蔣鼎新
《化學》課程是中職學生學習知識和技能、體驗科學探究過程、提高創新意識和實踐能力的一門重要課程。在化學教學過程中,教師要以學生自身的學習潛能為基礎,積極引導學生自主探究、合作探究,構建探究教學模式,研究探究教學策略,逐步提高學生的化學探究能力和科學素質。
一、中職《化學》探究教學
探究教學源于“二戰”后,“知識爆炸”所帶來的時代要求。上世紀60年代,蘇聯人造衛星上天激起了世界性的科學競爭。人們把關注點移向了教育,引起了由知識型到智能型轉變的教學改革。探究教學的代表人物薩其曼提出“探究方法的訓練”模式,旨在幫助學生根據實際,建立科學的概念,形成假設,并以此詮釋新接觸的現象或事物。布魯納倡導的“發現學習”,與探究教學也有異曲同工之妙。
探究教學是指教師根據教學內容的需要,科學地創設問題情境,引導學生主動發現問題、分析問題,自覺尋找問題的答案,從而獲得知識,提高探究興趣和探究能力的教學活動。通俗地講,探究教學是要讓學生像科學家一樣經歷感受體驗、感悟發現、猜想論證的科學探究、發現規律的全過程,其目的不僅在于使學生獲得科學知識,還在于培養他們的探究能力和科學素質。
化學是人類探索物質的組成、結構、性質及其變化規律的一門科學,是中等職業學校學生選修的一門公共基礎課。中職《化學》也是探究教學的重要學科。一方面,中職化學教材中有大量的基礎知識、研究方法及分析測試技術可采用探究教學;另一方面中職學生雖然知識基礎比較差,但他們的探究興趣還是比較強烈的,也適合開展探究教學。
二、中職《化學》探究教學策略
中職《化學》探究教學是一項重要的教法改革,需要我們科學設計教學過程,采取有效的教學策略。筆者在教學實踐中采取了如下幾種教學策略。
(一)主體激發策略
化學探究屬于科學探究的范疇,探究的主體是學生。教師是探究的啟動者和推動者,是化學探究教學的催化劑。教師必須充分相信學生,全面依靠學生,把學習的權力交給學生。學生只有掌握了探究的主動權,才能激發探究的興趣和動機,才能發現知識,掌握方法,獲得成果。如進行《硫酸》一節內容的教學時,課前布置作業:初中化學告訴我們金屬與稀硫酸反應能制取氫氣,能不能用濃硫酸代替稀硫酸呢?從而引導學生自主學習稀酸。課上,組織引導學生通過脫水試驗、吸水試驗以及濃硫酸與非金屬起氧化還原反應的實驗,發現硫酸的脫水性、吸水性和氧化性。課后,讓學生拓展知識,了解關于硫酸的運輸和硫酸在農業、醫藥、蓄電池等方面的應用。這樣,以自主學習和探究學習為主的學習方式,可以充分調動學生的學習積極性,使學生在讀書、實驗、上網、交流過程中感受硫酸的性質,體會硫酸在工農業生產的廣泛應用。
(二)情景創設策略
好的教學情境應該滿足兩個條件。一是易于激發學生的非智力因素,引起探究興趣;二是設置學生已有知識不能解決的問題,引起學生的認知沖突。這就需要教師創設一種類似于學術研究的問題情境,使學生置身在豐富多彩的化學世界,產生強烈的好奇心和求知欲,從而能夠細心觀察,冷靜思考,透過化學現象看到事物本質。化學本身所具有的內容生動性與豐富性、知識的系統性和生成性是教師創設探究情境的重要教學資源。如在教學《非金屬氣態氫化物—氯化氫》時,可以這樣創設情境:菠蘿是營養豐富、味道清香的水果佳品,但很多人食后會有過敏反應,腹痛、腹瀉、嘔吐、皮膚發癢。這樣的問題很容易引起學生的探究興趣,他們就會主動地查找資料,閱讀教材,研究病因和解決方法。
(三)專業滲透策略
