李 寧
(興化市景范學校 江蘇 興化 225700)
仔細研讀、品味重新修訂的《義務教育化學課程標準(2011 版)》,筆者發(fā)現(xiàn)課程總目標中有關“情感·態(tài)度·價值觀”目標中增加了“敢于質(zhì)疑”等重要觀念。 筆者認為這是基于當下中學化學教學過程中,學生質(zhì)疑能力比較薄弱、創(chuàng)新能力比較匱乏,審時度勢提出的新要求,應引起我們的高度重視。 學起于思,思源于疑,質(zhì)疑能力是素質(zhì)的重要組成部分,也是創(chuàng)新能力的前提。 化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗不僅是學生獲取直觀信息認識化學世界的窗口, 更是幫助學生認識化學規(guī)律、形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高質(zhì)疑能力的重要途徑。 下面筆者就如何在化學實驗中培養(yǎng)學生的質(zhì)疑能力談幾點粗淺的認識。
質(zhì)疑是經(jīng)過較充分分析后提出的問題。 質(zhì)疑是思維的開始,在具有創(chuàng)見性的質(zhì)疑的過程中,學生提出的問題有一定的深度和廣度,往往擊中關鍵,具有“揭示規(guī)律”、“獨創(chuàng)”、“發(fā)現(xiàn)”之特征。 能否質(zhì)疑是檢驗學生學習能力的重要標志。 質(zhì)疑能力和其他能力一樣,可通過學習、培養(yǎng)和訓練不斷提高的。 實驗是化學的基礎,如果在課堂演示實驗教學中, 充分挖掘其中的有價值的因素,對發(fā)展學生的質(zhì)疑能力大有好處。
案例1:在教學上教版“奇妙的二氧化碳”中有關二氧化碳的化學性質(zhì)時,當筆者做完二氧化碳與水反應并使石蕊試液變紅這個實驗后,有同學們提出:可不可能是二氧化碳氣體使石蕊試液變紅呢? 如果不是,到底是什么物質(zhì)使石蕊試液變紅? 因為上教版的教材中對這個實驗沒有像人教版那樣從水、二氧化碳、碳酸等角度對石蕊試液變紅的原因進行分析,此時,學生接觸化學的時間也不長,所以在這個問題上,筆者原本沒有打算讓學生進行深入的探究。 但此時有學生提出了這樣的問題,我認為這是對這個問題進行質(zhì)疑、探究的最好機會。于是我讓學生討論把二氧化碳通入水中可能存在哪些物質(zhì),經(jīng)過討論提出假設。 學生假設:“水使石蕊變紅;二氧化碳本身使石蕊變紅; 二氧化碳與水發(fā)生化學反應,生成物是一種酸,酸使石蕊變紅”。 在此假設的基礎上討論提出假設的依據(jù)。 然后通過討論排除假設。 在此基礎上學生設計出實驗方案:①驗證純凈干燥的二氧化碳氣體能否使干燥的石蕊變色;②驗證二氧化碳氣體能否石蕊溶液變紅。 結果通過一系列的討論、假設、實驗方案的設計,不但使學生對“到底是什么物質(zhì)使石蕊變紅了?”此問題有了更深的認識,對學生實驗探究能力的提高也有很大的幫助。由于實驗是學生主動參與設計的,設計目的明確,實驗后學生無論是對實驗所揭示的結論還是實驗的設計思想均留下深刻認識和理解,甚至終身難忘。
可見,沒有質(zhì)疑,就沒有新問題的提出,探究也就沒有開始的根據(jù)。 質(zhì)疑是創(chuàng)新的心理動力,是思維獨立性、自主性的體現(xiàn)。
蘇霍姆林斯基說:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,這就是希望感到自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。 而在兒童的精神世界中,這種需要特別強烈。 ”任何學科的課堂教學都具有極強的現(xiàn)場性,再好的預設也無法預知課堂教學的全部細節(jié),化學實驗教學更是如此。 學生在探究性實驗中時而爆發(fā)出瞬間的“不可思議”式的突發(fā)奇想,往往是質(zhì)疑火花在閃耀。 智慧的教師不應該擔心學生的“突發(fā)奇想”會打亂整節(jié)課的教學秩序,影響教學計劃,而應以此為契機,激發(fā)出學生質(zhì)疑的火花。 這樣做或許會影響一節(jié)課的教學計劃,但是卻為學生創(chuàng)設了一個可以大膽懷疑,可以發(fā)表不同意見的學習環(huán)境。
案例2:筆者在講授“金屬活動性大小的比較”時,讓學生自選實驗器材和藥品,分組進行探究。 第一組給學生選用的藥品是除去鐵銹的鐵絲和硫酸銅溶液;第二組給學生選用的是除去氧化膜的鋁片和硫酸銅溶液;第三組給學生選用的是除去氧化膜的鋁片與氯化銅溶液;第四組給學生選用的是銅片與硝酸銀溶液。 經(jīng)過正確的實驗操作,將各小組的實驗現(xiàn)象歸納在一起(見下表):
?
