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高中化學新課程的教學要求在初中化學課基礎之上進一步突出和強化核心概念的結構,突出化學觀念之間的本質聯系,強調幫助學生建立核心的化學概念,以及幫助學生學習基本的科學研究方法和思想,培養學生探究合作學習。要充分體現新課程理念對觀念教學的要求,我們就得在課堂教學過程中全面將“問題教學法”和“探究法”貫穿于課堂教學,來完成所要達到的知識、方法、態度和價值觀等目標。
教學設計是課前對教學活動進行系統規劃的過程,是組織好課堂教學的基礎。以新理念為指導,按課程要求統籌安排好“教的設計”和“學的設計”,合理開發和有效利用相關課程資源組織學習內容,理解知識產生的過程做到通俗易懂、深入淺出,完全實現三維學習目標。在教學過程中我們例舉月餅長久擱置仍味美香甜,奧秘就在脫氧劑。貼近學生生活實際的新課程理念,完全凸顯新課程時代性的明顯特征。另外,原電池裝置實驗可運用在教學深度的控制,在潛移默化中易于攻破難點,直觀體現出氧化還原的實質問題。這種實際學習調查,既可拓寬學生視野,又可誘發學生探究實驗的欲望。
轉變教學行為是上好新課程課堂教學的關鍵。教師是課程改革的主力軍,只有教師在教學觀念和教學行為發生轉變,才有學生的地位和行為的轉變。師生互動,生生互動,在教師的指導下引導學生質疑、調查、探究,主動地富有個性的學習才有可能實現。為此我在教學過程中采用了問題教學法,整個教學過程始終以具有思考價值的問題為中心,使學生的思維始終處于興奮狀態,引發學生來思考、探究,在問題與探究的更替過程中完成教學目標。如鋅與稀硫酸的反應中化合價發生變化的原因是什么?將鋅片插入稀硫酸溶液中,觀察有無明顯變化;將兩者用導線連接,觀察電流表的指針有無偏轉,若偏轉證明了什么……問題思考中明確了實質,產生了質疑,激發了興趣。
體驗感悟是上好新課程課堂教學的核心。真正的體驗、感悟是現代課程設計的最基本要求,也伴隨人的認知重要過程,又是學生認知、情感、態度、價值觀綜合作用的結果。為此我們實施“體驗-感悟”的教學模式,發展學生的情感、態度、價值觀等方面都可發揮重要作用。如教學過程中我們用實際知識作為工具和載體來說明氧化還原反應中確實有電子的轉移,讓學生消除學習中的疑點。通過概括提煉,遷移到概念知識,為氧化劑、還原劑等的學習夯實基礎。同時也為更深層的理解化學反應的實質打下堅實的基礎。
關鍵詞:開放性實驗 實驗教學改革 創新
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,而學校實驗條件差、對實驗重視不足、投入不夠、實驗管理制度不健全等情況普遍存在。從我以往做實驗的經歷來不斷深入反思傳統實驗教學,由于受傳統的封閉式教育體系及其指導思想的影響,許多實驗教學內容都是按傳統的方式設計,學生按書上規定的內容、步驟完成即可,這樣不能達到實驗教學的目的,教學效果差,收效甚微,同時還有損于學生學習的積極性。傳統的實驗教學模式嚴重地存在著壓抑學生的創新精神和阻礙創造能力的消極作用,因而,實驗教學的改革便成為當前教育改革的關鍵之一。
所謂開放性實驗教學,是指化學學科在實驗課堂教學中以學生為主體, 體現出以培養學生動手實踐能力、形成科學品質并更注重創新意識和創造能力培養為目標的一種教學實踐。