中職學生雖然學習基礎比較差,但隨著年齡的增長,他們的專業思想也逐步穩定,掌握一技之長是他們普遍的愿望。因此,可以借助專業與化學的聯系,把他們對專業的興趣遷移到化學上來,激發他們學習化學的動機。《中等職業學校化學教學大綱》注重化學與專業的聯系,設計了醫藥衛生類、農林牧漁類、制造加工類三大類職業模塊。事實上,很多專業的專業課與化學都有聯系。如學前教育專業學生畢業后要到幼兒園當幼兒教師,化學知識也是幼兒教學工作所必須掌握的知識。我們可以通過開設《生活中的化學》和《有趣的化學》選修課來實現化學與學前教育專業的聯系。在《生活中的化學》中設置舌尖上的化學、放射性元素與醫療、綠色食品、白色污染等專題;在《有趣的化學》中主要介紹利用物質的化學性質變魔術等活動。再如,機械類專業課程中包含大量的化學知識,不過這些知識并沒有獨立成章,而是零散分布在各個章節。我們可以通過教材整合,改變中職《化學》的知識系統,按照專業的需要重組教學內容,把模具、數控、機電等機械類專業密切相關的化學知識融入其中,形成新的體系。如機械類專業的金屬工藝學課程,可以與化學的金屬、晶體、晶格、電解電鍍學整合;機械制造基礎課程,可以與化學課程的工程材料,金屬學,熱處理知識整合。
(四)聯系生活策略
生活中的許多現象與化學知識密切相關。聯系生活就要以日常生活中的問題為線索,學習和運用化學知識。我們可以聯系化學在健康、環境、材料等方面的應用,拓寬學生的視野。在教學中,可以采取探究性學習的方式,以生活事件為背景,引起學生的注意和思考,運用化學知識進行研討。如讓學生討論油脂對人體健康的意義,實驗探究鮮果維生素C的還原性,調查食品中的膨化劑,從而了解合理攝入營養物質,保持營養均衡的重要性。聯系生活也要充分注意到我們區域的自然環境,比如污染問題在增城還是比較嚴重的,筆者曾帶領學生調查增城地區污水排放和污水處理情況,重點了解了增城區內河流污水治理情況,了解典型水污染實例造成的危害,明確污水處理中的主要化學方法及其原理。
(五)化學實驗策略
化學是一門實驗科學,實驗是化學探究的主要渠道和有效手段。實驗教學以其生動的魅力和豐富的內涵在化學教學中發揮著重要的作用。化學實驗不僅是學生學習化學知識,掌握化學性質的有效途徑,也是學生鞏固化學知識,提高實驗分析、實驗探究及思維能力的重要途徑。如在設計《化學平衡》的教學中,筆者認為化學反應原理很多,沒有必要一一推導,只需研究一個推導過程,讓學生學會探究方法,這樣學生就能觸類旁通。對化學平衡有影響的外界條件包括濃度,溫度和壓強,我們重點研究濃度對化學平衡的影響,充分發揮實驗的作用,讓學生透過實驗現象看本質。首先帶著學生探究生成物(H+)的濃度變化對該化學平衡移動方向的影響,接下來看實驗的原理:Cr2O72-(橙色)+H2O ≒ CrO42-(黃色)+2H+。然后引導學生思考:怎么知道平衡有沒有移動或者向哪個方向移動呢?接著再來進行實驗,要求學生觀察并記錄實驗現象,并且引導學生一起填寫以下表格:
使探究層層推進。加入濃硫酸,馬上改變的是H+濃度,實驗現象是橙色加深了,橙色是Cr2O72-的顏色,說明Cr2O72-的濃度增大,CrO42-的濃度減少,平衡向逆反應方向移動,由此學生比較容易地發現研究結論。
三、中職《化學》探究教學模式
根據探究教學模式的特點、中職《化學》的課程特征和中職學生認知規律,在課堂教學實踐中,筆者構建了中職《化學》探究教學模式。其結構是:創設情景——化學實驗——研究感悟——探究反思。下面以高等教育出版社出版的張龍主編的中等職業教育課程改革國家規劃新教材《化學》(通用類)第四章第二節《氧化物和氫氧化物》一課為例,介紹其教學過程。
(一)創設情境,激發興趣
創設化學探究教學情境是教學的出發點。教師需要根據教學目標和教學內容,充分思考學生的學習實際,恰當地設置難度適中、邏輯合理的化學問題。情境的設計可以從生活、專業以及試驗中進行考慮。學習《氧化物和氫氧化物》一課可以通過前置作業的方式,設置教學情境。前置作業設計如下:
同學們,我們聽說過的藍寶石、紅寶石,都是含有不同氧化物雜質的剛玉,是天然的無色α—AI2O3晶體。為什么剛玉有不同顏色,寶石顏色各異,請閱讀教材或上網查找,尋求答案,一起感受美好的寶石文化。
