上海市教育科学研究院副院长
在化学组进行的以学定教的课例研究中,针对不同班级学生的学情,在课堂教学中进行了实验探究转型的尝试。
一、实验探究时要“以知识结果为主”转向“以探究过程为主”
化学组这次的课例研究课题是《结晶》,虽然三个班级的学情不同,但是三位老师在设计教学时,都对教材中的探究实验进行了重新设计,以便于学生更好的理解不同结晶方法的选择,在课堂教学中都 “以知识结果为主”转向“以探究过程为主”,尽可能让学生自主探究和分析。
以下是教材上的原探究实验:
[实验1]取10mL浓的氯化钠溶液于蒸发皿中,用酒精灯加热,用玻璃棒搅拌至出现较多晶体时停止加热。
[实验2]将盛有30mL的水的烧杯进行加热至沸腾,并不断加入硝酸钾,配制成热的硝酸钾饱和溶液,把烧杯放在冷水中降温,观察实验现象。
以下是三位老师集备后设计的探究实验:
[实验1]
1、用滴管吸取1滴管氯化钠的浓溶液于蒸发皿中,用酒精灯加热,观察实验现象。
2、用玻璃棒蘸取少量硝酸钾溶液放在酒精灯火焰上灼烧,观察实验现象。
[实验2]
1、用量筒分别量取约5mL的水倒入盛有硝酸钾固体和氯化钠固体的试管中,加热至沸腾。
2、将2支试管中的溶液分别倒入对应的空试管中并放入盛有冷水的烧杯中,观察现象。
显而易见,原教材中的实验,分别通过单一的实验探究,告知学生从溶液中得到食盐和硝酸钾分别用不同的结晶方法,然后一起分析选择的原因。经过实验的重新设计,用了学生容易理解的对照实验,让学生自己在实验探究的过程中体验了为什么要选择不同的结晶方法,学生实验时专注和收获成功喜悦的表情已说明了一切。
不同的是,
再例如:讲二氧化碳的性质时,不再是直接告知学生二氧化碳有哪些性质,而是先让学生猜测二氧化碳的性质,然后一起确定实验内容,由学生自己设计实验步骤,学生之间可以讨论与交流,通过全组的协作完成探究性实验,并归纳出实验结果。
当学生向装有高低不同的两支蜡烛的烧杯倾倒二氧化碳时,感到神奇,第一次体验到气体还能像液体一样倾倒。但有的组失败了(即两支蜡烛同时熄或上面的先熄灭),有的组成功了。这时必然会引起同学们的思考:在蜡烛的哪一侧倾倒二氧化碳?倾倒时速度快慢如何?玻璃片抽取多少最佳?我启发学生:“当要将广口瓶液体倒入细口瓶时,你常常借助何仪器?”有的同学恍然大悟——用漏斗。当用自制的漏斗重做这个实验时,实验现象非常清晰,下面的蜡烛先熄灭。该现象证实了学生对二氧化碳的性质(密度比空气大,而且不能燃烧,不能支持燃烧)的猜测。
在探究二氧化碳能否溶于水的性质时,指导学生将水倒入集满二氧化碳的矿泉水瓶中约三分之一,用力振荡,不久矿泉水瓶被自动压扁(或变形),学生对于这种出乎意料的奇异的实验现象感到新奇和兴奋。这时我因势利导他们思考:为什么会出现这种现象?原因是什么?学生们积极讨论,结合物理学科中的压强原理对二氧化碳能溶于水的性质作了解释。学生们在充满成就感的乐趣中,达到了探究二氧化碳的性质的目的。
二、实验探究时动态生成资源的利用
课堂教学中往往有不能预见或设计的动态的生成资源,这种资源的有效利用,不仅可以激发学生的学习积极性,更能为学生的可持续学习找到支撑点,从而培养学生的科学探究精神,提高学生的探究能力。但是这种资源是稍纵即逝的,它依赖于教师即时的捕捉能力,需要教师敏锐的发现能力和反应能力。这种能力需要教师对新课程理念的透悟,需要教师的角色定位,教师的眼中不能只有书本知识,教师的心中不能只有我今天教学任务的完成(把今天要讲授的知识传授完成),它要求教师以学定教,以学生为主体,以发展学生的学习能力为着眼点,这样才能利用一切可以利用的学习资源,才能让学生带着情趣,带着问题进入课堂、离开课堂,学生的思维品质、观察能力和探究意识才有可能得到强化。
在这次《结晶》课例研究
再例如:在一堂金属的化学性质的研究课上,在探究铝和稀硫酸反应的实验时,由于铝表面有一层致密的氧化膜,刚开始时无气泡或气泡很少,随着氧化层的减少,气泡才逐渐增多,耗时较长,为了与铁和稀硫酸的反应作对比,我要求学生加热以加快氧化膜的减少,较快地对比铝、铁和稀硫酸反应时的不同现象,学生们兴致盎然地加热着,实验现象按预想的发生着。但是,意想不到的是,学生们和我不由自主地咳嗽起来(这个实验生成的氢气一般不会引起咳嗽)。我灵机一动,这不是培养学生探究能力的现成资源吗?我问:“同学们,今天都感冒了吗?”学生们齐声回答“没有!”
“那么,我们为什么都咳嗽呢?”学生们都露出疑惑的表情,我乘机追问:“同学们能猜猜其中的原因吗?”于是,学生们热烈的讨论起来。学生提出了各种猜测:“可能有二氧化硫生成了”;“可能是铝中有杂质”;“可能是硫酸中的杂质挥发出来了”;“可能是硫酸蒸发了”。┅┅
这时,我真的很惊讶,惊讶于学生思维的灵敏性,惊讶于学生思维的开拓性,因为很多想法我都没有预见到。在对同学们的猜测给予充分肯定后,我把全班学生分成四个小组,请学生在课后根据不同的猜测设计实验或查询资料进行探究论证。
课后,学生们积极地查询资料和实验探究。第二天,四个小组都有了自己的结论,前三小组同学都否定了自己的猜测,并向全班同学叙述了自己的理由,第四小组同学在课堂上用实验证实了“引起咳嗽的是硫酸蒸发形成的酸雾”的猜测:他们分别在常温和加热条件下做了探究实验,结果在常温下实验并没有引起咳嗽,咳嗽这是什么原因呢?经过与学生讨论,一致认为:由于实验时加热时间太长,加上本身这个反应也是个放热反应,使试管内的硫酸蒸发出来,在空气中形成酸雾,刺激咽喉,引起了咳嗽。这时,我和学生们都露出了会心的微笑。