李 寧
(興化市景范學(xué)校 江蘇 興化 225700)
仔細(xì)研讀、品味重新修訂的《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 版)》,筆者發(fā)現(xiàn)課程總目標(biāo)中有關(guān)“情感·態(tài)度·價(jià)值觀”目標(biāo)中增加了“敢于質(zhì)疑”等重要觀念。 筆者認(rèn)為這是基于當(dāng)下中學(xué)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生質(zhì)疑能力比較薄弱、創(chuàng)新能力比較匱乏,審時(shí)度勢(shì)提出的新要求,應(yīng)引起我們的高度重視。 學(xué)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(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)生獲取直觀信息認(rèn)識(shí)化學(xué)世界的窗口, 更是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識(shí)、提高質(zhì)疑能力的重要途徑。 下面筆者就如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)。
質(zhì)疑是經(jīng)過(guò)較充分分析后提出的問(wèn)題。 質(zhì)疑是思維的開(kāi)始,在具有創(chuàng)見(jiàn)性的質(zhì)疑的過(guò)程中,學(xué)生提出的問(wèn)題有一定的深度和廣度,往往擊中關(guān)鍵,具有“揭示規(guī)律”、“獨(dú)創(chuàng)”、“發(fā)現(xiàn)”之特征。 能否質(zhì)疑是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要標(biāo)志。 質(zhì)疑能力和其他能力一樣,可通過(guò)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)和訓(xùn)練不斷提高的。 實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ),如果在課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中, 充分挖掘其中的有價(jià)值的因素,對(duì)發(fā)展學(xué)生的質(zhì)疑能力大有好處。
案例1:在教學(xué)上教版“奇妙的二氧化碳”中有關(guān)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)時(shí),當(dāng)筆者做完二氧化碳與水反應(yīng)并使石蕊試液變紅這個(gè)實(shí)驗(yàn)后,有同學(xué)們提出:可不可能是二氧化碳?xì)怏w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?yàn)樯辖贪娴慕滩闹袑?duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有像人教版那樣從水、二氧化碳、碳酸等角度對(duì)石蕊試液變紅的原因進(jìn)行分析,此時(shí),學(xué)生接觸化學(xué)的時(shí)間也不長(zhǎng),所以在這個(gè)問(wèn)題上,筆者原本沒(méi)有打算讓學(xué)生進(jìn)行深入的探究。 但此時(shí)有學(xué)生提出了這樣的問(wèn)題,我認(rèn)為這是對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行質(zhì)疑、探究的最好機(jī)會(huì)。于是我讓學(xué)生討論把二氧化碳通入水中可能存在哪些物質(zhì),經(jīng)過(guò)討論提出假設(shè)。 學(xué)生假設(shè):“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(xué)反應(yīng),生成物是一種酸,酸使石蕊變紅”。 在此假設(shè)的基礎(chǔ)上討論提出假設(shè)的依據(jù)。 然后通過(guò)討論排除假設(shè)。 在此基礎(chǔ)上學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案:①驗(yàn)證純凈干燥的二氧化碳?xì)怏w能否使干燥的石蕊變色;②驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w能否石蕊溶液變紅。 結(jié)果通過(guò)一系列的討論、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),不但使學(xué)生對(duì)“到底是什么物質(zhì)使石蕊變紅了?”此問(wèn)題有了更深的認(rèn)識(shí),對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的提高也有很大的幫助。由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)目的明確,實(shí)驗(yàn)后學(xué)生無(wú)論是對(duì)實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想均留下深刻認(rèn)識(shí)和理解,甚至終身難忘。
可見(jiàn),沒(méi)有質(zhì)疑,就沒(méi)有新問(wèn)題的提出,探究也就沒(méi)有開(kāi)始的根據(jù)。 質(zhì)疑是創(chuàng)新的心理動(dòng)力,是思維獨(dú)立性、自主性的體現(xiàn)。
蘇霍姆林斯基說(shuō):“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(gè)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(qiáng)烈。 ”任何學(xué)科的課堂教學(xué)都具有極強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)性,再好的預(yù)設(shè)也無(wú)法預(yù)知課堂教學(xué)的全部細(xì)節(jié),化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是如此。 學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)中時(shí)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(yīng)該擔(dān)心學(xué)生的“突發(fā)奇想”會(huì)打亂整節(jié)課的教學(xué)秩序,影響教學(xué)計(jì)劃,而應(yīng)以此為契機(jī),激發(fā)出學(xué)生質(zhì)疑的火花。 這樣做或許會(huì)影響一節(jié)課的教學(xué)計(jì)劃,但是卻為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)可以大膽懷疑,可以發(fā)表不同意見(jiàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境。
案例2:筆者在講授“金屬活動(dòng)性大小的比較”時(shí),讓學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)器材和藥品,分組進(jìn)行探究。 第一組給學(xué)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(xué)生選用的是除去氧化膜的鋁片和硫酸銅溶液;第三組給學(xué)生選用的是除去氧化膜的鋁片與氯化銅溶液;第四組給學(xué)生選用的是銅片與硝酸銀溶液。 經(jīng)過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作,將各小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納在一起(見(jiàn)下表):
?
