實驗教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)的整合論文
[摘要]利用實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，設(shè)計探究性實驗，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。
[關(guān)鍵詞]實驗教學(xué) 探究性學(xué)習(xí) 整合
中學(xué)新課程體系改革的關(guān)鍵在于重視學(xué)生在學(xué)習(xí)中的“人本位”特點，如突出學(xué)生自主學(xué)習(xí)地位，強(qiáng)調(diào)與現(xiàn)實生活及學(xué)生經(jīng)驗的聯(lián)系，充分重視對學(xué)生社會實踐能力和心理素質(zhì)的培養(yǎng)。它在幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式的同時，通過學(xué)生親身體驗進(jìn)行探究性、研究性、自主性的學(xué)習(xí)和實踐，提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，實踐能力和終生學(xué)習(xí)的能力。筆者以實驗教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)的整合談幾點自己的看法。
一、激發(fā)學(xué)生興趣，萌發(fā)探究思維
掌握初中自然科學(xué)中的基本原理，會應(yīng)用自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計與研究簡單的實驗思路設(shè)計，使學(xué)生在經(jīng)過獨立思考、調(diào)查研究、查閱資料、討論交流、做出大膽假設(shè)以及推理論證、共同完成設(shè)計方案的學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新精神，協(xié)調(diào)能力和合作精神等。這也是“探究性學(xué)習(xí)”在實驗教學(xué)中的體現(xiàn)。如，我們在教學(xué)中通過“白紙顯字”這個有趣的實驗來激發(fā)學(xué)生的興趣。
在第一張白紙上用氫氧化鈉溶液寫上幾個字“神奇的自然”，在第二張紙上用淀粉溶液寫上幾個字“實驗教學(xué)”，在第三張紙上用稀硫酸寫上幾個字“探究性學(xué)習(xí)”。等它們干后不顯出字，就在第一張紙上灑上酚酞溶液，立即顯出紅字“神奇的自然”，在第二張紙上灑上碘溶液，這時立即顯出蘭字“實驗教學(xué)”，在第三張紙上用酒精燈烤一下，即出現(xiàn)黑色字“探究性學(xué)習(xí)”等。
二、充分利用實驗教學(xué)開展探究式實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維
現(xiàn)行教材中演示實驗大多數(shù)為驗證性實驗，學(xué)生往往處于一種被動接受的狀態(tài)，不利于創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，若將其改為探索性實驗，其效果將會更好。
如，在教初一《科學(xué)》課中的熔化與凝固時，以前教師通常做固體熔化實驗，采用演示實驗，然后直接驗證陳述。現(xiàn)在我們把它改為學(xué)生分組實驗放在實驗室上，給學(xué)生兩組松香和硫帶硫酸鈉的熔化裝置，讓學(xué)生四人一組進(jìn)行加熱，看溫度計、看時間、讀數(shù)、記錄，然后根據(jù)所作的記錄作圖像。由學(xué)生親自觀察、讀數(shù)、記錄、作圖，從圖像中得出晶體與非晶體的特點，讓學(xué)生歸納晶體與非晶體的共同點與異同點及它們的定義。這樣讓學(xué)生自主參與探究，使學(xué)生更認(rèn)真，課堂氣氛更佳。
三、設(shè)計探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生探究精神
探究式教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，因而知識與能力的獲得主要不是依靠教師的強(qiáng)制灌輸與培養(yǎng)，而是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生通過主動探索、主動思考、親身體驗而獲得的。
提出問題：探究Fe、Mg、Al、Cu幾種金屬的活動順序。
根據(jù)已掌握的知識，提出了如下兩套實驗方案。
【方案一】與酸反應(yīng)的速度快慢
探究過程
1．提出假設(shè)。金屬越活潑，越容易失去電子生成陽離子，而使酸中的H+被還原成H2，則與酸反應(yīng)越劇烈。
2．驗證假設(shè)。用四支試管各取相同濃度、相同質(zhì)量的稀硫酸，在四支試管中分別加入等質(zhì)量的Fe、Al、Mg、Cu四種金屬，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，見表1。
3．分析結(jié)論。鎂表面產(chǎn)生氣泡速度最快，鋁次之，鐵生成氣泡的速度緩慢，銅表面無氣體生成，可見這四種金屬的活動順序是：Mg>Al>Fe>Cu。
【方案二】與氧氣反應(yīng)的劇烈程度
Mg、Al在常溫下極易被氧化生成一層致密堅固的氧化膜，從而使金屬表面失去光澤，常溫下，在干燥的空氣里，F(xiàn)e不易跟氧氣起反應(yīng)，Cu很穩(wěn)定。
鎂能在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光2Mg+O2=┑閎=2MgO。鋁箔在純凈的氧氣中能燃燒發(fā)出耀眼的白光，并放出大量的熱；鋁在空氣中，在高溫下，可發(fā)生這樣的反應(yīng)：4Al+3O2==2Al2O3。鐵絲在純凈的氧氣中能劇烈燃燒，火星四射：3Fe+2O2=┑閎=Fe3O4。把銅絲放在酒精燈上灼燒，銅絲表面變黑。
