刍议科学教学中的“实验探究教学”模式

实验学习科学的“敲门砖”刍议科学教学中的“实验探究教学”模式 论文摘要：科学实验注重求真务实，一切从实际出发的科学态度和力戒弄虚作假，倡导严谨求实。科学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能，更应注重对学生进行探索科学知识的过程和学习方法的训练，以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣，形成求学所必需的质疑态度和批判精神，从而培养创新意识和创造能力。要达此目的，如果没有科学的教学方法，就难以获取预期的教学效果。对此，我们经过反复实践认为，如果在一些与实验紧密相联并且具有较强可操作性的内容的教学中采用“实验探究教学”模式，可取得明显的实效。本文就科学课堂如何运用实验这一有效的“敲门砖”，以在初中科学九年级（上）第一章“酸、碱、盐”一章教学中实施“实验探究教学”模式为例，论述这一教学模式的可行性。关键词：科学 课堂 实验 探究现代科学教学观认为，科学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能，更应注重对学生进行探索科学知识的过程和学习方法的训练，以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣，形成求学所必需的质疑态度和批判精神，从而培养创新意识和创造能力。要达此目的，如果没有科学的教学方法，就难以获取预期的教学效果。对此，我们经过反复实践认为，如果在一些与实验紧密相联并且具有较强可操作性的内容的教学中采用“实验探究教学”模式，可取得明显的实效。本文就科学课堂如何运用实验这一有效的“敲门砖”，以在初中科学九年级（上）第一章“酸、碱、盐”一章教学中，如何实施“实验探究教学”模式为例，论述这一教学模式的可行性。、“实验探究教学”模式的优点    所谓“实验探究教学”，是指学生在教师的引发下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色，通过自己设计方案，进行操作实验，去探索问题和解决问题的一种教学模式。其基本结构为“问题实验事实结论应用”。这一教学模式具有下述三个优点： 1.有利于充分发挥学生的主体作用    时代呼唤主体精神。“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同，就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是在足够的时间和空间范围内，由自己来确定时间的分配，进行方案设计并进行实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人。是课堂教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情、变“要我学”为“我要学”。 2.有利于培养学生的学习兴趣   兴趣是最好的老师。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。科学课程标准就明确指出：“科学教学的首要任务在于培养学生学习科学的兴趣”。而实施“实验探究教学”模式乃是培养学生学习科学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣，才具有一定的稳定性和持久性。实践证明，实施“实验探究教学”模式既可促使学生形成对科学学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲。 3将利于充分挖掘学生的潜力，培养其创造思维能力   传统的教学模式往往是教师牵着学生鼻子走，致使学生一味死记硬背而无暇顾及“创造思维”。“实验探究教学”模式却能给学生提供主动探求知识的宽松环境，让他们在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下，潜力得到充分发挥，思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中，通过自己的实验操作和验证，积极地去思考去探索，从中就会迸发出更多的智慧和灵感。如果坚持不断地加以训练，就十分有益于学生创造思维能力的培养。在华师大版初中科学教材中，九年级（上）第一章“酸、碱、盐”的教学是整个化学内容的重点。