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摘 要:文章从三个方面入手对高中生化学探究能力的培养进行分析,包括:通过问题情境的创设,培养学生的问题意识;拓展思维,培养学生猜想与假设的能力;培养学生分析证据,形成结论的能力。
关键词:探究能力高中生高中化学
中图分类号:G623 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)08(c)-0027-01
在高中化学课堂教学中,学生通过探究活动做到了将知识、技能、过程、方法、情感、态度和价值观的有机融合,促进科学素养的全面发展。以下笔者结合自身教学经验对高中生化学探究能力的培养进行阐释。
1 培养学生的问题意识需要注意的几个方面
1.1 问题要难易适中
要使学生认真听,主动地学,积极地思考,就必须使学生面临着“问题”,让问题吸引学生。但过于简单的问题,学生容易产生惰性和厌倦情绪,就失去了提问的意义,而过难的问题,学生又感到高不可攀,其思维启动不起来,会严重挫伤学生思维的积极性。
例如在学习“物质的量”这个概念时,因其比较陌生抽象,若一开始就让学生分析其概念,“物质的量是表示含有一定数目的微粒的集体”学生很难理解,并在以后的学习中也会产生一定的障碍。所以对这样较难的问题,可以将其分解为几个较易的问题,层层深入,由易入难,使学生最终明白其实质。在教学中我引导学生回答以下问题。
(1)曹冲称象的主导思想是什么？
学生因为对曹冲称象的故事比较熟悉学生很容易回答出是“化整为零”的思想。我又接着提出。
(2)在没有精密天平的条件下,如何称量出一粒大米、细砂的质量？学生在上一个问题的启发下能够回答出可以称出一百或一千粒大米的质量,然后再除以大米的粒数。
(3)原子、分子、离子等是微观粒子,在称量质量时更不能按个数称量,那么应该怎么办？
学生在以上问题的引导下联想出应引入一个微观粒子的集体。在以上问题的基础上,适时引入“摩尔”和“阿伏加德罗常数”等概念,学生容易接受,且让学生了解了引入摩尔的必要性。
1.2 问题要有适宜的跨度
化学学习具有很强的系统性,即前面学过的内容是后面学习的基础,而后面要学的内容又是前面内容的延伸、发展和提高,因此设计问题时应注重知识之间的跨度。
例如在油脂的教学中可以设计如下几个问题:(1)什么是高级脂肪酸、硬脂酸、软脂酸,油酸的烃基是否饱和？(2)甘油的结构简式怎样写？(3)什么是酯？酯有什么化学性质？(4)甘油和油酸能否发生酯化反应,如能则生成的酯有何性质？通过这一系列提问,学生既巩固了以前的知识,又为以后我们研究油脂的性质作好了铺垫。
1.3 问题要有合理的坡度
教师应根据学生的认知水平的差异,结合思维由浅入深,由简单到复杂的特点,编制不同坡度的题目,逐步引导学生接近目标,直至顿然醒悟。
总之,在化学教学中,教师应根据大纲,教材和学生的具体情况,紧紧把握适度原则,力求每一个问题都处理得恰到好处,做到教与学的完美统一。
2 拓展思维,培养学生猜想与假设的能力
2.1 丰富学生的知识和经验,鼓励学生大胆猜想和假设
教师要善于鼓励学生不拘泥于一般的思维方式,大胆地去科学猜测,标新立异,让学生知道化学知识包括教科书所反映的化学概念和原理或理论都是经过实践检验过的,包含着绝对真理成分,但他们并不是绝对正确或永久不变的僵化信条,它们也需要补充修正和发展。
如学习燃烧的概念时,教师要适当结合人们对燃烧实质探索的历史,从舍勒和普里斯特里的燃素,拉瓦锡的“物质与氧气燃烧”到现在的广义燃烧的定义,让学生认识到科学的概念,也会随着实践的发展而得到补充和修正,这样学生就会大胆地、主动地进行创造性思维,但所提出的猜想与假设一定要以科学知识、科学理论为基础,要有科学思维逻辑推理。例如可以向学生介绍门捷列夫猜想一些新的元素在元素周期表中的位置,以及最后得到的科学论证,不是没有根据的预测而是具有一定的理论基础,从而也可以引导学生运用所学过的元周期律以及元素周期表的知识,推测某一元素所具有的物理和化学性质。
2.2 引导学生提出假设的方法
2.2.1 运用归纳法提出和建立假设
归纳法就是从特殊和个别事实所获得的认识或规律提高到一般的认识规律和方法,简而言之就是从特殊到一般。
案例:盐类水解的规律。
实验:先用pH试纸测NH4Cl溶液、Na2CO3溶液、NaCl溶液的pH值,测得NH4Cl溶液pH<7,Na2CO3溶液pH>7,NaCl溶液pH=7。根据实验所以学生做了下猜想。
