化学教学策略
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化学教学策略
郭春玲2011年12月21日
化学教学策略
潍坊十中郭春玲
新的化学课程标准指出,倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,把科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,培养学生的创新精神,促进学生积极主动地学习,使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观、社会价值观的过程。
一、充分发挥实验优势,运用探究教学,实现化学知识落实与学生探究能力培养的统一
化学实验探究是化学学科探究中最重要的探究方式和化学学习中最主要的
学习方式。
通过化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的改变,培养学生的创新精神和实践能力是化学课程的基本理念。
1.改进演示实验,优化演示过程
演示实验的目的之一是激发学生学习兴趣,引导学生的思维活动。
为了突出演示实验的探究功能,我们可以将一些验证性实验改为探究性实验,引导学生的发散思维。
如空气中氧气含量的测定,由于学生初学化学,接触的化学反应较少,
老师可以提供一些化学反应,如木炭的燃烧,红磷的燃烧,镁条的燃烧,镁和氮气的反应等,引导学生进行药品和实验装置的选择,在学生选择好实验药品的实验装置后,再按照实验步骤进行实验。
演示实验是学生学习实验操作的重要途径。
教师演示实验的质量和态度,对学生的实践意识和科学态度有潜移默化的作用,教师必须认真做好操作示范,从药品的取用,仪器的安装到现象的观察,每一个环节都应合理规范。
有些实验容易产生污染或实验现象不够明显,在实验时老师要坚持实验的无污染设计,培养学生的环保意识;将一些实验方案进行改进或增补,提高演示效果,确保实验的有效性。
如人教版课本50页关于探究分子的性质实验,实验用小烧杯盛放浓氨水和酚酞试液,然后用大烧杯把两烧杯的溶液罩在一起,观察现象。
浓氨水具有强烈的氨臭味,实验中虽然使用到的浓氨水不多,但往往还是弄得教室里臭味四溢。
教师可以将实验进行改进,用塑料瓶盖盛放氨水和酚酞,可以将污染降低到最小,培养学生的绿色化学的观念。
教学中教师根据教学的内容,重新设计,优化结构,适当增加实验,尽量让学生能从多层次、全方位地去认识化学原理。
如在学习氢氧化钠与二氧化碳的反应时,由于此反应学生观察不到明显的实验现象,于是就有学生认为它们没有反应。
我们就可以让学生设计实验,结合学生设计的实验方案,教师选取典型的实验方案进行演示,证明二氧化碳确实与氢氧化钠发生了反应。
2.利用学生实验,培养学生的实验技能和科学态度
学生实验是由学生自己独立完成实验的设计和实验操作的实验。
学生独立实验的进行可以在教师示范和有指导的学生实验之后,也可以由教师提出探究主题后由学生设计实验,进行实验操作。
一般来说,对操作简单、费时不长、安全可靠、不污染环境的演示实验都可以改成演示实验与学生的分组实验结合成学生的探究实验。
如氧气的性质和制取、分子的性质、物质溶解时温度的变化、饱和溶液和饱和溶液、金属活动顺序、酸碱盐的教学等都可以采用这种实验探究的模式开展教学,不仅培养了学生的探究精神和实际操作能力,还使学生更有效的吸收这部分知识,大大提高了学生运用知识的能力和创造能力。
在进行学生实验时,要求学生必须做好实验预习,理解实验原理,了解实验内容、操作步骤和注意事项,减少实验操作的忙乱现象,提高实验效率。
实验课中,在学生动手之前,教师要对重要的操作进行规范演示,对可能存在的安全隐患重点强调,并要求学生之间互相配合,这不仅保证学生独立实验有序、紧张、愉快地进行,还能培养学生的实验技能和合作精神。
3.利用家庭小实验,培养学生的创新能力
开展家庭化学小实验,是课堂教学的继续、扩展和深化。
结合教学内容,充分利用身边的生活用品或易得的材料,鼓励学生动手做实验,自主探究。
为增强家庭小实验的可操作性,教师在布置家庭小实验之前,要做好方法指导。
对于那些现象明显、安全性强、难度低的家庭小实验,可以让学生自己完成,如自制净水器,自制汽水,清洗餐具等小实验,这些小实验可以安排在相应的教学内容完成之前,这样为课堂的学生交流讨论做好铺垫。
