化學是以實驗為基礎的一門科學,而科學探究是進行實驗的一種重要的形式,將科學探究列為化學教學的內(nèi)容的標準之一,旨在將學生學習化學的重心,從過分強調(diào)化學知識的傳承向知識的探究過程的轉(zhuǎn)變,重在注重培養(yǎng)學生的實踐能力和應用現(xiàn)有的知識信息儲備去探索未知世界的能力,從而促使學生從被動學習,被動接受知識向主動獲取知識的轉(zhuǎn)化?茖W探究包括以下基本要素:提出問題、猜想與假設、收集證據(jù)、制定計劃、進行實驗、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流。針對科學探究具有多種形式和多個要素,在學生的科學探究中,其探究過程可以設計成涉及所有要素,也可以設計成只涉及部分要素,這主要取決于學生的現(xiàn)有知識水平、培養(yǎng)目標和科學探究的目的。這在化學教學中如何設計科學探究活動就顯得特別重要,本人在這方面也作了一些嘗試,也有一些收獲。
一、應用有效手段,激發(fā)學生探究欲望
要激發(fā)學生的探究欲望,教師應用各種有效手段是非常必要的,教師可以根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標,從學生的實際出發(fā),創(chuàng)設問題情景。在教學重點難點上設疑,引起學生思考,根據(jù)化學實驗即時情景設疑,引起學生的好奇心,也可根據(jù)化學實驗現(xiàn)象與己有的知識產(chǎn)生沖突或者學生憑己有經(jīng)驗很難判斷確定時,切當?shù)靥岢鰡栴}學生的探究欲望,很容易激發(fā)起來。
這樣找準了學生的興奮點和迷惑點,及時引發(fā)學生認知沖突,使學生產(chǎn)生探究的內(nèi)驅(qū)力,在學生探究心切的情景下展開探究活動,可以收到較好的效果,從而達到教學的目的。另外,在進行實驗探究時,教師要及時注意到由問題引起的學生心理上的變化,更不要越俎代庖地當探究活動的主角,學生卻成為旁觀者。這會使學生思維被禁錮,使學生不敢有自己的思想,也不敢去嘗試,逐漸喪失了探究的欲望。因為科學探究活動更注重是活動的過程和學生處理問題的方式和方法。
二、敢于猜想,合理猜想
猜想是科學探究教學活動中的一個重要環(huán)節(jié)。很多科學探究活力,就是讓學生先猜想,再設計實驗來驗證猜想的正確與否。猜想的結(jié)果決定了科學探究的方向,也影響科學探究的方法和方式。學生對提出的問題進行猜想的過程就是對頭腦中己有信息與提出的問題進行對照分析處理和加工合成的過程?茖W探究活動過程中,不但要多鼓勵學生進行猜想,還要要求學生說出猜想的依據(jù),這樣,不斷促進學生猜想的合理性,同時培養(yǎng)了學生的邏輯推理的能力,也帶動了其他同學的猜想能力,提高全體學生的猜想水平,例如在“燃燒的條件”的探究活動中,學生會根據(jù)生活經(jīng)驗說出許多因素,如:燃燒要有可以燃燒的物質(zhì);燃燒要有空氣;燃燒要用火焰去點;燃燒的物質(zhì)必須是干燥的等等。雖然其中的一些猜想并不都正確,但作為一名教師,要讓學生敢想,然后能把想到的表達出來。當然在課堂上由于時間和器材的限制,對學生的猜想,適當引導把握一個“度”,對有些猜想的驗證可以留給學生課外去進行,這樣不但把科學探究活動擴展到學生的課外活動中,也可以讓學生去自由的進行探究活動。這樣不但可以提高學生的探究興趣,也培養(yǎng)了學生主動學習的能力。
三、精心設計實驗,培養(yǎng)操作能力
