问题引路,准确把握探究目标

      ——如何在课堂教学中围绕探究目标设计有效问题

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学习目标

1. 通过教学实例的学习,能基于探究目标设置有效问题。

2. 在基于问题驱动的探究教学中,能有效组织探究活动。

课时建议

4 课时

专家简介
  • 李德前

    李德前,江苏省特级教师,教育部“国培计划”明星讲师,核心期刊《化学教育》审稿专家。现为“徐州市初中化学李德前工作室”主持人。

  • 黄冬芳

    黄冬芳,中学高级教师,北京教育科学研究院化学教研员,现兼任北京市教育学会化学教学研究会常务理事、副秘书长,北京师范大学化学教育研究所教育硕士导师,国家级基础教育化学新课程培训专家。从事中学化学教研员工作十余年来,担任多个课题的负责人和核心组成员,公开发表教学论文多篇;主编《初中化学学科主题教学案例研究》《学科能力标准与教学指南:初中化学》《义务教育阶段学业标准与评价:初中化学》等书籍;曾担任北京市中考化学学科命题组组长;担任北京市初中化学教学质量监控评价研究负责人;从1998年开始,参与基础教育课程标准研制及教材编写,任北京市九年义务化学教材副主编。

《二氧化碳制取的研究》是人教版九年级化学上册第六单元课题2的内容,是对实验室制取气体的一般思路和实际操作的研究。下面是该内容教学的一个典型案例。

案例:《二氧化碳制取的研究》教学案例

(一)创设情境

师:投影与二氧化碳相关的图片,引出课题。

(二)探究发现

【探究活动一】对实验室制取二氧化碳的药品和原理的探究

生:(1)小组讨论:制取二氧化碳的途径可能有哪些?

(2)小组内交流,对多种制取二氧化碳途径进行筛选,找出适于实验室制取二氧化碳的药品。

(3)分组实验:探究实验室制取二氧化碳的药品选择。

(4)各小组汇报探究结果,学生互相评价。

师:点评,与学生共同归纳总结,得出实验室制取二氧化碳的原理和选择原料的参考因素。

【探究活动二】对实验室制取二氧化碳的装置的探究

生:(1)结合导学案回顾实验室制取氧气的知识。

(2)各小组在规定的时间内交流导学案后,推选代表进行汇报,学生评价。

师:小结。

(1)气体发生装置取决于药品的状态及反应条件,主要有固固加热型和固液反应型。

(2)气体的收集装置主要取决于气体的物理性质。

生:(1)自主探究:各小组利用提供的仪器组装制取二氧化碳的装置。

(2)分组展示实验装置并简要说明理由,在交流展示实验装置的同时,与另外几组实验装置进行比较,找出不同之处,对自己设计的装置进行评价。

师:点评,引导选出实验室制取二氧化碳的理想装置。

【探究活动三】制取二氧化碳

师:如何检验二氧化碳?怎样验满呢?

生:(1)交流得出:检验的方法——将气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,则为二氧化碳。

验满的方法——将燃着的木条置于瓶口,若木条马上熄灭则表示已收集满二氧化碳。

(2)小组实验:利用设计装置制取二氧化碳,并归纳实验室制取二氧化碳的操作步骤。

① 检查装置气密性;② 加入药品;③ 制取二氧化碳并验满;④ 检验二氧化碳。

(3)自我评价:① 归纳出实验室制取气体的思路和方法;② 总结科学探究的完整过程;③ 分享探究的喜悦。

(三)巩固知识(略)

(四)课后探究:布置家庭作业

自己设计出一套用食醋和鸡蛋壳反应制取二氧化碳的方案,然后用生活用品代替实验仪器进行家庭小实验。

(本案例由湖南省怀化市洪江区第二中学王琼老师提供。)

王老师在课后对本堂课教学情况进行了介绍,她认为:《二氧化碳制取的研究》这节课是学生在学习了氧气制取的基础上对气体的制取进行探究,学生具有一定的知识基础,而本节课的重点是通过探究实验室制取二氧化碳来了解实验室制取气体的一般思路和方法。教学思路是:课前学生预习氧气制取的原理、装置→小组讨论二氧化碳获取途径及是否适合实验室制取→小组实验组装仪器→小组讨论实验步骤→练习巩固当堂知识→课后补充探究。课堂中采用了分组探究、交流讨论、分析类比、归纳总结等体验式学习方法,始终围绕药品、原理、装置、收集、验证这一主线引导学生探究,力求帮助学生了解实验室制取气体的一般思路和方法,注重培养学生的科学探究能力。