開放性實驗教學具有以下特征:實驗器材選擇的自主性,即不是規定必須用哪些器材,學生自主選擇器材的余地大;實驗步驟、過程的多向性,即實驗順序上只要是合理的,不論先后;實驗方法的多樣性,即實驗時只要運用的原理正確,鼓勵有創意、方法靈活;實驗結論的不唯一性,即學生觀察分析后,出現與實驗要求相近的結論或結論表述的多層含義,甚至出現意想不到的結論或錯誤的結論;實驗設計、操作的獨立性和自主性,即學生不一定按照教材規定,可自行設計實驗方案,獨立自主完成操作和寫出報告。
一、開放性實驗教學的優點突出
傳統的實驗教學對學生整體分析能力、綜合設計能力、積極創新能力的培養顯然不足。開放性實驗教學是針對傳統的封閉式教學而言的,它具有以下特點:重視問題的提出和解決,重視學生的主體地位,重視學生實驗內容與時間的開放性,重視學生之間的交流與協作。整個教學過程,使學生經歷“三個全面”的過程,即經歷一次全面的分析研究問題的過程、實驗技能得到全面的鍛煉、綜合能力得到全面的提高,是一種實驗科技研究型創新教學模式。
二、開展開放性實驗教學的意義重大
從開放性實驗教學的具體實踐,開放性實驗教學有利于激發學生學習的主動性和積極性,有利于培養學生獨立分析問題和解決問題的能力,有利于發揮學生的認知主體作用,有利于創新思維的鍛煉,有利于綜合素質的提高,有利于提高教師水平,有利于師生增進友誼,有利于保證每個學生有足夠的機會和時間完成實驗。
三、開放性實驗教學的基本內容
1.有實驗內容設計的開放性。首先是強化基本實驗操作的規范化,為實驗教學打好堅實的基礎;其次是在實驗教學中有意識地對實驗設計及能力發展上的培養,在前面的基礎上進而注重對學生創造意識和創新能力的培養和開發。具體來說,對于一些基礎實驗問題,在嚴格訓練的基礎上盡可能地讓學生自己去實踐體會;對于具有一定綜合性以及有助于學生能力發展的實驗,則通過學生發揮主體作用和教師引導扶持共同探討完成,并最終達到學生獨立設計完成實驗的目的。
2.實驗探索過程的開放性。現代教育理念認為,教學目的不僅僅是簡單的知識傳授,更注重的是對學生素質和能力的全面開發和培養。與傳統教育中注重結論輕視過程不同的是, 現代教育在知識傳授的同時更注重教學的過程開發,而開放性的教學方式是實現這一目標的最佳途徑。在具體的教學實踐中則包括對實驗過程中的原理、操作、現象和結論的開發。
3.實驗結論的開放性。長期的注入式教學,使現在的學生形成了一種刻意追求知識結論的學習習慣, 即對任何知識總希望找到一個固定的答案。這也正是傳統教育的弊端所在,改變這一現狀顯得尤為迫切和重要。針對這一現狀, 在教學實踐中應有意識地進行對開放性結論的教學探索。
1.實現實驗教學中教師角色的轉變,做學生實驗的示范者、合作者、支持者。
傳統教師中心論認為:教師是實驗教學的組織者和管理者,管好了紀律,實驗就成功了一半,因此教師在實驗課前和實驗課上不惜花費大量時間,設計本該讓學生自己完成的實驗步驟,使學生成了教師教鞭下的“陀螺”,從而束縛了學生的嘗試欲望,使得學生服從意識有余,創新意識不足。新課程教學理念要求教師在實驗教學中努力營造民主、寬松、和諧的課堂氣氛,放手讓學生參與實驗探究,認真聽取學生的分析、建議,鼓勵學生大膽發表自己的意見,以喚醒學生的主體意識,激發學生的主動性和創造性。同時促進師生之間、生生之間的討論與交流,真正把教師由實驗教學的管理者、監督者變成實驗的示范者、合作者、支持者,教師要不斷提供信息、點撥方法,幫助學生解決實驗中疑難或疏漏之處,始終起著指導、促進作用。讓學生成為實驗的主人,學生能自主完成的,教師絕不越俎代庖,對學生的不同見解或不同實驗方案,只要能達到實驗目的,就應該給予充分鼓勵和肯定,即使是錯誤的,也要幫助其分析錯誤原因,以免挫傷學生的主動性。要倡導體驗性,調動學生實驗的積極性。
2.實驗內容的選擇與呈現應注重學生的生活體驗,盡可能趣味化、生活化。