家庭小实验,除大部分让学生在家独立完成外,根据实验内容,也可以成立实验小组,课后协作完成。
以学习小组为探究集体,通过组内的讨论和组间的交流得出探究结果,再将每一小组探究结果在班级展示。
如在铁钉锈蚀的条件探究中,由于所需时间较长(约一周),不能课堂演示,如果教师事先做好实验学生观察,由降低了可信度,此时老师就可以提前布置给学生,让学生设计实验方案,并完成实验,写好实验报告。
还有一些家庭小实验,如制取明矾晶体,由于学生的注意力难以集中在相应的观察重点上,教师要做好指导。
每次家庭小实验,教师要组织学生及时交流,认真做好记录,适时鼓励做的好的学生,让学生相互交流思想过程和方法,拓展思路。
对存在的问题提出改正意见,并提出今后的实验要求和和注意事项,提出实验设想,让学生带着求异的思维继续探索。
4.根据实验条件设计不同的探究活动,注重学生探究能力和水平的评价
化学课堂的实验探究的实施需要一定的条件做支撑,除了选择的探究内容是初中化学的主体知识,并有探究价值外,问题的难易程度,学生的认知水平和已有的知识经验,学校的师资水平,教学课时,班级规模和学校的硬件等都对会实施构成影响。
科学探究能力是内隐的,只有学生在探究过程中的外显活动中表现出来。
考察学生探究能力最好的形式是让学生进行真实的探究活动。
在设计探究活动时,要根据知识的特点和学生的实际情况,要经历模仿探究、引领探究和自主探究三个层次。
在绪言课和第一单元,采用引导学生感悟探究的一般方法。
充分利用好课本“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”“对蜡
烛及其燃烧的研究”等实验,潜移默化渗透探究的方法,指导学生学会观察和描述现象的一般方法。
要求学生具有基本的化学实验技能,能自觉遵守化学实验室守则,初步形成良好的实验工作习惯,以保证化学学习和探究活动的顺利进行。
学生在模仿探究后,教师在第二单元指导学生学会探究的方法,加强学生动手能力的训练,指导学生完成一些典型实验,如测定空气中氧气的含量,用加热高锰酸钾法和过氧化氢法制取氧气,并完成氧气的性质实验,增强学生的探究欲望。
利用三到七单元有关水、分子和原子、质量守恒定律、碳和碳的氧化物、燃烧和灭火的教学,在知识的形成中获得探究的方法,培养学生观察现象,独立分析的能力。
学生知道了探究的方法后,在有关金属、溶液、生活中常见的酸碱盐的教学,可以采取自主探究的方式,促进学生形成持续的化学学习兴趣,引导、激励学生积极探究化学变化的奥秘,初步形成探究能力。
在教学课时普遍紧张的情况下,应较多的采用“碎片”式探究活动,即在提出问题、形成假设、制定方案、收集证据、得出结论等环节的某一两个上,让学生去思考、探究,其他环节则由教师直接给出。
在一个学期中开展两三次完整的探究活动。
这样完整的探究活动与“碎片”式探究活动相结合,学生既能经常参与并体验科学探究的过程,又能保证教学进度和教学任务的完成。
二、以化学基本观念统领知识教学
化学基本观念是对化学科学的本质、特征、价值的基本概括性认识。
在初中化学课程中要形成的基本观念主要包含:物质观、微粒观、元素观、物质变化观、
化学反应与能量、分类观、化学的社会观和价值观。
它具有以下特点:(1)它不是具体的化学基础知识,而是化学知识的核心和精髓,是通过具体知识与原理反复提炼形成的;(2)许多具体的化学问题能在化学基本观念的框架下得到解决;(3)化学基本观念能引领学生从化学视角看待物质世界,形成独特的化学思维方式;(4)化学基本观念需要在不断修改中得到完善、提升,且随着认识事物的增多和认知水平的不断提高,会逐渐丰富和透彻,进而会转化为信念与智慧,从而在根本上提高了受教育者的素质,这是素质教育的最终目标。
1.统筹安排,循序渐进
化学基本观念的建构遵循认识发展的一般规律,借助于由浅入深的知识教学循序渐进发展的。
教学一开始不对化学基本观念作出严格的学术性要求,只是从学生的已有知识经验出发,呈现一个一个描述性的、低层次的化学观念,教师引导学生用这个基本观念去解释日常生活中和人们关系密切的物质的属性及其之间的反应,学生会在应用观念的情境中认识到观念的功能和价值,内心产生用化学基本观念来统领化学学习的强烈意识。