其教学内容的特点有“六多”，即基本概念多、物质种类多、反应规律多,必须记忆的多、实际运用的多、题型变化多。而“酸、碱、盐”又是整个初中化学知识的综合和深化，它对激发学生学习科学知识的兴趣，掌握方法、形成一定的技能和能力均将产生很大的影响，乃至关系到今后高中科学的学习。因此，本章究竟采用怎样的教学模式进行教学，就很值得探讨。二、“酸、碱、盐”一章“实验探究教学”模式的设计  采用“实验探究教学”模式进行教学时，首先教师应根据教学内容和学生的实际，精心设计教学过程。在每一个教学环节的安排上，都应充分考虑如何让所有学生都能动手动脑，保证他们有足够的思维空间。其次是对整个教学内容的安排要体现出层次性，要面对全体学生，充分挖掘每个学生的潜能，注重培养他们的创造思维能力。仅就“酸、碱、盐”一章的教学而言，可打破现有教材的先后顺序，针对初三学生的年龄特征和认知规律，分如下四个阶段进行教学，即第一阶段：接触性阶段，又可视为入门阶段。由于“酸、碱、盐”一章主要是学习复分解反应条件和无机物间的相互转化关系，其涉及的物质种类多，且颜色状态不一。因而在入门阶段，为给后面的学习打下牢固的基础，教学进度宜求快。可以给学生准备三酸、四碱、八盐、三种金属、两种氧化物和指示剂，用两个课时让学生真实地“摸”到实验，并认识物质的化学式(标签用化学式书写)，感知固体物质的颜色、溶解性及其对应水溶液的颜色，从而掌握物质分类的知识和技能。在这一阶段，主要是使学生产生对化学药品的亲近感，让他们会认并敢于接触化学药品，为下一步实施“实验探究教学”做好心理准备和基础知识的铺垫。第二阶段：直观感知阶段。“酸、碱、盐”一章，主要是通过学习两种重要的酸推导出酸的通性；通过两种重要的碱推导出碱的通性；又通过三种重要的盐推导出盐的通性。然后，再总结出无机物间相互转化的关系。因此，在这一阶段，应组织学生探讨具体物质的性质，引导他们去感知每一种重要物质的性质。例如：学习稀H2SO4的性质时，就可做如下设计：模式结构：     1.浓硫酸的物理性质     硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体，不易挥发，具有强烈的吸水性，腐蚀性，脱水性，氧化性；常用的浓硫酸的质量分数为1.84g/ml。     2.浓硫酸的稀释 3、稀硫酸的化学性质    （1）与酸碱指示剂反应     使紫色石蕊试液变红色，使无色酚酞试液不变色。     （2）与金属反应     H2SO4+Zn=ZnSO4+H2   H2SO4+Mg=MgSO4+H2     H2SO4+Fe=FeSO4+H2     稀硫酸+活泼金属=盐+氢气     （3）与金属氧化物反应     3 H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O   H2SO4+CuO=CuSO4+H2O     稀硫酸+金属化合物=盐+水     （4）跟碱反应     H2SO4+Cu(OH) 2= CuSO4+2H2O   H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O     稀硫酸+碱=盐+水     （5）跟盐的反应     H2SO4+ BaCl2= BaSO4+2HCl   H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+2H2O+CO2     盐酸+（某些）盐=新盐+新酸 具体操作： 通过上述一系列的实验探究，不仅可培养学生的探求精神和实验操作能力，而且还可帮助学生轻松地掌握重要的酸、碱、盐的性质。 第三阶段：理论感知阶段。经过第二阶段的实验探究教学，学生就对单一的酸、碱、盐的性质获得清晰的认识。在此基础上，就应引导学生自己去归纳并总结酸、碱、盐的通性及其复分解反应的条件。例如：当探讨酸的通性时，可设计为：模式结构：1.酸对指示剂作用：稀HCl、H2SO4、HNO3分别对石蕊、酚酞试液的作用；NaOH对石蕊酚酞试液的作用。2.酸溶液跟活泼金属的反应：镁和稀硫酸反应；铁和稀硫酸反应；铜和稀硫酸反应。3.酸跟某些金属氧化物反应：稀盐酸和带锈铁钉反应；稀硫酸和少量氧化铜反应；沙子（主要成份SiO2）中滴加盐酸。4.酸跟某些盐的反应：稀盐酸和硝酸银反应，再滴入稀HNO3；稀硫酸和氯化钡反应，再滴入稀HNO3；稀盐酸的碳酸钠反应；硫酸钡沉淀中滴加稀盐酸。5.酸跟碱反应：盐酸和氢氯化钠反应；稀盐酸和少量氢氧化钙粉末反应。