化学研究性学习的两种误区及调整策略_氢氧化亚铁论文

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随着新课程的推进,探究式学习作为一种能够有效培养学生科学素养的学习方法,对改变传统的学习方式和教学行为起到了重要的作用。但笔者在问卷调查和听课过程中发现,由于理论的欠缺和理解的偏差,不少教师对如何运用探究式教学存在一些误区,现就其中两个普遍而又重要的问题谈些看法,以期引起大家的关注与探讨。

一、对探究式学习理解的泛化

所谓对探究式学习理解的泛化,主要表现在两个方面。一是随意给一些人们早已熟知的教与学的形式贴上探究的标签。如,一个从目的、内容再到方法、步骤,甚至连表格都画好了的实验活动设计,却被冠以探究而且是自由探究的名称。

如,在人教版必修1“铁的重要化合物”教学过程中,某教师在进行“的制备”教学时的探究式教学设计为:

[教师展示]实验步骤:用滴管吸取煮沸过的NaOH溶液,将滴管伸入煮沸过的溶液液面以下并滴入NaOH溶液。

[学生汇报]实验现象:生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。

[学生讨论]白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色的现象是因为不稳定,具有强还原性,很容易被氧化:

在该探究活动中,学生的任务仅仅是按照教师所给实验步骤进行实验,分析讨论得出结论。这种所谓的探究显然无法有效培养学生的探究能力,学生也不知道如何进行探究活动。

二是对课题的选择不够重视,缺乏对学生和教学内容的深入研究,课堂教学中探究课题的提出显得很随意,甚至对学生早已熟悉的内容也进行探究,有点随便“探”的味道。

如,在“铁的重要化合物”教学过程中,某教师对“的制备”进行探究,教学设计为:

[教师提问]请设计制备的实验方案。

[学生汇报]向溶液中滴加NaOH溶液。

[学生实验]按照上述实验方案进行实验。

[学生汇报]实验现象:生成红褐色沉淀。

这样的探究课题是学生所熟知的,激发不了学生的探究热情,也没有任何探究价值。

探究是人类最基本的学习方法之一,但并非所有的学习过程都要探究,探究式学习的重要条件之一是选题或学习的材料具有一定的难度和新颖性,否则就没有探究的价值。教师所选择的探究课题一方面要尽可能与已学知识挂钩,并能运用已学知识解决问题;另一方面也应从实际出发,去发现需要解决的问题。同时课题还必须能够激发学生的探究欲望、激活学生的思维,是教师精心设计的问题,而不是漫不经心的发问。

笔者曾多次听过不同教师的“同题异构”课,由于选题设问角度不同,学生课堂探究的效果迥异。

如,在“铁的重要化合物”教学过程中,某教师在进行“的制备”探究时是这样设计的:

[学生阅读]在课堂上给出一两分钟时间让学生阅读课本,了解氢氧化铁和氢氧化亚铁的部分物理性质。

[教师小结]学生代表汇报,教师小结氢氧化铁和氢氧化亚铁的部分物理性质。

[学生实验]利用实验台上的药品制备氢氧化铁和氢氧化亚铁。

[学生汇报]实验现象:在装有氯化铁溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,出现红褐色沉淀。在装有硫酸亚铁溶液的试管中,滴加氢氧化钠溶液,出现灰绿色沉淀,振荡后试管壁上的沉淀变为红褐色。

[教师提问]为什么没有出现白色沉淀?该如何制备氢氧化亚铁?

[学生活动]阅读课本,相互交流和评价,形成比较完善的解释:氢氧化亚铁有较强的还原性,容易被空气和溶液中溶解的氧气氧化:。沉淀部分被氧化,出现灰绿色,试管壁上的沉淀充分接触空气,基本都被氧化,出现红褐色。

[教师追问]成功制取氢氧化亚铁的关键是什么?如何成功制备氢氧化亚铁?

[学生活动]分组讨论,小组汇报:制取氢氧化亚铁的关键是保证氢氧化亚铁不与氧气接触。制备方法有:①加热氯化亚铁溶液和氢氧化钠溶液,赶出溶液中的氧气,并趁热滴加;②在滴加氢氧化钠溶液时,将滴管伸入氯化亚铁溶液液面以下操作;③在试管中充入二氧化碳气体,赶出空气;④在氯化亚铁溶液中加入少量煤油隔离空气……

[学生互评]③和④的目的和效果一样,但④更为简单可行。

[学生实验]根据同学讨论形成的制备方案进行实验,汇报实验现象:得到氢氧化亚铁白色沉淀,效果理想。

在此探究式学习活动中,一方面学生在探究氢氧化亚铁制备方法时,不仅经历了探究的过程,也获得了氢氧化亚铁的性质和制备方法;另一方面学生在探究过程中发现了新的问题,从多角度寻求解决新问题的答案,有效激活了学生的思维,这正是探究式教学所追求的课堂状态。

