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关于初中化学课本中“探究”的几点认识

经过20多年的改革开放，教育与其他领域一样，取得了辉煌的成就。为了使21世纪的公民更好地面对社会发展的挑战，在学科教育领域，正如火如荼地开展着课程与教材改革。化学课程作为科学教育的重要组成部分，已经走在了教育改革的前沿，正在积极进行殊。课程改革，制定并在推行新的课程标准。培养学生的科学素养，是化学课程改革的根本目标，初中化学虽是化学教育的启蒙教育阶段，就其内容而言不仅涉及到化学学科体系中的各项基础知识、基本技能，还延伸到了社会和家庭。随着新课程改革的深入，化学教学已经从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化。而有效地落实这一目标的关键，是积极主动地开展科学探究活动，在化学教学中注重引导学生进行探究式学习。 “实验与探究”有利于学生在知识形成、联系、应用过程中养成科学态度，获得科学方法，从而提高自主学习的能力。“
本人在教学过程中，努力开展了一些探究性学习，精心的进行了学生探究性学习课堂设计。我觉得充分利用与结合教材进行探究性思维设计，可从以下几个方面进行入手。
探究式教学的一般模式
现代教学模式的构建重视对学生学习心理的研究，强调教学只是为学习创造必要的外部条件，以帮助学习者更有效地学习。以促进学生探究学习为核心的教学模式的构建，遵循学生学习的基本规律，将科学探究的基本特征和要素融入一系列的学习活动中。
组织和实施探究学习的教学模式可以有多种，一般的是将课堂上的探究学习活动分为5个阶段：
1．提出问题：学生围绕科学性问题展开探究活动；
2．收集证据：学生获得可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据；
3．形成解释：学生要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答；
4．评价结果：学生通过比较其他可能的解释，来评价他们对自己的解释。
5、交流发表：学生要交流和论证他们所提出的解释。
教学模式的构建为教师有效地设计教学活动提供了帮助。但是，教学模式不是固定的、一成不变的，它是为教师设计教学策略提供宏观上的理论指导和可参考的框架，课堂教学中实际的探究活动则应由特定的学习者、具体的教学目标和学习环境的不同需要做适当的调整。
一、尝试改变课本上探究实验的程序化
新教材增加了很多探究性实验，但在一些实验的设计上，倾向于把探究的过程步骤都罗列清楚，然后在过程中间提出一些问题让学生思考，所以在探究性思维上相对比较程序化，还没有完全放开。为了促进学生的思维更加活跃，使探究性思维更加深化，我尝试将一些实验加以改进，增加其难度，使探究效果更加明显了。例如，在对人体吸入的空气和呼出的气体的探究课题教学中，我设计先告知学生一些知识信息，并让学生收集了一瓶空气和一瓶呼出的气体，然后将课题改为“据说人呼吸时吸收了氧气，排出了二氧化碳，请利用这一瓶空气和一瓶呼出的气体，设计实验对这一说法进行验证”。经过小组热烈的讨论后，大家得出了以下几种方案：
方案一：向装空气的瓶子里伸入燃着的木条，如木条能继续燃烧，证明吸入的气体中含有氧气，从而说明人吸收了氧气；向装有呼出气体的瓶子里倒入澄清石灰水，如变浑浊，证明人呼出了二氧化碳气体。
方案二：先分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，呼出的气体中石灰水变浑浊，而空气中石灰水没变浑浊，从而证明了人呼出了二氧化碳（呼出的气体中的二氧化碳是人体排出的，因为吸入的空气中没有或很少量）；再向这两瓶气体中分别伸火燃着的木条，装空气的瓶中木条能继续燃烧，而装有呼出气体的瓶中木条熄灭，从而证明人呼吸是消耗了氧气（吸入的空气中含有的氧气，在呼出的气体中没有了，从而证明氧气被消耗）。
方案三：与方案二相反，是先向两瓶气体中伸入燃着的木条，然后再分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，理由同上。
还有一些其他的设计，有的方案只分别向两瓶气体中伸入燃着的木条（没考虑氮气），有的方案是分别向两瓶气体中各放一只老鼠（条件不允许），这些都简单给以排除。在学生讨论的过程中，对方案一很容易指出不足，因为一方面只能证明吸入的气体中含有氧气，但不能证明氧气被人体吸收；另一方面只能证明呼出的气体中含有二氧化碳，但不能证明它一定是人体排出的。在方案二和方案三的讨论中，不少学生认为二者都可行，但有极少数同学还是找到了其中的区别，否定了方案三的可行性，认为如先向两瓶气体中伸入燃着的木条，虽然能证明人消耗了氧气，但木条燃烧后生成了二氧化碳气体，所以再分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水时，两瓶气体中都会变浑浊，而方案二就避免了这方面的问题。
在学生实验的过程中，还得出了一点结论：在向瓶中倒入石灰水的时候，不能把玻璃片全部打开，否则空气会进入装有呼出气体的瓶中，导致第二步伸入燃着木条时，木条在其中也能继续燃烧，从而实验失败，所以最好使用胶头滴管，使玻璃片开最小的缝隙，最大限度的减少空气的进入。