在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),第二、三兩組的學(xué)生便產(chǎn)生了疑問(wèn):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(méi)有簡(jiǎn)單地找出任何一個(gè)理由去解釋?zhuān)蔷o緊抓住學(xué)生這一“疑惑”,對(duì)學(xué)生的一些設(shè)想作了妥善的引導(dǎo),讓第三組的學(xué)生重新做了一遍實(shí)驗(yàn), 并用排水法收集一小試管氣體然后去點(diǎn)燃。學(xué)生發(fā)現(xiàn)該氣體能燃燒,呈藍(lán)色火焰,可以確定該氣體是氫氣。 接著我又讓第二組的學(xué)生重新做了一遍,并且向該溶液中加入NaCl 固體, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋁片反應(yīng)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(yīng)完全。 此時(shí),筆者再引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因: 從CuSO4和CuCl2與鋁片反應(yīng)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(duì)反應(yīng)起到的作用是否相同? 進(jìn)一步質(zhì)疑,學(xué)生從后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中可以找到答案:可能是Cl-對(duì)反應(yīng)起到催化作用,SO42-離子對(duì)該反應(yīng)起到阻礙作用。
本案例說(shuō)明,同一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從不同的角度去觀察、思考就會(huì)得到不同的結(jié)果,教師根據(jù)觀察的層次性和方向性讓學(xué)生學(xué)會(huì)能夠從觀察中提出質(zhì)疑,而后讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)自己的質(zhì)疑是正確的,從而樹(shù)立質(zhì)疑的信心。 通過(guò)質(zhì)疑,學(xué)生解決了學(xué)習(xí)中的疑問(wèn),準(zhǔn)確地掌握了所學(xué)內(nèi)容,更加深了對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能的認(rèn)識(shí),也培養(yǎng)了他們不依賴(lài)課本,敢于質(zhì)疑勇于探索的精神。
設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)旨在學(xué)生原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,注入創(chuàng)新性探索主題,促使學(xué)生通過(guò)分析比較,找出舊知識(shí)與新問(wèn)題之間的聯(lián)系與區(qū)別,并根據(jù)新問(wèn)題的條件和需求,進(jìn)行發(fā)散聯(lián)想和想象,對(duì)原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和重新加工組合,形成新的見(jiàn)解和設(shè)想,找出新的途徑和方法。 新課標(biāo)也指出了在教學(xué)中要以學(xué)生的發(fā)展為本,改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的結(jié)構(gòu),讓學(xué)生生動(dòng)、主動(dòng)地發(fā)展。 所以在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中教師應(yīng)合理創(chuàng)設(shè)多層面、多維度的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不斷誘發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突,造成心理懸念,喚起學(xué)生對(duì)問(wèn)題的質(zhì)疑,從而提高學(xué)生的質(zhì)疑水平。
案例3:筆者在進(jìn)行“混合物中雜質(zhì)成分的測(cè)定”中考專(zhuān)題復(fù)習(xí)時(shí),設(shè)計(jì)了以下教學(xué)環(huán)節(jié):
[探究問(wèn)題] 有一瓶NaOH 固體敞口放置在空氣中可能會(huì)有哪些成分?
[學(xué)生]可能會(huì)有Na2CO3、NaHCO3等雜質(zhì)。
[追問(wèn)] 我們能否設(shè)計(jì)出一種裝置測(cè)定NaOH 中的Na2CO3含量呢?
[學(xué)生]分組討論、交流合作。
[總結(jié)]三種實(shí)驗(yàn)方案:方案一是測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體的量;方案二是直接測(cè)定由Na2CO3反應(yīng)生成沉淀物的質(zhì)量; 方案三是用中和反應(yīng)滴定法測(cè)出NaOH 的質(zhì)量。
[教師] 比較上述三種方案, 你認(rèn)為哪一種簡(jiǎn)便易行?
[學(xué)生]方案一。
[教師]你們能設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)裝置嗎? 試一試。
[學(xué)生]對(duì)方案一,測(cè)定生產(chǎn)CO2氣體的量,學(xué)生設(shè)計(jì)出了如下4 種實(shí)驗(yàn)裝置:
圖1
圖2
圖3
圖4
[教師]對(duì)這四種實(shí)驗(yàn)裝置圖,你覺(jué)得哪些地方存在著科學(xué)上的不嚴(yán)密? 你能提出來(lái)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(yīng)生成CO2造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高。
[生3]圖2 中雖然采用植物油來(lái)隔絕CO2氣體與水的接觸,但反應(yīng)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(lái)吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的CO2氣體,但堿石灰同樣吸收水蒸氣,使實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)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(lái)自空氣中的CO2氣體和水蒸氣,仍使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高,我認(rèn)為不嚴(yán)謹(jǐn)。
[生6]我認(rèn)為應(yīng)在圖4 裝置干燥管的右邊再連接一個(gè)干燥管, 用來(lái)防止空氣中的水和CO2進(jìn)入而帶來(lái)干擾。
……
這樣讓學(xué)生自由討論, 在逐漸完善實(shí)驗(yàn)方案基礎(chǔ)上,層層質(zhì)疑,向前推進(jìn),提高了學(xué)生質(zhì)疑的水平。
綜上所述,化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)的基礎(chǔ),以其生動(dòng)的魅力和豐富的內(nèi)涵在培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力、創(chuàng)新能力方面,有它特殊的功效。 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要想方設(shè)法為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的質(zhì)疑情境, 使學(xué)生在情境中產(chǎn)生問(wèn)題、解決問(wèn)題,把學(xué)生的思維引向深入,提高學(xué)生的質(zhì)疑能力和創(chuàng)新能力,讓學(xué)生成為“一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”。
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[2] 翟新民. 化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力的思考與實(shí)踐[J].化學(xué)教學(xué),2003,(10)