注重体验,提升科学探究能力

                       ——如何在化学教学中对学生的体验探究进行精心设计和指导

  • 课程介绍
  • 问题聚焦
  • 讨论交流
  • 案例示范
  • 专家点拨
  • 拓展学习
学习目标

1. 通过精心设计体验探究,构建有效课堂;通过体验探究,使学生感受化学探究的乐趣和学习化学的重要意义。

2. 通过引领学生的科学思维及注重体验探究方法的养成,提升学生科学探究素养和能力。

课时建议

4 课时

专家简介
  • 赵立胜

    赵立胜,中学高级教师,江苏省特级教师,江苏省基础教育课程改革先进个人。

  • 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。

《溶液酸碱性的检验》是人教版九年级化学下册第十单元《酸和碱》后的“学生实验活动7”,下面是该内容教学过程的典型案例。

案例:《溶液酸碱性的检验》教学案例

(一)创设情境——魔术表演“白花变红花”

师:演示“小白纸玫瑰花变色魔术”。提问:花儿为什么会变色?

生:独立思考,举手回答。

(二)探究发现

【活动探究一】溶液酸碱性检验

师:(布置任务)第一、二大组的4个小组,讨论并设计检验酸性溶液的方案;第三、四大组的4个小组,讨论并设计检验碱性溶液的方案,并把各方案写在小组大卡纸上,时间为4分钟。

生:两组呈现方案,其他小组补充说明。

(师生共同评价方案)

【活动探究二】用酸碱指示剂和pH试纸测酸碱性

师:多媒体展示实验步骤和要求,学生认真阅读并思考实验中的注意事项。

(布置任务)各小组选择用酸碱性指示剂和pH试纸的方法检验氢氧化钠溶液、稀盐酸、氯化钠溶液的酸碱性,并填写实验报告。

(要求)各小组分工合作,要有组长、实验员、纪录员、声控员、中心发言人。

生:阅读要求后,小组开始实验并填写报告。

师:询查,观察学生实验的情况并及时答疑和加以纠正。

生:小组代表呈现探究结果。

师:设计问题与讨论。

(1)从以上实验结果,我们能得出哪些结论呢?

(2)某同学在测定溶液的pH值时,发现所测值比理论值偏大或偏小,其可能的原因是什么?

生:举手回答,其他同学补充。

师:点评,讲解关于紫色石蕊试液来历的故事。

【活动探究三】自制酸碱指示剂

师:展示自制酸碱指示剂的方法,自己选择植物的花瓣或果实,在研钵中捣烂,加入酒精浸泡;用纱布将浸泡出的汁液过滤或挤出。

生:(1)小组利用实验桌上已有花瓣或叶片,制取酸碱指示剂,并检验酸碱性,填写实验报告。(教师进行询查,观察学生实验的情况并及时答疑和加以纠正)

(2)小组学生代表呈现实验探究结果。

师:是不是所有花瓣汁都可以做酸碱指示剂呢?用哪种植物的花瓣或果实制成的指示剂检验效果好?

生:举手回答。

【活动探究四】检测花坛土壤酸碱性

师:从实验盒中取出土壤样品,提问:怎样才能测出土壤的酸碱性呢?

生:举手回答。

师:点评。展示方法:将土壤样品与蒸馏水以1∶50(约400 mL水)的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,用pH试纸测澄清液体的酸碱度,并填写在实验报告上。

生:(1)学生小组检测并填写实验报告。

(2)小组代表呈现。

(三)归纳小结

师:通过本节课的学习,你有哪些收获?还有什么疑问?

生:归纳综合。

(四)延伸拓展:为什么自然界的花儿五颜六色?