李辉

王老师的这节课在新课标基本理念的指引下,注重从学生已有的经验出发,通过创设熟悉的情境引入课题。为了让学生主动地体验科学探究的过程,王老师设置了一环扣一环的问题,让学生通过实验操作分析讨论、交流评价、得出结论,基本完成了教材要求的内容,并对教材中制取二氧化碳的原理部分进行了大胆改革,设计了药品的探究,实现了教材的隐性探究目标,总体思路不错。不过,我认为王老师设计的第二个探究活动问题,要求学生从现有仪器出发,分小组讨论探究出几种装置,虽然降低了小组合作的难度,但学生的发散性思维可能会受到禁锢,探究受到一定程度的局限。此处如果能充分借助多媒体的手段,展示更多仪器,或补充说明仪器还可以自行设计,也可从以上仪器中选择。要求学生小组合作,根据原理讨论并在大卡纸上画出可能的制取装置,由小组代表呈现说明,学生的思维方法和知识能力将会得到更大程度的激发和提高。

廖俊宁

王老师在这节课中设计的三个探究活动既从理论上培养了学生的探究方法,又从实际操作上培养了学生的探究能力。不过我认为,王老师在第一个课堂问题的设计中,将氧气的制取复习放到课前不太合理。首先,学生课前不一定会复习,这样对后面的教学进度和效果都会有影响;其次,我认为本节课的教学内容是以氧气的制取为基础进行对比探究,学生应该在了解二氧化碳的制取原理后,再与氧气的制取进行对比,从而得出相应的制取装置。将课前预习内容放到课堂教学过程中回忆对比,培养学生用对比方法学习化学知识,这样效果可能会更好。再者,这种教学问题的设计可能会加重学生的课外学习负担。

肖利辉

这堂课的教学过程主要有两条线,明线是实验室制取二氧化碳,暗线为实验室制取气体一般思路探究,整堂课以探究贯穿始终,符合新课程理念。但仔细观察后发现部分学生在第三个小组探究活动中有些茫然不知所措,甚至有些小组实验以失败告终。我认为在这次探究活动前,老师设计的问题的指导性不够强,没有引导学生回忆或分析实验室用“固液不加热装置”制取气体的步骤,没有引导学生分析实验成败的几个关键要素,如药品的取用量、实验前检查装置气密性等,而学生本身的探究能力较薄弱。另外,本堂课将第三个活动的问题设置为“制取二氧化碳”,显得笼统。根据课堂流程,第三个活动的问题应该是“二氧化碳的检验、验满和实验步骤的探究”,而“制取二氧化碳”包含原理探究、装置探究、检验和验满、实验步骤探究、除杂等内容。

曹建华

“二氧化碳的制取”的操作方法与已经学过的“用双氧水制氧气”操作相似,教材上安排了一节学生实验活动课——二氧化碳的制取与性质,完整的制取二氧化碳的实验操作不是这节课的重点,所以我认为第三个探究活动的问题设置多余。可增设一个总结性问题,如“根据实验室制取氧气和二氧化碳的探究,请大家思考实验室制取气体的思路和方法是什么。”,从而把暗线提升为一种思维方式,培养学生的归纳总结能力。

李辉

大家分别从活动内容、结构安排、探究方式等方面对该课例的问题设置进行了分析和评价,我非常赞同大家的观点。设计有效课堂问题是一种专业素养,更是一种教学艺术,教师必须针对每堂课的具体内容和要求,根据自身对课堂的驾驭能力,不断优化课堂设计,有针对性地设计出具有启发性的问题,从多向度、多方面调动学生积极性,使教学和谐互动,充分发挥课堂问题的价值,提高教学的有效性。

实践一:基于问题驱动的课内实验探究——《测定空气中氧气的体积分数》教学片段

活动说明:通过回顾历史、探讨原理,引导学生设计“空气中氧气体积含量的测定”实验装置。

 

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实践二:以问题为核心的综合性探究——《探究模拟炼铁的黑色粉末成分》教学片段