傳統的實驗教學是為了完成特定的教學內容服務的,具有很大的局限性。化學作為一門應用性和實踐性很強的科學,它與日常生活和工業生產的聯系非常密切。從學生的生活經驗出發,引導學生進行化學實驗,有利于激發學生的好奇心和學習興趣,培養學生運用知識的能力,培養學生主動發現問題、思考問題、反思問題的良好習慣,有利于遷移能力的培養。新教材實驗內容的編排充分利用了學生的生活經驗。比如,利用蒸餾水的制備實驗學習蒸餾,利用酸雨知識探究SO2的性質。立足于學生的生活經驗,通過化學實驗拉近學生與化學科學間的距離,學生體驗到實用性和價值性。
3.實驗的實施過程注重自主探究,增強學生的參與性、探究性。
傳統的實驗教學存在著學生看的實驗多、親自做的實驗少的現象,原有的化學教材雖然也安排了大量實驗,但大多數實驗是演示實驗,學生實驗所占比例很小。實驗是檢驗真理的唯一標準,動手實驗少不利于學生發揮學習的主動性和創新意識,不利于學生形成嚴謹的科學態度和科學價值觀。新教材一改舊教材演示多、動手少的狀況,充分發揮實驗作用,淡化演示實驗和分組的界限。把大量的實驗分散在日常教學之中,把大量的演示實驗改為學生動手實驗,為學生親手做實驗開辟了廣闊的空間。
4.化學實驗設計綠色化,重視學生節約環保素養的教育,滲透未來公民的人文素養。
新課程化學實驗設計要體現化學實驗的綠色化,綠色化就是采用“原子經濟性”的化學反應,使所獲得的產物綠色化。例如,制備環氧乙烷的綠色化設計方案:它改變了過去經典的設計方案——氯乙醇路線,而是用乙烯在銀催化劑作用下直接與氧氣反應,生成環氧乙烷。這是個典型的原子經濟性反應,反應物全部轉化為產物,達到了副產物的零排放的目的,因而不會對環境造成污染。盡可能減少化學實驗的污染,開展微型實驗,尋找實驗替代品等,讓學生形成節儉意識和綠色環保意識。
5.教師成為實驗教學資源的使用者和開發者。
實驗教學理念的轉變
長期以來,由于歷史原因中國高校重視理論,實驗教學提倡以培養學生的三基能力為主,培養出來的學生雖有較系統的基礎知識和規范的實驗操作能力,但缺乏自主思考、靈活運用以及創新能力。傳統實驗課多數是附屬于理論課的,實驗內容大多數是經典的、驗證性的實驗。對學生而言經典實驗可使學生理解掌握所學的基礎理論,掌握基本的實驗方法。但同時也存在很大缺陷。如:實驗內容不能反映實際生產、科研實際,脫離當前的科學技術發展和社會實踐,很難激發學生的興趣。某種程度上局限了學生的思維,使學生缺乏靈活思考和創新的思維。
新的教學理念,以人為本,融知識傳授、能力培養、素質教育全面協調發展,改變以統一模式培養學生的狀態,而是根據學生的特長和個性,充分激發學生對實驗的興趣。這就要求老師要引導學生,使學習觀念能與時代教育觀念同步,積極主動進行實驗,引導學生擺脫“重理論,輕實驗”的影響,認識到實驗是學習新知識的手段,從而不斷提高自己的實踐能力,逐漸培養創新能力。這也對實驗中心、實驗室提出了新的要求。為更好地將新的教學理念融入到實驗教學中,建設開放型實驗室,將實驗室進行不同層次的開放,為實現新教學理念提供基本的實驗教學環境。
多層次開放實驗室
實驗室的開放是中國高校實驗室培養創新人才、貫徹因材施教最有效的形式之一,不同學校可以根據不同學科及各自實驗室的條件,探索多種開放形式。如時間開放、內容開放、預約式開放等。考慮學生能力與興趣愛好的不同、低年級高年級的不同,實驗室開放模式應采用多層次開放,分幾個層次開放實驗室。
1.對補救性實驗開放。在實驗課上,由于學生基礎與能力各不相同,時間有限,有些學生無法完成實驗的全部內容。開放實驗室可以為沒有在課內時間完成實驗的學生提供實驗環境,在課外繼續進行實驗,完成學習內容。