由于化学基本观念的引导,加深和扩大了学生对化学的认识和理解;而不断丰富的化学知识又是进一步挖掘、提炼化学基本观念的源泉和基础。
随着螺旋式课程的推进,学生的化学基本观念会逐步得以发展、完善。
2. 设置问题,驱动思维
在教学设计时,要把基本观点转化为“问题组”的形式表达出来,用问题驱动、引领教与学,“问题组”再设计时要分层次,要具有吸引力和启发性,并与
学生已有的生活经验相联系,逐步帮助学生建构观念体系,并完善与提升。
如在学习“相对原子质量”的内容时,可设置如下问题:1.你心目中的原子是什么样子?它是否有质量?由此建立原子的质量是“原子的最基本的特征”和“定量研究化学的基础”的观念;2.人们如何测量它的质量?让学生体味道尔顿开创人类测量相对原子质量的伟大创举;3.在实际使用中为什么要采用相对原子质量?其中“化繁为简”的思想,“以小比小可以放大的”的方法不但可以迁移到高中物质的量的学习中,更可以成为生活中的智慧背广泛的应用。
3.创设情景,活动建构
教学时要充分考虑学生已有的生活经验,从学生已有知识经验入手创设学习情景,让学生主动利用自己原有知识经验中的相关内容作为“固着点”来吸收和整合新知识,建构个人对物质世界本质与规律的认识。
学生只有在探究活动中经过自己的探索、发现、体验等多重感知,才能把一个陌生的、外在的客体内化为熟悉的、可以理解的、甚至是融于心智的存在,才能产生特定的情感反应,形成特定的态度,并构成一定的价值观念。
如在质量守恒定律的教学中,教师在设计问题情景时可以先投影一些学生比较熟悉的化学反应,让学生写出这些反应的化学符号表达式,这些表达式可以告诉我们是什么物质参加了反应,生成了什么物质。
此时教师向学生提出问题:“同学们有没有变换一个角度思考过这些化学反应?有没有对这些化学变化提出新的问题?”教师要留出时间让学生思考,如果有学生提出“化学反应前后物质的质量有没有变化呢?”这就是一个伟大的奇迹。
因为他提出了一个新的研究思路,开辟了新的研究方向。
化学之父拉瓦锡就是从这个方向思考化学反应的人。
4.巧用类比,促进观念建构
在化学基本观念的建构过程中,教师需要对一些无法直接观察的事物和现象作出解释,这时就需要把学习的新观念与学生以前熟悉的观念或事物进行类比,从熟悉的事物和现象出发可以缩短学生思维认识的历程,可以极大地促进学生化学基本观念的发展。
例如,为了让学生理解有限的化学元素与庞大的物质世界之间的内在联系,建构起科学的元素观,教师往往用英语字母之于英语单词、积木块之于积木造型进行类比,以便于学生理解庞大的物质世界是如何统一于有限元素的。
三、重视“宏观-微观-符号”三重表征,突破化学用语学习困难
对物质进行“宏观—微观—符号”三重表征以及建立三者间的联系是化学学科特有的思维方式。
化学作为研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的一门学科,既研究物质宏观上(可以直接观察到)的性质及其变化,也研究物质微观上(不能直接观察到)的组成、结构,而作为研究和交流化学的工具则诞生了表述物质组成、结构和变化的符号。
因此,在学习者心理上就形成了对物质特有的三重表述形式:宏观表述、微观表述和符号表述。
用符号语言来表示物质的存在变化必须和宏观的事实经验与微观的组成结构联系起来,否则,这些符号在学生们的眼里只能是“第二外语”,是化学中一种毫无疑义的代数练习。
1. 利用模型增强学生对微观结构的空间想象力,实现从宏观到微观的抽象
多数研究者认为视觉图像表征在对问题解决中起到举足轻重的作用,因而在对物质微观领域的认识学习上,也具有重要的意义。
因为它能增强直观性,形象
地向学生展现出物质的微观结构,如分子的立体形状、分子内各原子的相对大小和空间位置,促进学生对知识的理解。
因此,为了理解微观概念和原理,在教学中将微观结构与刺激视觉的模型(初中最常用的刺激视觉的模型通常有实体球棍模型等)联系起来进行教学,同时,也将模型和符号联系起来,这样可以帮助学生很容易地在头脑中建立起联系宏观和微观的“观念模型”,培养学生的空间想象力。
学生通过长期的这种观念的熏陶,会逐渐认识到物质在宏观上表现出的性质和现象,在微观上却“原来如此”,从而感叹科学的奥秘。
2. 通过实验分析化学反应的微观动态过程,实现从宏观到微观、微观到符号的抽象