在分析實驗現(xiàn)象時,第二、三兩組的學生便產(chǎn)生了疑問:為什么溶液中有氣泡產(chǎn)生? 且產(chǎn)生氣泡的速度不一樣? 生成的氣體是什么? 筆者沒有簡單地找出任何一個理由去解釋,而是緊緊抓住學生這一“疑惑”,對學生的一些設想作了妥善的引導,讓第三組的學生重新做了一遍實驗, 并用排水法收集一小試管氣體然后去點燃。學生發(fā)現(xiàn)該氣體能燃燒,呈藍色火焰,可以確定該氣體是氫氣。 接著我又讓第二組的學生重新做了一遍,并且向該溶液中加入NaCl 固體, 結果發(fā)現(xiàn)鋁片反應速度加快,生成大量的氣體和紅色物質(zhì),溶液的溫度也迅速升高,直到沸騰,鋁片很快反應完全。 此時,筆者再引導學生分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因: 從CuSO4和CuCl2與鋁片反應的成分上看,不同的是它們兩種液體中含有的陰離子不同,CuSO4溶液中含有SO42-離子,CuCl2溶液中含有Cl-離子,這兩種陰離子對反應起到的作用是否相同? 進一步質(zhì)疑,學生從后來的實驗中可以找到答案:可能是Cl-對反應起到催化作用,SO42-離子對該反應起到阻礙作用。
本案例說明,同一種實驗現(xiàn)象,從不同的角度去觀察、思考就會得到不同的結果,教師根據(jù)觀察的層次性和方向性讓學生學會能夠從觀察中提出質(zhì)疑,而后讓學生通過實驗證實自己的質(zhì)疑是正確的,從而樹立質(zhì)疑的信心。 通過質(zhì)疑,學生解決了學習中的疑問,準確地掌握了所學內(nèi)容,更加深了對化學實驗功能的認識,也培養(yǎng)了他們不依賴課本,敢于質(zhì)疑勇于探索的精神。
設計探究性實驗旨在學生原有知識經(jīng)驗的基礎上,注入創(chuàng)新性探索主題,促使學生通過分析比較,找出舊知識與新問題之間的聯(lián)系與區(qū)別,并根據(jù)新問題的條件和需求,進行發(fā)散聯(lián)想和想象,對原有的知識結構進行改造和重新加工組合,形成新的見解和設想,找出新的途徑和方法。 新課標也指出了在教學中要以學生的發(fā)展為本,改進學生學習活動的結構,讓學生生動、主動地發(fā)展。 所以在實驗探究教學中教師應合理創(chuàng)設多層面、多維度的實驗內(nèi)容,不斷誘發(fā)學生認知沖突,造成心理懸念,喚起學生對問題的質(zhì)疑,從而提高學生的質(zhì)疑水平。
案例3:筆者在進行“混合物中雜質(zhì)成分的測定”中考專題復習時,設計了以下教學環(huán)節(jié):
[探究問題] 有一瓶NaOH 固體敞口放置在空氣中可能會有哪些成分?
[學生]可能會有Na2CO3、NaHCO3等雜質(zhì)。
[追問] 我們能否設計出一種裝置測定NaOH 中的Na2CO3含量呢?
[學生]分組討論、交流合作。
[總結]三種實驗方案:方案一是測定反應產(chǎn)生CO2氣體的量;方案二是直接測定由Na2CO3反應生成沉淀物的質(zhì)量; 方案三是用中和反應滴定法測出NaOH 的質(zhì)量。
[教師] 比較上述三種方案, 你認為哪一種簡便易行?
[學生]方案一。
[教師]你們能設計出實驗裝置嗎? 試一試。
[學生]對方案一,測定生產(chǎn)CO2氣體的量,學生設計出了如下4 種實驗裝置:
圖1
圖2
圖3
圖4
[教師]對這四種實驗裝置圖,你覺得哪些地方存在著科學上的不嚴密? 你能提出來與大家分享嗎?
[生1]圖1 裝置中是用排水法收集CO2氣體,但因CO2能溶于水,造成收集到的CO2氣體體積偏小,可改用排飽和NaHCO3溶液。
[生2]不可行。 因NaHCO3溶液仍能與鹽酸揮發(fā)出的HCl 氣體反應生成CO2造成實驗結果偏高。
[生3]圖2 中雖然采用植物油來隔絕CO2氣體與水的接觸,但反應裝置內(nèi)產(chǎn)生的CO2氣體難以完全被排出怎么辦?
[生4] 圖3 中雖然用堿石灰來吸收反應中產(chǎn)生的CO2氣體,但堿石灰同樣吸收水蒸氣,使實驗結果偏大?怎么處理?
[生5] 圖4 中雖然利用NaOH 溶液吸收空氣中的CO2氣體,利用濃H2SO4吸收水蒸氣,并能將反應裝置內(nèi)的CO2氣體全部被趕出,但右邊干燥管中增加的質(zhì)量還有一部分是來自空氣中的CO2氣體和水蒸氣,仍使實驗結果偏高,我認為不嚴謹。
[生6]我認為應在圖4 裝置干燥管的右邊再連接一個干燥管, 用來防止空氣中的水和CO2進入而帶來干擾。
……
這樣讓學生自由討論, 在逐漸完善實驗方案基礎上,層層質(zhì)疑,向前推進,提高了學生質(zhì)疑的水平。
綜上所述,化學實驗作為化學的基礎,以其生動的魅力和豐富的內(nèi)涵在培養(yǎng)學生的質(zhì)疑能力、創(chuàng)新能力方面,有它特殊的功效。 在實驗教學中教師要想方設法為學生創(chuàng)設良好的質(zhì)疑情境, 使學生在情境中產(chǎn)生問題、解決問題,把學生的思維引向深入,提高學生的質(zhì)疑能力和創(chuàng)新能力,讓學生成為“一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”。
[1] 林春輝. 物理情景呈現(xiàn)要激發(fā)學生的質(zhì)疑[J].物理教師,2004,(6)
[2] 翟新民. 化學教學中培養(yǎng)學生質(zhì)疑能力的思考與實踐[J].化學教學,2003,(10)