活动说明:结合一氧化碳分步还原氧化铁的化学方程式,分析、探讨反应所得黑色粉末的成分。

 

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实践三:问题启发下的应用型探究——《草木灰的浸出液为什么可以做洗涤剂?》教学片段

活动说明:以科学探究为核心,采用问题引路的方式,逐步达成教学目标。

 

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专家一:李德前

在基于问题驱动的探究教学中,有效的问题应该是既能激发学生的学习热情、培养学生的思维能力,又能让学生在灵活应用化学知识的过程中发展创新精神和实践能力。如果教师随意设置问题,就会浪费教学资源,压抑学生思维,阻碍师生交流,导致课堂沉默,影响教学生成。

那么如何设置问题才能促进化学课堂焕发生命活力,从而使探究活动趋向教学目标呢?

 

 

 

总之,探究式教学中教师必须关注问题的有效性。有效的问题具有情境性、针对性、层次性、渐进性、迁移性和探究性,能让学生在探索中感受乐趣、在挑战中体验成功,从而促进探究活动向着教学目标稳步推进。

专家二:黄冬芳

当前,在我们的化学课堂中教师都能够意识到问题的重要性,并能通过一系列问题引导教与学。但是,“满堂问”的现象也随之出现。问题越多越好吗?教师提出的大量问题,学生基本都是脱口而出式的齐答,这种现象说明什么?大量实践表明,有效的问题、能引发学生深入思维的问题才能起到较好的教学作用,达到预期的教学目标。让我们以《探究过氧化氢催化反应》为例,讨论在化学课堂教学中如何认识“满堂问”的现象,并由此交流如何设计问题。

 

 

 

 

我们分析了“满堂问”的现象,发现这是源于教师对课堂教学内容及学生认知的研究不够,只停留在表面的提问和应付式、拖拽式的提问行为。解决“满堂问”的问题,其根本是有效地设计问题。我们在《探究过氧化氢催化反应》这节课中,看到教师如何依据知识逻辑线索和学生认识发展设计问题线索;并在课堂教学中如何拆解大问题,从而形成步步深入的小问题,引导学生从浅层体会到深入思维,从知道是什么到讨论为什么、如何证明。

扩展阅读

在探究中,教师将探究问题演变为先给结论再验证的现象比较多见,在关键思维活动中越俎代庖的现象频频发生,为探究而探究的伪探究现象也普遍存在。学生在学习中,喜欢化学实验,但又不善于问题探究;喜欢做化学实验,但又并没有真正理解化学实验的基本原理;探究活动中参与度较高,但在给定情境中提出有价值的问题的能力并不强。

出现这样问题的原因很多,如教师个人的专业素养、教学水平、实践经验等方面存在差异,加之各地方、各学校之间在教学研究水平、教学条件和教育观念等方面的不同,一些教师对新课程理念没有真正理解,实践中缺乏教学智慧,将科学探究活动要么简单化、要么复杂化,其形式呈现庸俗化,不能围绕探究目标,合理设置有效问题,引导学生进行科学探究,弱化了学生学习化学的兴趣。

(严济良.新课程背景下化学探究教学的哲学思考[J].中学化学教学参考,2008(9):3-4.)

 

——具体内容请详见《直击新课程学科教学疑难 初中化学》(邹海龙等,教育科学出版社,2015年版,第51页)

图书推荐

《初中化学课堂教学艺术》,孙建民等,中国林业出版社,2005

推荐理由:本书的编写注重从课堂教学的各个环节,介绍教师应怎样巧妙地利用学生在生活中的感知,以激发学生强烈的求知欲;还介绍了应怎样引导学生积极进行生活体验,以促进学生对化学知识的学习和理解。同时,本书又在不同的章节,用不同的方式和案例探讨了如何培养学生将化学知识运用到社会来解决简单实际问题的能力。其中与本专题相关联的内容是“课堂导学艺术”,作者从如何针对教学内容设计课堂提问,并从提问的内容、层次性和逻辑性,进行了深入的阐述,可供老师们参考。

 

思考题

1. 以问题为核心,设计《燃烧与灭火》探究活动。

 

2. 在“倾倒二氧化碳熄灭蜡烛火焰”的实验中,若上面的蜡烛先灭了,还能否说明“二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大”?请你设计一个简要的实验方案加以说明。