科學品質是科學素養的重要組成部分,是教育中的非智力因素,主要包括興趣、情感、科學態度、科學精神、科學方法等。
一、實驗探究教學與培養學生科學品質的關系
化學是一門建立在實踐基礎之上的自然科學,而化學教學實踐過程的主要表現就是化學實驗。然而,學生接觸的實驗大多數是驗證式的,驗證式實驗是對原有知識的重復,學生只是機械地按照流程操作,自身的觀察、分析、判斷、推理能力得不到充分的發揮,其中的科學方法、科學態度、科學精神也得不到有效的學習和鍛煉。化學教學要真正從培養學生的能力出發,為學生的可持續發展打下良好基礎,就必須摒棄傳統的僅以掌握化學知識為目的、只注重知識的結論的教學方法,開展實驗探究教學,從實驗探究中培養學生的觀察能力、實驗能力和思維能力,這些能力正是化學科學品質的核心。
二、實驗探究教學培養學生科學品質的實踐
化學實驗探究教學模式的基本目標是激發學生的求知欲,培養學生發現和解決實驗問題的能力,訓練學生實驗探究的思維方法,幫助學生理解科學的本質。在提高探究能力的同時,關注學生實驗的態度、情感與價值觀層面的發展,實現學習的可持續發展,培養良好的科學品質。
下面以探究教學《氯水的性質》為例,談幾點體會。
1.創設情景,激發提問,啟迪學生的觀察能力
觀察是思維的基礎,敏銳的觀察是發現問題的關鍵。學生的思維往往是從疑問開始的,提出一個問題,往往比解決一個問題更為重要。因此,教師要創設情景激勵學生從實驗現象或生活中發現新問題,鼓勵學生多疑多問,激發創新意識。例如新鮮的自來水為什么有特殊的氣味?為什么必須放幾天才適宜養魚?自來水中加了什么物質?加這一物質的目的是什么?它與水發生了哪些反應?
2.巧設實驗,體驗過程,培養學生的實驗能力
發現問題后,要對其進行深入分析,找到突破口,從而使問題更明朗和具體化。教師要幫助學生從自己已有的知識出發,通過分析、歸納等過程提出解決問題的原則、途徑和方法,并通過實驗論證是否合理。對論證中出現新的問題,進一步分析,提出新的解決方法,在“問題—解決—新問題—再解決”的模式中螺旋前進,使學生在實驗過程中形成良好的解決問題的能力。
學生的問題:自來水中有刺激性的氣味,根據課本知識加的應該是氯氣,氯氣為什么要加到自來水中?氯氣與水發生了什么變化?氯水中除了氯分子還有哪些微粒?
學生討論提出假設:根據元素組成,氯水中有H、O、Cl三種元素,因此可能有H+和Cl-。
(1)提出的實驗方案:
①加酸化的硝酸銀驗證Cl-
②用紫色石蕊試液驗證H+
③將新制的氯水慢慢滴入含酚酞的氫氧化鈉溶液中驗證H+
④用碳酸氫鈉固體驗證H+
⑤用pH試紙驗證H+
(2)實驗探究:
①現象:生成了白色沉淀 結論:有Cl-
②現象:石蕊先變紅后褪色 結論:有H+但褪色無法解釋
③現象:紅色褪去 結論:有H+
④現象:有氣體產生 結論:有H+
⑤試紙變紅后褪色 結論:有H+但褪色無法解釋
(3)產生新的問題:試紙、石蕊為什么變色后又褪色?
(4)提出假設:可以排除H+、Cl-和H2O,氯水中有一種能使物質褪色的物質,因為Cl2有強氧化性,可能是Cl2使石蕊褪色?
(5)提出的實驗方案:兩張紅紙,一張潤濕,一張干燥,分別放入兩個干燥的氯氣瓶中。
現象:濕潤的紅紙褪色,干燥的不變。
結論:使物質褪色的不是Cl2,而是書上說的HClO——次氯酸。
3.啟發引導,促成探究,提升學生的思維能力
技師預科班的學生由于受年齡特征、知識基礎、傳統教學模式等的局限,大多數還沒有形成主動探究的意識,教師應注重啟發引導,由淺入深、由易到難,培養學生探究的意識,開啟創新思維方式,提高創新思維能力。
如上述實驗后,教師只要稍加引導,學生必然產生新的問題:含酚酞的氫氧化鈉溶液,紅色褪去的真正原因是H+還是HClO呢?
學生分組討論后,有兩種解釋:
(1)氯水中存在次氯酸,具有氧化漂白作用,能使紅色褪色。
(2)氯水呈酸性,能與氫氧化鈉發生中和反應,能使紅色褪色。
設計實驗并驗證:加入少量氫氧化鈉溶液,如果恢復紅色,紅色褪去的原因為(2);如果不恢復紅色,紅色褪去的原因為(1)。
結論:含酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去的原因是因為氯水中存在次氯酸。
三、實驗探究教學培養學生科學品質的反思
學生是學習的主動探索者,化學實驗激發了學生的學習興趣,喚醒了學生的主體意識,使每個學生得到了鍛煉的機會,使他們樂于參與科學學習及實踐活動,學會了用科學方法去觀察自然、社會、生產和生活現象,聯系學科知識進行解釋、驗證,從真正意義上提高了分析問題和解決問題的能力。
(作者單位:浙江省衢州市技師學院)