《初中化學課堂標準》明確作出要求:在教學過程中,應讓學生有更多的機會主動體驗探究過程,在知識的形成、聯系、應用過程中養成科學的態度,獲得科學的方法,在“做科學”的探究、實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。化學本身就是一門以實驗為基礎的科學,實驗是一種探究性的活動。積極開展探究性實驗教學,是讓學生獨立獲取知識的重要手段,是激發學生探究學習的關鍵平臺,是培養學生實踐能力的主要途徑。因此,開展探究性實驗教學,是大勢所趨,眾望所歸。
那么,什么是探究性實驗呢?探究性實驗就是在以研究性的實驗模式指導下的,以科學實驗為主要研究手段,注重于動手能力和創新能力的培養,以利于科學精神培養的實驗教學方式。
1.營造和諧氛圍,激發探究興趣
民主和諧的課堂氛圍是實施探究性實驗教學的重要因素。課堂氣氛民主和諧,學生的學習心理就會感到輕松愉快,就會激發學生的探究興趣。在探究性實驗教學中,學生才肯獨立探究,積極思考,大膽發表自己的觀點。教師應明確在教學中的地位,努力使自己成為學生的“首席伙伴”,真情地對待每一個學生,尊重每一個學生,容納每一個學生,激勵每一個學生。努力讓每一個學生都有動手的機會,讓每一個學生都有探究的空間,把探究性實驗教學看成是自己與學生平等交流、互相協作、共同探索、共享成功的過程。也只有這樣,才能真正激發學生的學習欲望,增強學生的探究興趣。學生才能真正打開思維的大門,積極探究,善于觀察,敢于提問,從而能開發學生的創造性思維。例如教《二氧化碳的性質》探究實驗時,我設計了一個有趣的化學實驗:要將一個比廣口瓶瓶口稍大的雞蛋完整地放入瓶中,先將雞蛋浸在10%的醋酸中,等雞蛋殼變軟后,取出雞蛋,向廣口瓶中加入足量的Ca(OH)2溶液,再倒入足量的CO2,迅速將雞蛋的小頭堵住瓶口,振蕩廣口瓶,雞蛋很快被瓶吞入,讓學生分析原因。該題是將物理學科中的壓強與化學原理緊密結合在一起:蛋殼的主要成分是CaCO3,能與醋酸(家用食醋的主要成分)反應生成可溶于水的物質而使蛋殼變軟。瓶中的CO2與NaOH溶液反應,使瓶內的壓強低于外界大氣壓強,雞蛋就被“吞”入瓶內。這個實驗,我營造一種民主和諧的課堂教學氛圍,與學生共同探究,讓學生認真觀察,積極猜想,大膽質疑,即使出現了個別的偏差,我也不去糾正,學生的學習興趣陡然大增,收到了良好的教學效果。
2.加強探究實驗,增強探究意識
當前,初中化學的演示實驗多為驗證性實驗,而這類實驗大多由教師操作,學生只能是被動地接受:老師講什么就聽什么,老師說什么就記什么。如果我們能讓學生親自操作,那么學生就會牢記整個實驗操作的現象、過程、方法、結論與注意事項等。因此,我們應該變驗證性實驗為探究性實驗,進一步加強探究性實驗。但是,如果教師在課堂上對操作要領逐一講解,使學生實驗時機械地模仿,實驗過程不求甚解,實驗報告千篇一律,沒有親自參與知識的發生、發展和形成過程,那就會嚴重挫傷學生思維的積極性,扼殺學生創新的強烈欲望。因此,我們必須明確:探究性實驗教學應體現以學生為主體,充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習興趣,增強學生的探究意識,給學生主動探究、自主學習的時空,促使學生主動尋找探究問題的正確途徑,讓學生成為新知識的探究者和發現者。建構主義學習論認為:“學習不是學習者把知識從外界搬到記憶中,而是以已有的經驗為基礎,主動建構內部心理表征的過程。”只有我們不斷加強探究實驗,增強學生的探究意識,才能激發學生強烈的求知欲望,激發學習熱情,提高教學效益。例如在探究“二氧化碳”的性質實驗時,我力求把驗證性實驗變為探究性實驗,設計如下幾個實驗:1.二氧化碳直接通入水中;2.二氧化碳通入滴有石蕊試液的水中;3.少量二氧化碳通入到澄清的石灰水中;4.足量的二氧化碳通入到石灰水中。這些設計,凸顯探究性實驗,可進一步增強學生的探究意識,提高教學效益。
3.注重探究過程,培養探究能力
在探究性實驗中,我們不僅要讓學生在問題中引入新知識;而且要讓學生在探究中學習新知識。不僅要重視學生實驗探究的結果,而且要重視學生的實驗探究的過程,因為“過程比結果更重要”。我們應注重學生實驗的探究過程,讓學生自己提出問題并進行大膽的猜想、假設,然后為驗證自己的猜想和假設進行實驗。學生能自己找出實驗的原理,設計實驗方案,討論實驗方案并選擇實驗儀器。學生在整個實驗過程中親自參加問題的提出、假設、實驗和問題的驗證解決等活動過程。在學生進行驗證時,教師應讓學生明確觀察目的,并充分利用提問指導學生觀察,而且應特別注意引導學生區分什么是觀察結果,什么是依據觀察結果所作的推理,必要時可讓學生重復實驗。注重實驗的探究過程,能激發學生的探究欲望,增強學生的探究信心,培養學生的探究能力,讓探究性實驗教學更有效。例如:在關于“質量守恒定律”的探究實驗中,我給出所需的藥品和儀器,讓學生自擬實驗方案,設計實驗操作過程,之后師生討論、評價實驗。學生在實驗中,獨立探究,雖然花費的時間長一些,但卻能收到良好的教學效果。
4.教會探究方法,提高教學效率
古人云:“授之以魚,只供一飯之需,授之以漁,則終身受益無窮。”教師在探究性實驗教學中,讓學生了解實驗探究的基本過程,教會實驗探究的一般方法,顯得極為重要。在探究性實驗中教師注重科學方法的指導,可使學生的思路變得更開闊、更活躍,解決學習問題的手段也變得更輕松、更靈活。教師教給學生以最快的速度、最有效的途徑去進行實驗探究的方法,有助于快速達成預定的教學目標。例如做“物質燃燒”實驗,都有三個明顯的現象:一是放出大量的熱;二是生成了一種或幾種不同于反應物的產物;三是固體直接燃燒發出一定顏色和強度的光,氣體或固、液體轉變成氣體再燃燒則發出一定顏色和強度的火焰。描述物質的燃燒現象的方法一般是:一光、二熱、三生成。這樣,在做鋁條燃燒探究實驗時,我讓學生準確描述其現象。學生掌握了方法,自然得出結論:①發出耀眼的白光;②放出大量的熱;③生成一種白色固體。教師教會學生探究實驗的方法,能引導學生全身心地投入學習,提高教學效率。
總之,初中化學探究性實驗教學給教師提供了廣闊的設計空間。教師一定要徹底轉變陳舊的實驗教學觀念,確立新的實驗教學理念,采取有效的教學策略,激發學生的探究興趣,增強學生的探究意識,培養學生的探究能力,讓探究性實驗教學真正成為培養學生創新精神與實踐能力的主戰場。