通过实际操作,学生们从宏观上观察到的现象等直接经验和物质的内部结构联系起来,使学生认识到宏观上表现出的性质,实际是看不见的粒子在微观状态下集体行为的表现,从而不再对物质表现出的性质感到不解和神秘。
如电解水的实验,通过对结果验证,证明两个试管中的气体分别是氧气和氢气,让学生从宏观上观察到水电离后的产物。
当教师提出“电解水是如何生成氢气和氧气的呢?”这个问题的时候,也就意味着进入从物质的微观层面寻求答案的认识历程。
通过多媒体课件播放水分子电解的动画过程,使同学们想象出水分子的“分”和氢原子、氧原子的“合”的画面,实现了从宏观到微观的抽象。
再通过符号表达式的书写,从而在同学们的头脑中建立起关于水电解从宏观上表现出的性质和微观“分子分、原子合”的过程的有机联系,形成了对水这一物质的深刻认识。
四、科学方法教育的渗透
“与科学知识相比,科学方法具有更大的稳定性和更普遍的适用性。
从这个意义上讲,学生掌握科学方法比掌握科学知识更重要。
”自上世纪末“以探究为基础”成为中小学科学课程改革的重要基本理念以来,科学方法自然成了科学教育的主要目标。
我们培养出的学生要具备“在进行个人决策时恰当地运用科学的方法和原理”的习惯和能力。
1.首先明确科学方法的层次
科学方法大致可以分为三个层次,第一层次是化学学科内的特殊方法,如化学上研究物质的方法(性质、制法和用途)、物质的分离和提纯的方法、化学性质的实验方法等;第二层次是科学研究的一般方法,包括获取事实材料的观察、实验等方法,加工事实材料的逻辑方法、假说方法、模型方法等;第三层次是哲学方法,如辩证唯物主义法、系统方法等。
2.掌握各种科学方法的内涵和外延
获取事实材料是科学研究的基础性工作,是化学教学活动的主要环节。
获取事实材料的方法如观察法、实验法(控制变量法、对照实验等)、调查法和文献法等。
化学教学活动中的事实材料的加工处理,能揭示化学物质的性质和变化规律。
加工事实材料的方法包括比较和分类、归纳和演绎以及类比等逻辑方法,也包括假说、模型等其他方法;哲学方法属于思想意识领域,这些方法在“物质的结构”领域有较多的体现,如物质无限可分的哲学论断等。
3.深度挖掘教材中蕴含的方法要素
对教材进行深加工,挖掘出教材中所蕴含的方法要素,然后根据学生的认知前提,确定是对科学方法进行“显性说明”还是进行“隐性渗透”,使其与学生的探究活动紧密结合起来,起到“事半功倍“的效果。
4. 在教学实践中积极渗透
教师对教材中的科学方法体系了然于胸,在按照科学认识的一般过程组织学科知识教学的基础上,有计划、有步骤地落实科学方法内容的教学,不断提高学生的科学探究能力。
例如:在学习原子的结构时,可以向学生介绍化学家如何在不断地实践中,归纳总结出原子构造的,让学生体会到模型法在物质结构研究和学习中的重要性。
其次,要结合一个内容,提供多种活动,尤其是探究活动,做好科学方法的示范,向学生介绍类比、分析、比较、演绎等科学方法的基本涵义,使学生了解科学方法学习的意义和应用规则。
当学生初步体验了科学方法的因素后,应提供让学生多练习的机会,并在适当的时机对该科学方法进行总结提炼。
通过学生的掌握监控和反思,将科学方法从活动中提炼出来,进行归纳、整合,使之成为学生知识结构中的程序性知识。
五、加深学生对化学知识在生活中应用的认识
生活中的化学与学生有着密切的关系,要从学生熟悉的身边现象入手,引导他们发现问题、展开探究,增强学生学习科学的兴趣。
如学习煤和石油时,介绍洁净能源的开发、目前各国开发新能源的举措等,如英国农村大面积种植油菜,用植物油代替石油,美国一些科学家开发利用人体能;学习酸的通性、pH值时,让学生完成家庭小实验:用pH试纸测定肥皂水、食醋、矿泉水、洗发剂等液体
的pH值,判断各种液体的酸碱性,使学生亲身体验到生活离不开化学、化学源于生活。
让学生关注身边的化学现象,培养对化学的敏感性,从化学的角度看待身边的事物和种种现象,形成用化学的方法和知识分析和认识有关的问题,是化学教学的目标之一。
学生形成了这种敏感性和意识后,在终身的日常生活和社会活动中,化学知识就会潜移默化的对学生的行为和思维方式产生影响。
如买衣服会自觉的查看商标,了解衣服的成分;购买红心蛋就会对其质量提出质疑等等,这样可以帮助学生在生活、工作中做出正确的选择。