寶石是學生喜歡的東西,探究寶石顏色也是學生頗感興趣的。這一前置作業易于激發學生的探究興趣,特別是把AI2O3與寶石文化聯系在一起,足以引起學生積極上網查找,認真學習教材,自主學習和合作交流,以求得問題的解答。
(二)化學實驗,感受體驗
化學探究的主要方法是化學實驗。《中等職業學校化學教學大綱》強調:“應重視化學實驗基本操作技能的訓練,有意識地引導學生開展探究實驗,培養學生分析和解決實際問題的能力,發揮化學實驗的教育功能”。教師要組織學生在富有開放性的問題情境中進行實驗探究。教師要幫助學生擬定合理的實驗計劃,提供充分的實驗條件,選擇恰當的實驗方法,通過自己動手實驗,尋求問題的答案,提出解決問題的假設。學習《氧化物和氫氧化物》一課也有兩個實驗。實驗1是制作氫氧化鋁,實驗2是研究氫氧化鋁的性質。
[實驗1]向盛有10Ml0.5mo/LAI2(SO4)3溶液的試管中,逐滴加入氨水,生成白色膠狀沉淀,繼續滴加氨水,直到不再產生沉淀為止。
[實驗2]把實驗1制得的AI(OH)3沉淀分裝在2支試管中,在1支試管中滴加2moI/L HCI溶液,在另1支試管中滴加2moI/L NaCI溶液,振蕩,觀察實驗現象。
實驗過程主要是引導學生掌握實驗技能,規范實驗步驟以及培養學生的觀察能力。
(三)研究感悟,合作探究
學生通過觀察教師所做的化學試驗,特別是通過自己動手所做的化學實驗,比較充分地感受到了物質的化合反應與分解反應,看到了化學反應的顏色,嗅到了化學反應的氣味,體驗到了化學知識的形成過程,從而產生了感悟和發現。當每個學生都經過動手實驗,觀察思考,有了獨立的發現、認識和疑惑的時候,就是應該采取小組合作或全班研討的時候了。教師是引導者,要正確處理教師引導和學生探究的關系,所謂不憤不啟,不悱不發,做到既不放任自流,也不能過多牽引。合作探究首先是交流自主探究的發現,在互相交流中,讓學生之間思維相互碰撞,撞擊出探究思維的火花。既可以全班學生交流討論,也可以先小組研討,再派代表與全班同學交流小組探究成果。合作交流的第二個任務是探究疑難。學生在探究化學規律的過程中,肯定會遇到有疑惑的問題,或者小組同學的結論不一致,就會出現爭執和碰撞。此時,教師要密切關注討論的進程和存在的問題,及時進行調整和引導,要善于捕捉學生思維的“閃光點”,因勢利導,促進知識的生成。如上例,每做完一個實驗,都要給學生足夠的時間,讓學生自主研究或小組研討,發現化學反應規律。如,第一個實驗學生可以根據實驗過程發現化學反應式:
AI2(SO4)3+6NH3·H2O=2AI(OH)3↓+3(NH4)2SO4由此可以判定反應中得到的白色膠狀物就是AI2(OH)3。同樣,通過第二個實驗探究AI(OH)3在溶液中的溶解情況。在此基礎上,再通過小組學習和課堂討論進一步探究出AI2O3和AI(OH)3都是兩性氧化物。
(四)探究反思,歸納總結
獲得結論之后,教師要啟發、引導學生反思問題探究的過程,不僅要做知識、技能和方法的總結,還有探究經驗、探究方法、探究興趣、探究意志的總結。要讓學生體會探究知識的成就感,感受克服困難、探究規律的快樂,體會小組學習、團隊精神的重要性。在學習《氧化物和氫氧化物》一課,學生探究得到結論之后,還要引導學生反思探究過程,總結探究問題的經驗。如可以通過小組學習構建這一節課的知識結構,AI2O3和AI(OH)3的制作、性質和應用。可以了解化學研究問題由特殊到一般的思維方法和實驗研究的基本方法。
總之,中職化學探究教學,必須充分發揮學生的主體作用,充分相信學生,全面依靠學生,引導學生自主學習化學知識,合作探究化學規律,使學生在化學學習中逐步形成獨立的探究意識,養成良好的思維習慣和學習習慣,逐步提高科學素質。
責任編輯何麗華