2.對興趣性實驗開放。有的同學對教材上的選做實驗產生興趣,在老師的指導下,課余時間可完成選做實驗。
3.對科研性實驗開放。高年級的學生對專業知識有一定的掌握,可以依據自己的興趣選擇研究方向及課題,利用課余時間進入實驗室,聯系導師提前進入科研工作,在科研氣氛中迅速成長。
4.對創新性實驗開放。參加課外科技活動、實踐,參加科技競賽的科技小組,在實驗室進行創新,完成科技競賽的作品。
5.對畢業生實驗開放。做畢業設計的學生,在導師的指導下,進行實驗完成論文。
開放實驗室的意義
1.開放型實驗教學把學生推向主體地位。開放型實驗充分發揮學生的主觀能動性,使學生主動駕馭整個實驗過程。促進教學觀念和學風的轉變,體現以學生發展為根本的教學觀念。學生可以運用所學的理論知識、閱讀大量相關資料,設計實驗過程。由于實驗前是不知道會得到什么樣的結果或自己的方法和思路是否可行、是否能達到預期效果、得到期望的結果,所以常常會有新的發現,這樣更容易使學生考慮如果無某條件或更改某一條件會出現什么樣的結果,這使學生更容易獲得較強的創新意識,提高創新能力。
2.開放型實驗為學生靈活自主實驗提供便利。開放實驗室為學生進行自主實驗提供了靈活的時間選擇、良好的實驗設備和專業的實驗環境。利用開放實驗室,讓學生大膽探索,獨立解決所遇到的實際問題,逐步養成提出問題、驗證設想、解決問題的思考習慣,鼓勵學生大膽質疑,培養創新意識。
3.保證學生開展課外科技活動、實踐,有良好的平臺及實驗環境。鼓勵學生介入課外科技活動,如科技制作、科技競賽等。在科技競賽團隊中,還可以交互學習,并培養團隊意識。科技活動是培養高素質的創新型人才的良好途徑。
4.提高了實驗室的使用功效。開放實驗室的建立可以提高實驗儀器設備的利用率,進一步發揮設備功效,使實驗教學資源發揮最大的效益。
做好開放實驗室的管理工作
由于實驗室開放后,學生的實驗活動是自主的,時間、內容上都比較零散,這樣給實驗室的管理工作帶來了一定的難度。我院根據自身條件,積極挖掘潛力,創造條件將實驗室開放,學生可以在老師的指導下,隨時到實驗室進行教學實驗、大學生科技創新、畢業論文、參與教師科研項目等實驗研究。為了保證開放實驗室更好地運行和發揮作用,需要制定科學的、行之有效的管理制度。完善的實驗室開放管理制度包括:實驗室開放形式和內容、開放管理模式、學生管理設備管理等。
1.健全規章制度,規范實驗室管理。實驗室的開放內容按實驗項目可分教學實驗―論文實驗、畢業設計、能力培養實驗―技能實驗及各類競賽實驗、創新探索實驗―科技活動實驗、參與教師科研實驗。規定開放形式,如工作日全天開放、預約開放、定期開放等。完善設備管理,保證設備的完好率和有效性。指導學生正確、合理的使用儀器設備,愛護實驗設備,延長設備使用壽命。
2.用科學的管理手段管理開放實驗室。在教學管理高度信息化的校園中,面對實驗室開放,實驗室工作也必然要信息化。利用計算機網絡、實驗室管理系統對實驗室開放的實驗項目,做實驗刷卡進入實驗室,記錄學生進入和離開實驗室的時間等。
3.重視營造文化氛圍。不斷改善實驗環境,制定并執行學生實驗守則等實驗室規章制度,規范實驗教學行為。加強實驗教學管理,使實驗室教學生動活潑、井然有序,形成良好的實驗秩序與風氣。
論文摘要:新課程理念下的初中科學實驗的內容和功能都發生了重大的變化,科學實驗對全面提高學生的科學素養尤其是創新精神和創新能力有著重要的作用。本文著重闡述了新課程科學實驗教學的教育價值,并提出了一些切實可行的實驗教學方法,以期能起到拋磚引玉的作用。