具体操作：在以上训练过程中，学生不仅通过知识的内化，很好地理解了酸、碱、盐的性质及其反应规律，掌握了复分解反应的条件，而且还学会了探索化学知识的一般方法，这就为今后的学习打下了良好基础。 第四阶段：应用和创造阶段。通过前三个阶段的学习，学生对酸、碱、盐的认识已较为深刻了。此时，就可引导学生将内化的知识转化为外化的实践、即对物质进行鉴别和除杂。还可让学生做一些具有创造性的工作，如探寻一些物质的制备方法等。通过这一训练途径，进一步挖掘学生的潜能，培养他们的创新精神和创造能力。例如：当鉴别H2SO4和NaOH时，就可让学生设计多种方案，然后进行实验检验。有个班的学生居然找到了十多种方法，即（1）石蕊 （2）酚酞 （3）Na2CO3溶液（4）BaCl2溶液 （5）Ba(OH) 2溶液 （6）Cu SO4溶液（7）FeCl3溶液 （8）Zn（9）PH试纸 （10）CuO，等等。可见，学生中蕴藏着巨大的智力潜能，需要教师不断地去挖掘。在学习了这一章的基础知识之后，我们设计了如下一个问题：请利用给你的药品(同上)，自行设计并进行操作实验后写出化学方程式，并请注明为哪一种级别反应(其中，直接利用药品反应的为A级；利用一种制得的药品反应的为B级；利用两种制得的药品反应的为C级)。在练习过程中，要求每人能够做出并写出A、B、C级的反应各8个，如多做则多给分。对此训练学生异常兴奋，决心大展宏图。他们紧张地操作着，记录着。结果，令人吃惊的是，他们两两合作，在不到一个小时的时间内，有些学生竟操作了三四十个实验，书写了近六十个化学方程式，制备了大量原先没见过或没用过的物质。实践证明，“实验探究教学”模式有利于发挥学生的潜能和创造能力的培养。三、实施“实验探究教学”模式的效果我们认为，在“酸、碱、盐”一章教学中实施“实验探究教学”模式，是寓科学方法教育于化学教学之中的体现。它充分发挥了学生的主体作用，培养了独立思考的能力和创造思维的能力，促进了学生智力与非智力因素的同步发展。为检测其效果，我们在课后立即对实施这一教学模式的3个实验班的132名学生进行了问卷调查。结果显示：(1)在掌握知识方面，有87的学生认为，学习酸、碱、盐的性质时，由自己或师生交替操作实验，更有利于掌握实验技能；有98的学生感受到通过“实验探究教学”模式学习，更有助于对酸碱盐性质及其相互关系的理解；(2)在培养学习兴趣方面，95以上的学生都喜欢上“实验探究”科学课；(3)在培养学生科学品质方面效果明显：过去，能够镇定沉着地操作实验的学生仅占18，而在实施“实验探究教学”模式之后，已有66的学生能够熟练地独立地进行实验操作；(4)在发挥自身潜力和培养能力方面，有98的学生认为，通过参与“实验探究教学”的锻炼，实验操作能力有了显著的提高，60的学生能够自己带着问题，目的明确地去做实验。93的学生对物质进行鉴别或除杂时，能够积极开动脑筋，设计出多种实验方案。更有60的学生产生了对生活中的科学问题进行检验或鉴别的想法，其中有20的学生曾主动做过这类科学实验。调查表明，“实验探究教学”模式受到学生的普遍喜爱和认可。其实际效果还可从实验班与对比班某一次科学阶段性测试成绩比较看出(表1)： 表 某一次科学阶段性测试成绩对比统计表班级实验班对比班301302303304305306成绩平均分72.371.573.065.564.766.3合格率71.671.173.567.266.566.2优秀率38.736.937.630.531.029.8毕业考试成绩对比亦可说明问题（表）： 表科学毕业考试成绩对比统计表班级实验班对比班301302303304305306成绩平均分75.376.577.070.271.071.3合格率74.675.175.569.870.271.1优秀率42.740.942.633.534.233.8  总之，在科学课堂教学中采用“实验探究教学”模式，不仅可激励学生产生强烈的求知欲望，从而主动地去获取知识、而且可充分发挥学生的智力潜能和非智力因素的作用，由此培养学生科学探索的精神和实际操作能力。在“实验探究”中学习，完全符合初中学生的年龄特征和认知规律。在这里，教师既教给了学生有关的知识，又培养了学生运用这些知识的能力、实践能力和创造能力。还使他们学会了如何动手动脑，如何搜集并加工信息，在吸收和消化知识的过程中逐渐形成良好的个性。因此，我们认为，在科学课堂教学中实施“实验探究教学”模式具有很强的实践意义。 参考文献：1、科学新课程教学设计 傅圣瑾 首都师范大学出版社2、新课程中教师行为的变化 傅道春 首都师范大学出版社3、科学探究活动案例集 美苏珊·佩卡 浙江教育出版社6