上述课堂实例说明,选题是探究教学的核心,设问是探究教学的关键,开展探究式课堂教学切忌随意选题,信口发问。

二、对探究式学习理解的神化

所谓对探究式学习理解的神化是指把探究学习拔高,用科学家进行科学研究的要求和水平来看待学生,认为在进行探究式教学时,问题的提出、证据的收集、方案的制订和实施、解释的形成和检验、结论的得出等步骤都是由学生自主发现并独立完成的,这样的活动才能归为探究。

如,在人教版必修1“富集在海水中的元素——氯”的教学过程中,某教师在进行“氯气”化学性质教学时的教学设计为:

[教师提问]请同学们预测氯气有哪些化学性质,设计实验方案证明你的猜想。

[学生活动]讨论并猜想氯气的化学性质,根据氯原子的原子结构示意图可知氯原子极易得到一个电子变为8电子稳定结构,氯气具有强氧化性。

[学生活动]设计实验方案验证氯气的强氧化性:氢气和氯气混合反应;氯气和金属铜反应;氯气与水反应;氯气与碱反应等。

这样的设计只能是教师的一厢情愿。对于高一学生而言,由于知识准备不足,方法尚有欠缺,教师让学生预测氯气化学性质就有难度。如有学生回答:氯气很稳定,因为氯气能溶于水,不与水反应。而教师让学生设计实验证明氯气的强氧化性就更让学生无所适从,学生根本无法也没有能力完成这样的探究活动。教师对学生的要求太高,在一定程度上会打击学生的学习兴趣,不利于激发学生的学习欲望与热情。

探究式学习教学应根据具体教学内容和不同学生特点进行设计,新授课的探究活动可通过以下几种方式来组织开展。

一是呈现科学家的探究过程,让学生感悟科学探究的方法和思想。这种方式首先适合学生知识水平比较低的起始年级。初三及刚进高一的学生其知识水平有待提高,学习和探究能力有待发展,用科学探究方式设计全部教学内容是不现实的。

二是呈现必要的探究步骤,让学生根据既定方案进行探究。这种方式首先适用于设计探究方案有一定难度的知识点,由于学生知识基础不足,很难想到进行探究的方法和步骤,我们教师可以通过给出信息并引导学生利用已学知识形成探究方法和步骤。

三是呈现所需探究的问题,让学生制订方案进行开放性探究。这种方式首先适合已经具备一定知识水平的高二、高三年级。教材中有些需要探究的教学内容虽然有一定难度,但设计探究方案并不困难,学生比较容易设计出探究方案,针对这些内容我们可以采用该方法。

如,某教师在进行“氯气”化学性质教学时的教学设计为:

[教师提问]物质的化学性质由什么决定?请预测氯气的化学性质活泼吗?

[学生活动]根据氯原子的原子结构示意图可知,氯原子极易得到一个电子而变为8电子稳定结构,氯气具有强氧化性。

[教师追问]如果氯气真的具有强氧化性,可和哪些物质反应呢?

[演示实验]红热的铜、铁在氯气中燃烧。

[教师提问]铜位于金属活动性顺序中什么位置?由此可以说明什么问题?

[教师追问]氯气能氧化金属单质,是否和氧气一样能氧化非金属单质比如呢?

[演示实验]氢气在氯气中燃烧。

[归纳小结]氯气的氧化性很强,能与金属单质及部分非金属单质反应。

[教师提问]氯气能与单质发生反应,还能与化合物比如水反应吗?

[教师追问]氯气溶于水得到氯水,呈现黄绿色,氯水中有哪些微粒?请设计实验方案证明你的观点。

[学生汇报]实验方案:将新制氯水滴入附表所列物质中。

附表 实验记录

[汇报成果]①氯水中存在以及具有漂白性的物质,说明氯气也能与水反应;②氯气与水反应生成HCl和HClO;氯水中存在的微粒有等;③氯气既是氧化剂,又是还原剂。

[教师提问]水没有漂白性,具有漂白性的物质是什么?我们能否通过一个简单的实验来进行验证?

[学生汇报]3只试剂瓶中分别放有干燥氯气、1/3容积新制的氯水、1/3容积盐酸,然后分别放入干燥的有色布条。

[教师提问]氯水呈酸性,氯气能与碱溶液反应吗?

[演示实验]向盛满氯气的矿泉水瓶中注入适量浓NaOH溶液,振荡后矿泉水瓶迅速变瘪。

[归纳小结]氯气既能与水反应,也能与碱反应,其本质是相似的。

[课堂小结]氯气能与金属、非金属单质反应,也能与水、碱反应,都体现了氯气的强氧化性。

该教学设计一方面要充分考虑学生的知识和能力基础,在探究式教学过程中给出部分信息并指导学生探究。如,在探究氯气强氧化性教学过程中,引导学生从物质结构角度进行理论分析,并从氧化还原反应角度探究氯气的强氧化性。另一方面充分注意探究过程中的问题意识,形成新的能激活学生思维的课题,并引导学生利用已学知识形成探究方案。如,在探究氯气与水反应时,先引导学生分析氯水的成分,然后根据成分设计验证方案,同时在实验过程中发现新问题——氯水具有漂白性。新的探究欲望让学生主动设计实验方案验证氯水中具有漂白性的物质是次氯酸。

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