(本案例由湖南省长沙市麓山国际实验学校肖利辉老师撰写。)

肖老师在课后介绍说:本实验活动是在学习了《酸和碱》后的学生实验活动课,旨在巩固和强化学生对已学知识的理解和应用,引导学生通过亲身体验,明白化学来源于生活,学会从观察生活中的事例来探究化学,了解实验探究的方法,提高科学探究能力。整体的设计思路是:魔术引入→学生讨论设计方案→师生二次排序→学生实验→历史故事激趣过渡→学生模仿实验→讨论交流→学生实验→总结提升,旨在通过情境体验、小组讨论体验、合作实验体验等体验方式让学生多方位、多角度、多层次体验到本节课的核心知识——溶液的酸碱性检验,激发学生积极主动地去探究。

廖俊宁

肖老师围绕教学目标,引导学生通过观察、思考、合作讨论、合作实验等多种体验方式,感受到化学与生活的紧密联系,学会在生活中学化学、用化学解释生活问题。在课堂中,首先是让学生在充分地想中体验,有独立思考、合作交流等方式,然后通过二次排序,得出最佳方案,最后由学生在科学地做中体验,用实验来检验和探究科学,思路清晰、结构合理。如果在自制指示剂实验后增加这样的引导:“花儿虽然很美,但也经不住环境污染和任意采摘的伤害。花儿的颜色间接地告诉了我们土壤的酸碱性,便于我们更好地利用土壤,让我们一起来爱护它们吧!”更能让学生从情感上感受爱花、舍不得花儿受伤害,从而渴望人们提高自身素质,渴望通过努力学好化学,让各大环境问题远离我们,从而培养学生保护生态环境的意识,提升学生对生活中化学探究的欲望,让课堂的情感得到进一步升华。

曹建华

乡土资源是学生最熟悉、感受最深刻的资源,最容易激发学生的学习兴趣。我认为本案例中可尽量利用乡土资源进行探究活动,如将“老师准备花瓣叶片”改成“让学生自带花瓣或叶片”制取各种汁液,将“教师准备各种溶液”改成“学生自带生活中常见的自己想检测的各种物质,如白醋、洗发水、泥土、肥皂水、洗涤剂等”,更能让学生置身于现实的问题情境中去体验、去探索、去应用,使得学生明白化学来源于生活并服务于生活,培养学生从生活中发现问题、提出问题,并分析问题、解决问题的科学探究能力。

杨娟

本堂课充分体现了化学与生活的紧密联系,我认为如果再设置一个课后调查体验进行拓展提升,更能激发学生积极探究化学的欲望,增强学生学习化学的兴趣和学好化学的自信心,培养学生终身学习的意识和能力。如在本节课后,老师布置一个课外探究活动,要求学生通过查阅资料来解释同种花为什么可以呈现出不同颜色,或通过市场调查来探究各种洗发精的酸碱性等,写出一篇小论文或设计一个家庭实验或设计一个问卷调查等,让学生进一步接近生活,体验生活中的化学,激发学生用化学来服务生活的欲望。

王小平

肖老师的这堂课在知识性、个性、创造性、主动、互动和能动六项指标上都把握得很好,课堂节奏快,课堂容量大。但是我想在基础较差的班级,教师不一定能顺利完成教学任务。本堂课是一堂学生实验课,重在培养学生的实验操作能力和科学探究素养,关于溶液酸碱性检验的方案设计并不是重点,如果将本课的第一个小组合作讨论内容换成学生独立思考、举手回答,时间上一定更从容,本课更具有借鉴性。

廖俊宁

大家对肖老师的这堂课分别从情感、价值、课堂设计等方面进行了点评,我非常赞同大家的观点。为了激发学生的学习主动性和创新意识,促使学生积极自主地学习,提高学生的科学探究能力,希望老师们以后在教学设计和实施过程中注重学生体验,精心设计课堂,及时发现生成性问题,并予以细心指导和解决。

实践一:关注自主探究,精心设计体验——《蛋白质的盐析和变性》教学片段

活动说明:在学习了“蛋白质在自然界的存在”后,我安排了这样的体验活动。

 

点击查看点评

实践二:针对教学内容和课型精心设计体验——《影响双氧水分解速率的因素》教学片段

活动说明:在学习了“用双氧水制取氧气”后,我安排了这样的拓展活动。

 