可以看到，最后整个步骤以及仪器的使用，都与教材一致，但效果却不一样，一方面学生按教材按部就班的操作、观察、纪录，他们获得知识的过程略显简单、被动、程序化，而且只知道那样做，难以去想为什么要那么做。另一方面改变方式后，所有的步骤过程都由学生自己推导出来，学生不仅知道为什么，而且能注意到每一个细节问题，从而使学生的探究性学习体现得更加完美。
二、 指导学生学会探究 
在化学教学过程中，教师不宜把结论直接告诉学生，而应合理创设情景，指导学生自己去参与，去探索，即教会学生学会探究。探究性学习是学生从问题或任务出发，通过形式多样的探究活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式。在教学中，我们的教师对一些知识，尽力让学生自己去探究，自己去寻找问题，解决一些疑难。例如，教师让学生自己去探究从Cu→Cu(OH)2来设计一个实验。学生们根据教师的要求，利用已学过的知识进行课题的设计。不少学生利用计算机进行网上搜查一些资料，有些学生去图书馆查找资料，也有一些学生向有关老师请教。通过课外探究，全班学生进行交流、汇总。学生设计的方案较多，其中也有一些方案不符合科学性或者是知识性错误，最后教师与学生共同筛选出了3个方案。
方案一：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
CuSO4＋2NaOH→Cu(OH)2↓＋NaSO4，过滤、干燥即得到氢氧化铜。
方案二：用废铜屑在空气中加热得到氧化铜，2Cu＋O22CuO，
CuO＋H2SO4→CuSO4＋2H2O，CuSO4＋2NaOH→Cu(OH)2↓＋Na2SO4，过滤、干燥得到氢氧化铜。
方案三：用废铜屑或铜条在潮湿条件下变成铜绿，然后加热铜绿，产生氧化铜。
Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，CuO＋2HCl→CuCl2＋H2O；
CuCl2＋2NaOH→Cu(OH)2↓＋NaCl，过滤、干燥得到氢氧化铜。
这三个方案都较好，但哪一个是最佳方案呢？教师在学生的交流讨论中进行了分析。方案一，用到浓硫酸，同时产生二氧化硫。浓硫酸是一种腐蚀性很强的酸，且价格较贵，另产生的二氧化硫会污染空气。因此最好不用浓硫酸。方案二，可以用废铜屑和废硫酸反应，方便，价格便宜，该方案很好。方案三，方法很好，价格也便宜，但时间较长，即铜变成铜绿时间较长。比较一下，方案二为最佳。经过教师的分析，学生们懂得了很多的知识。通过探究活动，学生体验到解决问题要深入实践，综合运用各方面的知识。要调查研究、收集资料、动手做实验和分析思考。探究锻炼了学生的胆量和人际交往能力，培养了集体主义和团队精神，锤炼了战胜困难的意志。探究活动的开展，也激发了学生的学习兴趣，学到了新的思维方式和学习方式，扩大了视野和知识面。
三、运用现代教育技术，提高课堂教学效益
通过计算机进行多媒体教学，使文字、图形、动画、影片等多种信息来帮助教师呈现教学内容，提供辅助信息，充分发挥听、视觉感知活动的作用，激发并强化学生的各种心理活动，增强了化学教学的直观性和形象性，使认知过程进行得更顺利，从而提高了化学教学的有效性。
3.1 模拟物质的结构，掌握化学有关概念  物质的结构是较难用语言描述清楚的，特别是其空间结构，借助模型可以减少讲解的难度，但实验室并不是所有的模型都有，而且对于复杂结构的模型的制作、保存和使用都有一定的限制。利用计算机的三维图形功能则可轻松解决此问题。例如，在进行构成物质的基本微粒的教学时，由于分子、原子这些内容知识抽象，学生难以建立微观概念，如果单纯地靠教师的语言描述，学生很难想象和理解原子的结构。因此，我们充分利用计算机三维图形功能制作相应的原子模型，这些模型可随意旋转、放大，使学生能从各个不同的角度进行观察，不仅能直观地了解原子的结构，同时还能观察到原子核外电子的排布和运动。从课内的作业以及练习反馈说明，在这一节教学上利用计算机辅助教学的效果要明显好于常规的传统模式的教学。在教学过程中通过计算机进行三维模拟演示，使教学变得直观、形象、生动，学生较易理解，提高了教学的有效性。
3.2 模拟化学实验，培养学生观察能力  实验是化学学科的基础，在课堂上演示实验，往往由于教室大而反应装置小，多数学生观察现象模糊，因而引起学生对演示实验不感兴趣，影响教学效果。另外，对于价格较贵的药品，装置复杂，反应中产生有毒、有害物质，反应速度太快或太慢，反应时间太长，不易控制的化学实验，一般都不宜在课堂上演示或学生动手做。如何解决这些矛盾呢？借助计算机模拟化学实验，并可放大局部实验现象，使学生观察清楚，且一般实验都可在课堂内完成。如在讲授空气的组成时，讲到空气成份发现史中一位伟大的化学家拉瓦锡，他通过在密闭容器中加热金属汞这一实验来测定空气的成份。由于这个实验装置复杂，反应时间长，金属汞有毒等原因，不可能在课堂上做演示实验，但这个内容对于培养学生的科学精神和科学研究的方法有很好的教育和教学意义，因此，我们借助计算机做了一个动画模拟演示实验，使学生印象深刻，教学效果特好。
总之，新课程给我们带来了挑战，也带来了不可多得的机遇。在新课程实施中，我们化学教师只要转变角色，找准自己的位置，在实践中学习，在反思中提高，就一定可以融入新课程，与新课程共同进步。

灰汤镇 灰汤中学 喻瑞文
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