猜想:强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性,强酸强碱盐显中性。
验证:用AlCl3、CH3COONa、Na2CO3分别进行验证,得到了证实。
2.2.2 运用演绎法提出和建立假设
与归纳法相反,演绎法就是把一般规律、原理运用于特殊个别范围内,以验证规律与原理的适用性。
案例:勒夏特例原理的理解。
案例分析:勒夏特例原理的叙述是:如果改变影响平衡的一个条件,平衡状态就向够减弱这种改变的方向移動。学生对这个原理的意义不是真正地明白,那么我们就可以用演绎法提出和建立假设。
猜想与假设一:假设结论正确,那么如果改变反应物浓度,平衡就应该向减弱反应物浓度的方向移动。实验验证:结果通过我们所做的实验,当增加FeCl3与KSCN浓度时,溶液颜色加深,证明结论正确。
猜想与假设二:同样,假设结论正确,那么如果升高温度,平衡则向降低温度的方向动。实验验证:通过将装有NO2和N2O4的混合气体平衡球中的两个玻璃球一个放在热水里,一个放在冷水里,发现热水中的颜色加深,冷水中的颜色变浅,则可证明升温向吸热反应方向进行使温度降低;降温向放热反应方向进行使温度升高。
3 培养学生分析证据,形成结论的能力
收集到证据后需要学生对证据进行简单的加工与整理,初步判断与假设之间的关系,依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类,并在教师的指导下或与同学讨论,对所得的证据与事实进行归纳,得出正确结论,在这个过程中教师要有目的地锻炼学生,运用比较,分类,归纳,概括的方法,认识知识间的联系形成合理的认知结构。
案例:苯分子结构。
创设问题情境:对苯分子结构的探究中,是否象凯库勒式所写的单键与双键交替进行呢？
分析证据:(1)过实验事实,苯不能使溴水、高锰酸钾褪色,显示不出典型双键的性。(2)同时通过收集证据,苯分子中所有的碳碳键的键长、键能、键角相等。进一步推出苯分子中不存在双键单键交替进行的形式。(3)苯的二元邻位取代物只有一种,若为单键双键交替进行,二元邻位取代物应该有两种结构。
形成结论:经过类比排除,一步步推理得出苯分子结构是介于单键与双键之间的一种独特的化学键。
参考文献
[1] 左丽萍.化学教学中学生创新能力的培养[J].中学化学教学参考,2004,7:9.
[2] 于仲秦.发展科学探究能力促进科学素养的提高[J].中学化学教学参考,2003,8～9:16.
关键词:探究能力高中生高中化学
中图分类号:G623 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)08(c)-0027-01
在高中化学课堂教学中,学生通过探究活动做到了将知识、技能、过程、方法、情感、态度和价值观的有机融合,促进科学素养的全面发展。以下笔者结合自身教学经验对高中生化学探究能力的培养进行阐释。
1 培养学生的问题意识需要注意的几个方面
1.1 问题要难易适中
要使学生认真听,主动地学,积极地思考,就必须使学生面临着“问题”,让问题吸引学生。但过于简单的问题,学生容易产生惰性和厌倦情绪,就失去了提问的意义,而过难的问题,学生又感到高不可攀,其思维启动不起来,会严重挫伤学生思维的积极性。
例如在学习“物质的量”这个概念时,因其比较陌生抽象,若一开始就让学生分析其概念,“物质的量是表示含有一定数目的微粒的集体”学生很难理解,并在以后的学习中也会产生一定的障碍。所以对这样较难的问题,可以将其分解为几个较易的问题,层层深入,由易入难,使学生最终明白其实质。在教学中我引导学生回答以下问题。
(1)曹冲称象的主导思想是什么？
学生因为对曹冲称象的故事比较熟悉学生很容易回答出是“化整为零”的思想。我又接着提出。
(2)在没有精密天平的条件下,如何称量出一粒大米、细砂的质量？学生在上一个问题的启发下能够回答出可以称出一百或一千粒大米的质量,然后再除以大米的粒数。
(3)原子、分子、离子等是微观粒子,在称量质量时更不能按个数称量,那么应该怎么办？
学生在以上问题的引导下联想出应引入一个微观粒子的集体。在以上问题的基础上,适时引入“摩尔”和“阿伏加德罗常数”等概念,学生容易接受,且让学生了解了引入摩尔的必要性。
1.2 问题要有适宜的跨度
化学学习具有很强的系统性,即前面学过的内容是后面学习的基础,而后面要学的内容又是前面内容的延伸、发展和提高,因此设计问题时应注重知识之间的跨度。