可見這四種金屬的活動順序是Mg>Al>Fe>Cu。
通過以上的結(jié)論解釋：，由于Mg、Al、Fe、Cu核外電子排布不同，最外層電子數(shù)不同，說明元素的化學(xué)性質(zhì)跟它的原子核外電子排布有關(guān)，跟最外層電子數(shù)目有關(guān)。
應(yīng)用結(jié)論，讓學(xué)生設(shè)計濕法冶銅Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
通過實驗，可以激發(fā)學(xué)生勇于探究的精神，喚起學(xué)生探索知識的熱情，培養(yǎng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新意識，全面提高學(xué)生素質(zhì)。
四、開設(shè)課外實驗小組，培養(yǎng)獨立思考能力和探究能力
探究大多需要實踐，實踐就必須有時間和空間。那么，我們可以利用課余時間開放實驗室，讓學(xué)生自主和自由的去探究。在實驗室里，學(xué)生可以根據(jù)自己的思路提出許多方案，并按方案去驗證。這樣使學(xué)生學(xué)習(xí)變得更有激情，更有效率。實驗室成為學(xué)生自我表現(xiàn)的舞臺，他們一有問題就到實驗室去驗證，去探究，大大的調(diào)動了學(xué)生的觀察思維能力和實驗動手能力。如在探究濃硫酸的吸水性實驗時，讓學(xué)生提出實驗方案，自己動手操作。
【方案一】把一瓶已知質(zhì)量的濃硫酸開口置于潮濕的環(huán)境中一個星期后，測其質(zhì)量的變化，若變大，則表明濃硫酸具有吸水性。
【方案二】往廣口瓶中注入半瓶濃硫酸，把燃燒匙根據(jù)所需的長度折斷，插到軟膠塞的.內(nèi)側(cè)，在燃燒匙上放一些藍(lán)色的硫酸銅晶體，塞緊軟膠塞，使其懸放在濃硫酸液面上方，靜置約5分鐘后，可見藍(lán)色硫酸銅表面有白色斑點出現(xiàn)，隨著時間的延續(xù)，白點越來越大，再放置兩三天，藍(lán)色硫酸銅晶體會全部變成白色粉末。說明濃硫酸吸收藍(lán)色硫酸銅晶體中的結(jié)晶水而變?yōu)榘咨珶o水硫酸銅。
五、利用多媒體手段，以增強(qiáng)動感效果和對實驗現(xiàn)象的觀察
把微觀問題宏觀化，抽象問題具體化，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，能有效地幫助學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，理解物質(zhì)變化的本質(zhì)原因，把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，達(dá)到實驗教學(xué)的優(yōu)化。例如，幾種金屬在酸中的反應(yīng)。將金屬放在培養(yǎng)皿上置于投影儀下，倒入酸能清楚地看到反應(yīng)的各種現(xiàn)象及速度的快慢，從而判斷金屬的活動順序，將鈉與水的反應(yīng)放在實物投影儀下進(jìn)行也能清楚地觀察到金屬鈉在旋轉(zhuǎn)而變得越來越小，溶液變紅，有氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。對于實驗時間太長、污染嚴(yán)重、危險性大、藥品缺乏等不可能讓學(xué)生做的實驗，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)，能起到很好的教學(xué)效果。
六、結(jié)語
探究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，形成初步的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。由于探究性學(xué)習(xí)注意培養(yǎng)學(xué)生獨立思考自主學(xué)習(xí)的能力，課程具有較大的靈活性，是對教師課堂調(diào)控能力的考驗，同時教師的備課與上課也是自身學(xué)習(xí)、探索和提升的過程。探究性學(xué)習(xí)與實驗教學(xué)的整合實際上是通過教與學(xué)傳統(tǒng)方式的改變，師生共同建立起平等民主教學(xué)相長的教學(xué)過程，從而提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，使教與學(xué)的重心不僅僅放在獲取知識上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會學(xué)習(xí)掌握學(xué)習(xí)的方法上，使被動的接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動的探索性學(xué)習(xí)。
實驗教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)的整合，是符合學(xué)生的邏輯思維過程和創(chuàng)造能力的形成過程，因而它可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使學(xué)生學(xué)到科學(xué)探究的基本方法，養(yǎng)成良好的動手動腦能力，并在此過程中，自覺將知識與實踐、接受與體驗、認(rèn)知與創(chuàng)造、基礎(chǔ)與能力有機(jī)結(jié)合起來，自然而然的形成良好的科學(xué)素質(zhì)。
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