点击查看点评

实践三:灵活选择探究方式——《金属的防护》 教学片段

活动说明:学完"钢铁生锈的条件"之后,我安排了这样的体验探究。

 

点击查看点评

专家一:赵立胜

在初中化学高效合作学习中,为体现以学生为主体的体验探究理念,教材中设置了很多专题性学习主题栏目,鼓励学生们走出教室,到真实的环境中去探究、去发现,从而提高自己的科学探究能力和实践能力。教师在进行体验探究设计时,要从心理体验入手,致力于学生合作体验的设计,强化学生的合作意识;注重多元化评价的设计,培养学生主动探究、自我评价的能力。

 

 

 

 

总之,体验探究,重点是培养学生终身学习的能力,它能让学生感同身受、记忆深刻。它不是一种简单的直升过程,而是一种螺旋上升、循环中有反复的过程,一般程序是:情境过程体验——自主探究体验——评价总结体验——反思提升体验。

专家二:黄冬芳

科学探究能力包括多个子能力。例如,PISA(国际学生评估项目)2015年测试框架中提出“评估和设计科学探究的能力——描述和鉴别科学调查,能够科学合理地提出问题;科学地解释数据和证据的能力——分析数据,评价论述,得出适当的科学结论。”我国初中化学课程标准将科学探究分成八个环节,分别对应相关的子能力。教学实践表明,科学探究能力的提升离不开学生的主体参与和真实体验。我们以一节学生实验课《氧气的实验室制取和性质》为例,重点讨论在提出问题、设计实验、进行实验三个环节中如何提升探究能力。

 

 

 

 

通过对《氧气的实验室制取和性质》这节课的分析和讨论,我们发现即使在学生实验课上也应该注意提升科学探究能力。针对学生实验课中经常出现的问题,分析从创设新问题情境、成为实验方案设计者和学生自主体验实验过程三个方面,讨论了对学生探究意识、实验设计能力和实验操作能力的培养策略。教师可以参考这节课的设计思路,应用于其他学生实验课。课程标准中规定了八组学生实验,都可以按照以上思路进行再设计,使学生的实验课成为提升探究能力的重要途径。

扩展阅读

人教版九年级化学教材中设置了“实验活动”“化学·技术·社会”“探究”“讨论”“资料卡片”“调查与研究”“实验(演示)”“注意”“课外实验”“练一练”“练习与应用”等学习主题栏目,旨在让学生通过各种体验方式,积极主动地获取化学知识,培养学生的科学探究能力和实践能力。目前,初中化学的教学多以课堂教学为主,大多数探究都在课堂上完成,一些流于形式的不真实的探究、只有少数人参加的探究、思维受控的探究、没有思考深度的探究等常有出现。那么,如何注重体验、精心指导,提高学生的科学探究能力呢?广大教师可从以下几个方面着手。

 

——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67页)

图书推荐

《走进课堂——初中化学新课程案例与评析》,王祖浩,高等教育出版社,2004

推荐理由:本书内容包括作者对基础教育新课程改革以来的课堂教学实践的回顾与反思,以及化学课程标准研制组对化学新课程实验以来的回顾与反思,同时从“在学习中获得快乐”“新课程的实践与思考”“建立新型的师生关系”“学会科学探究”“关注学生的生活实际”“开发和利用课程资源”“改变复习和评价方式”“化学新课程的教学设计”八个篇章呈现化学新课程在实验过程中出现的若干案例。与本专题相关的内容是第四篇“学会科学探究”,作者从科学探究的理解与实践到引导学生体验探究的乐趣等方面,以具体案例分析为基础,阐述了科学探究的教学策略和操作方法,对广大化学教师和教研人员有许多启示。

 

思考题

1. 在化学学科知识的探究中,有哪些主要探究体验形式?

 

2. 在进行化学学科知识探究体验设计时,要遵循哪些原则?

 

3. 化学学科知识探究体验,在培养学生的科学探究能力和实践能力中有何重要作用?