例如在油脂的教学中可以设计如下几个问题:(1)什么是高级脂肪酸、硬脂酸、软脂酸,油酸的烃基是否饱和？(2)甘油的结构简式怎样写？(3)什么是酯？酯有什么化学性质？(4)甘油和油酸能否发生酯化反应,如能则生成的酯有何性质？通过这一系列提问,学生既巩固了以前的知识,又为以后我们研究油脂的性质作好了铺垫。
1.3 问题要有合理的坡度
教师应根据学生的认知水平的差异,结合思维由浅入深,由简单到复杂的特点,编制不同坡度的题目,逐步引导学生接近目标,直至顿然醒悟。
总之,在化学教学中,教师应根据大纲,教材和学生的具体情况,紧紧把握适度原则,力求每一个问题都处理得恰到好处,做到教与学的完美统一。
2 拓展思维,培养学生猜想与假设的能力
2.1 丰富学生的知识和经验,鼓励学生大胆猜想和假设
教师要善于鼓励学生不拘泥于一般的思维方式,大胆地去科学猜测,标新立异,让学生知道化学知识包括教科书所反映的化学概念和原理或理论都是经过实践检验过的,包含着绝对真理成分,但他们并不是绝对正确或永久不变的僵化信条,它们也需要补充修正和发展。
如学习燃烧的概念时,教师要适当结合人们对燃烧实质探索的历史,从舍勒和普里斯特里的燃素,拉瓦锡的“物质与氧气燃烧”到现在的广义燃烧的定义,让学生认识到科学的概念,也会随着实践的发展而得到补充和修正,这样学生就会大胆地、主动地进行创造性思维,但所提出的猜想与假设一定要以科学知识、科学理论为基础,要有科学思维逻辑推理。例如可以向学生介绍门捷列夫猜想一些新的元素在元素周期表中的位置,以及最后得到的科学论证,不是没有根据的预测而是具有一定的理论基础,从而也可以引导学生运用所学过的元周期律以及元素周期表的知识,推测某一元素所具有的物理和化学性质。
2.2 引导学生提出假设的方法
2.2.1 运用归纳法提出和建立假设
归纳法就是从特殊和个别事实所获得的认识或规律提高到一般的认识规律和方法,简而言之就是从特殊到一般。
案例:盐类水解的规律。
实验:先用pH试纸测NH4Cl溶液、Na2CO3溶液、NaCl溶液的pH值,测得NH4Cl溶液pH<7,Na2CO3溶液pH>7,NaCl溶液pH=7。根据实验所以学生做了下猜想。
猜想:强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性,强酸强碱盐显中性。
验证:用AlCl3、CH3COONa、Na2CO3分别进行验证,得到了证实。
2.2.2 运用演绎法提出和建立假设
与归纳法相反,演绎法就是把一般规律、原理运用于特殊个别范围内,以验证规律与原理的适用性。
案例:勒夏特例原理的理解。
案例分析:勒夏特例原理的叙述是:如果改变影响平衡的一个条件,平衡状态就向够减弱这种改变的方向移動。学生对这个原理的意义不是真正地明白,那么我们就可以用演绎法提出和建立假设。
猜想与假设一:假设结论正确,那么如果改变反应物浓度,平衡就应该向减弱反应物浓度的方向移动。实验验证:结果通过我们所做的实验,当增加FeCl3与KSCN浓度时,溶液颜色加深,证明结论正确。
猜想与假设二:同样,假设结论正确,那么如果升高温度,平衡则向降低温度的方向动。实验验证:通过将装有NO2和N2O4的混合气体平衡球中的两个玻璃球一个放在热水里,一个放在冷水里,发现热水中的颜色加深,冷水中的颜色变浅,则可证明升温向吸热反应方向进行使温度降低;降温向放热反应方向进行使温度升高。
3 培养学生分析证据,形成结论的能力
收集到证据后需要学生对证据进行简单的加工与整理,初步判断与假设之间的关系,依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类,并在教师的指导下或与同学讨论,对所得的证据与事实进行归纳,得出正确结论,在这个过程中教师要有目的地锻炼学生,运用比较,分类,归纳,概括的方法,认识知识间的联系形成合理的认知结构。
案例:苯分子结构。
创设问题情境:对苯分子结构的探究中,是否象凯库勒式所写的单键与双键交替进行呢？
分析证据:(1)过实验事实,苯不能使溴水、高锰酸钾褪色,显示不出典型双键的性。(2)同时通过收集证据,苯分子中所有的碳碳键的键长、键能、键角相等。进一步推出苯分子中不存在双键单键交替进行的形式。(3)苯的二元邻位取代物只有一种,若为单键双键交替进行,二元邻位取代物应该有两种结构。
形成结论:经过类比排除,一步步推理得出苯分子结构是介于单键与双键之间的一种独特的化学键。
参考文献
[1] 左丽萍.化学教学中学生创新能力的培养[J].中学化学教学参考,2004,7:9.
[2] 于仲秦.发展科学探究能力促进科学素养的提高[J].中学化学教学参考,2003,8～9:16.