在進行實驗探究之前,必須讓學生明確探究活動的目的和己知的條件和信息,實驗方案的設計和制定來自于根據(jù)探究問題所提出的猜想,根據(jù)猜想可以明確探究活動目的,辯明探究活動的條件,設計實驗就是從操作的角度把猜想與設計具體化、程序化。在這一過程中,教師要適當引導學生分析該探究活動要解決哪幾個問題,每個問題有幾種解決的方法,根據(jù)現(xiàn)有的條件和探究要求,選擇最佳的探究方法,然后根據(jù)所選擇的方法,確定實驗器材,按這些方法的邏輯關系,制定出探究實驗的操作步驟。
四、全面記錄實驗現(xiàn)象,學會分析歸納
實驗現(xiàn)象是科學探究中學生獲得的重要信息,是學生作出判斷的重要依據(jù)。要對實驗現(xiàn)象進行比較全面的觀察,在實驗操作前,對實驗現(xiàn)象也要有一定的預測,必要時可以在進行實驗探究前設計并繪制好用于記錄實驗的表格,以便在實驗時能夠簡單快捷地,并全面地記錄下實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。例如:只要實驗中涉及物質(zhì)燃燒的現(xiàn)象,不外乎放熱、火焰的顏色、氣味、是否出現(xiàn)水霧、能否使澄清石灰水變渾濁等等現(xiàn)象描述,有時可以通過表格中各實驗步驟的不同現(xiàn)象,容易找出探究活動的本質(zhì)的關系,從而作出正確的判斷。
當然,要讓學生認識到實驗現(xiàn)象并不等于實驗結(jié)論,實驗結(jié)論是實驗現(xiàn)象的基礎上進行分析和歸納的結(jié)果,因此,實驗現(xiàn)象的描述應該客觀、真實,要如實進行記錄,而不要去套搬有關資料的實驗現(xiàn)象,探究活動不怕失敗,若失敗了更要認真去分析,總結(jié)失敗的因素,這樣才能提高學生自身的科學素養(yǎng)。
五、發(fā)揮團隊合作力量,促進自身素質(zhì)的發(fā)展
科學探究活動中,同學之間的互相合作是必不可少的,例如:科學探究中的制定計劃,進行實驗、收集信息,對實驗現(xiàn)象分析歸納,反思與評價等環(huán)節(jié)都需要發(fā)揮團體的力量,每位同學只有具備合作精神,才能使各環(huán)節(jié)不斷完善最終得最優(yōu)化。任何成功的科學探究,都離不開團隊的力量。例如,同樣的實驗方案,同樣的器材,由于不同的人進行操作,可能出現(xiàn)不同的現(xiàn)象和結(jié)果,只有大家合作,才能盡快找出其中的原因;不同的人由于思維方式和思考方向的不同,會使實驗方案評價方向等方面都會出現(xiàn)差異,這樣在互相合作中,自身的科學素養(yǎng)等綜合素質(zhì)就不斷得到提升和發(fā)展。合作不是隨眾,在合作中應堅持原則,具體表現(xiàn)為堅持實事求是,堅持嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,堅持依靠證據(jù)結(jié)合邏輯分析推理進行科學探究的方法。同時在團隊中不固執(zhí),在合作中應注意尊重他人,表現(xiàn)為認真思考別人的觀點,分析各種觀點的不同之處,有錯就改,勇于承認,放棄或修改自己錯誤和不足的之處。討論商談時對事不對人,這樣在科學探究中,使團隊的力量更加強大,達到一加一大于二的效果,使團隊中每位成員受益匪淺。
總之,科學探究是化學課程的重要內(nèi)容,應貫徹到化學教學的各個環(huán)節(jié)。教師在每個環(huán)節(jié)上積極地創(chuàng)造條件,促進學生積極有效地探究學習,鼓勵學生積極大膽地進行科學探究,通過學生自主的科學探究活動學習化學知識,體驗學習化學的樂趣,了解掌握科學方法和規(guī)律,養(yǎng)成對探究實驗的反思評價的和交流的好習慣,讓每一位參與科學探究的學生都能很好地融入集體中,在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。