流于形式,通过思维活动,学生在有效的学习过程中获得广泛的体验与感受,调动和发挥学生自身的学习积极性与主动性,挖掘自主探究学习的潜力,培养学生的创新意识和实践能力。
(二)科学设计实验,实现探究教学效果
探究性实验教学的设计应遵循科学性、探究性、创新性、安全性、趣味性等原则,其中科学性是首要原则,设计的标准必须科学,具备一定的理论依据,实验的设计要符合初中生的认知结构,由易到难进行设计安排。首先,要明确探究的目的性。探究,是让学生参与体验科学探究的活动,所以化学探究性实验教学的首要设计就是呈现问题的情境,引导学生自主发现问题。初中化学一开始是以蜡烛燃烧说明实验探究的过程,但多数刚入读初中的学生对于什么是研究性学习缺乏了解,这就需要教师在实验设计中要明确学生在多元、开放、探究的实验中深悟知识的探究目的,充分挖掘教材,根据学生的认知结构、观察能力的培养、探究的训练对化学实验进行科学设计。其次,要把握探究的科学性。教师作为引导者,引导学生猜想,将实验变得引人入胜,并在实验中针对具体的步骤,对学生提出的问题进行释疑,得出结论。再次,要注重探究的创造性。充分发挥学生的主观能动性,启迪创造性思维,比如:在学习二氧化碳实验室制法后,教师可提出问题:“实验中常用石灰石或大理石和稀盐酸制取,为什么不用碳酸钠及浓盐酸、浓硫酸做原料?”组织学生分组进行讨论,引导学生设计实验思路,并记录实验现象,从而启迪学生的创造性思维。
(三)激发探究兴趣,培养学生学习能力
趣味,是初中生化学学习兴趣形成和培养学生学习能力的前提,鉴于此,在化学探究性的实验教学中,教师应努力为培养学生自主探究、创新能力必须积极创造条件,在课堂上要创设生动有趣的情境来启发诱导,激发学生强烈的求知欲,让学生自主探索、发现、解决问题。
1、创设问题情境,培养观察能力
科学是严谨的学问,需要及时分析实验过程中的现象,这就要求学生在探究性的实验过程中注意观察。比如:在人教版九年级第二单元《我们周围的空气》的实验教学中,教师根据已有的知识设计实验,在实验开始时,提出问题“人类的生活离不开空气,可是空气既看不见也摸不着,我们怎样通过实验找到它呢?”一语引起学生探究兴趣,导入实验活动,然后引导学生认识仪器,教师提出问题“向燃烧匙中加入较多量的红磷,为什么?”“向集气瓶内装入少量水,并作上记号,为什么?”观察实验现象,通过观察,学生认识到瓶内放水是为了吸收生成的白烟、降温,燃烧匙中放较多红磷是为了使瓶内的氧气充分消耗掉。教师通过边介绍实验步骤边提出问题的方法,调动学生探究学习、主动观察的积极性。而后,通过师生互动后形成的共识,引导学生自主探究,通过演示实验,引导学生观察、分析、讨论,得出空气中氧气的含量,体验到空气是多种物质组成的混合物。在这个过程中,学生看到了自己的实验成果,心里感到由衷高兴,激发了学习的兴趣的创造的热情,培养了学生的自主观察能力。
再如:带火星的木条能在氧气中复燃,而在二氧化碳中熄灭,学生会提出为什么?铁丝能在纯氧中剧烈燃烧,火星四射,在空气中为什么没有此现象,激发了学生的兴趣。只有当教学能吸引学生的注意力,学生对所学的知识又能清楚明白时,他们才对会对化学实验产生自主学习探究的兴趣,探究系实验教学才能得已顺利进行。
2、鼓励实验成果,培养学生操作能力
探究性实验教学除了注重培养学生的创新能力外,还注重培养学生的动手能力和合作能力,因此,在教学中,教师可以通过组织学生相互配合设置实验装置,适时鼓励实验成果的方式,培养学生的动手操作能力。
3、充分挖掘教材,培养学生创新意识。
探究性化学实验实际是一种富有创造性的探究活动,在教学中,教师应因材施教、拓宽实验思路,充分利用教学资源,使实验更具探索性和趣味性,满足学生求新的心理特点,萌发学生的创新意识。比如:在用浓醋和稀醋浸泡鸡蛋壳的实验中,观察记录冒泡的不同情况,而后在用稀盐酸进行实验,学生会看到鸡蛋最初在底部,随着气泡的增多而上浮,当气泡消失时,鸡蛋又下沉了,实验结束后,让学生讨论实验现象的原因,通过深挖教材,拓展探究的空间,给学生新的发现,以此培养学生的创新意识。
三、在探究性实验教学中应注意的问题
1、教学组织上要有灵活性。由于学生之间存在着巨大的差异性,在探究性建构知识的过程中,学生不仅是教学活动的参与者,而且是受教育者,因此,在某些具体问题上,存在着很大的差异性,这就要求教师在实验教学的活动方式设计上要有灵活性。根据教学内容,在活动主体上,既要有教师为主,也要有学生为主;在活动形式上,既要有小组合作探究,也有组间争辩对抗。在小组配合上上,既要有圆圈小组式;又要有秧田整体式。在学习空间上,既要有室内课堂,也要有室外课堂。开放与封闭结合,整体与部分结合,一切变化都要根据实验的内容、学生的身心发展灵活而定。
2、不能忽视基础知识的构建。化学基础知识的学习是构建探究性实验学习的基石,任何学科都不能悬空让学生进行自主探究,必须在基础知识的基础上加以发展,只顾学生自主学习,而忽视了学生在探究性实验学习中基础知识的构建,最终都不能真正实现有效的学习,无法达到新课程理念下,提高学生科学素养的教学改革目的。
探究性实验教学是初中化学教学的重要组成部分,有利于学生学习方式的转变,不仅激发了学生学习化学的兴趣,还培养了学生的创新精神、合作意识,提高了学生观察探究的能力和自主动手实践的能力,使学生在“做科学”的探究实验中逐步形成了终身学习的意识和能力,作为化学教师,应当把探究性实验作为学生学习化学知识的一种重要手段,明确探究的目的性、科学性和创造性,落实新课程标准的设计理念,以学生主动探究为重点进行实验教学,以科学的教学设计、多样化的情景导入,系统的教育方法,增强化学实验教学的有效性,从而全面提高学生素质,达到培养传创新型人才的教学改革目标。
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