一、變演示實驗為學生實驗
在以往的教學中教師扮演的是一種家長的角色,知識傳播者的角色。對演示實驗的教學也是如此,教師在臺上做,學生在臺下看。而現代的教學觀把學生的創新能力的培養放在首位,教師的主要作用是教學的設計者、組織者和幫助者及品德的示范者。所以,筆者認為演示實驗不是老師的專利,變教師演示實驗為學生演示實驗,即教師指導下的學生演示實驗。這有利于學生積極參與課堂活動,充分體現了以學生為主體的教學理念。因為學生實驗的主要特點是實驗的操作者主要是學生,這是不同于教師演示實驗的一個顯著特點。根據這一特點,教師要切實提高對實驗教學作用的認識,要積極創造實驗條件,做好實驗前的各項資料積累。在實驗過程中處理好教師主導作用和學生主體作用的關系,既要調動好學生積極動手實驗的主動性,又要做好引導和指導工作。如在“影響溶解快慢的因素”一節中,筆者先在講臺上擺放好顆粒大小不同的食鹽、燒杯、冷水、熱水、玻璃棒,同時提問:溶解快慢究竟與哪些因素有關呢?學生開始議論,有的說與溫度有關,有的說與是否攪拌有關,也有的說與形狀大小有關,筆者就讓各種想法的學生都上來一名,親手實驗,去驗證他們的猜想。wwW.133229.cOM這樣學生的積極性就會很高,體驗到猜想被確認的快樂。
二、變驗證性實驗為探究性實驗
驗證性實驗是教師在課堂上先講授知識,后組織學生實驗,讓學生用實驗結論來驗證已經學過的基本原理和基礎知識。探究性實驗是教師在實驗前不告訴學生實驗將會出現什么現象,實驗結論是什么,而是讓學生帶著疑問,自己動手進行觀察實驗,在實驗過程中去探究、發現、獲得新知。探究性實驗正如前蘇聯教育家贊可夫所要求的“讓學生自己去尋找問題的正確答案。”在發現問題、探究問題、解決問題的過程中,從中獲得知識、發展技能,培養學生的綜合能力。
探究性實驗教學符合“實踐—認識—再實踐—再認識”的認知規律。學生是在親自動手實驗過程中獲取知識的,因此大大提高了對知識的理解程度和鞏固率。這種實驗教學方法能很好地培養學生的思維能力、分析綜合能力和解決實際問題能力。對培養學生實事求是的科學研究態度、訓練科學探究的基本方法等方面都有很大的作用。這種實驗教學還為學生創設了一種情境,能使學生進入積極的動腦、動手狀態,從而激起學生學習的內在動機,提高學生對現象的觀察、問題的探究、概念的形成,使知識的理解、結論的檢測、思維的發展融為一體,非常有利于學生掌握科學的邏輯思維方法和提高解決問題的能力。要提高學生分組實驗的教學效果,就必須使學生真正進入角色,手、眼、腦并用地進行有目的地探索活動。根據教育心理學的觀點,課堂教學的目的不在于教師完成某種過程,而在于通過某種活動促使學生在行為上發生某些重要的變化,并增強他們的學習動機。
三、變單一性實驗為開放性實驗
在某些條件下,變換角度看問題有時就會有所發現和創新。達·芬奇說過:“即使是同一只雞蛋,只要變換一個角度去看它,形狀便立即不同了。”變單一性實驗設計為開放性實驗設計可以培養學生多角度思考問題的能力,從而培養學生思維敏銳性,提高發散思維能力。
四、處理好新課程科學實驗教學的幾個關系
1.動手操作和多媒體模擬的關系
隨著多媒體技術在教學中的不斷運用,模擬實驗的運用越來越廣泛,雖然模擬實驗有其本身的優勢,實驗過程清晰,細節變化明顯,但在教學中切不可用動畫實驗來代替動手實驗。教學中媒體的運用取決于實驗內容和當時的條件,能達到教學目的的前提下,多媒體不宜過多,不要盲目追求。科學是一門以實驗為基礎的學科,學生需要接觸實物才能增強感性認識,在教學中,動手操作與多媒體輔助教學適當結合,揚長避短、各取所長,才能收到良好的教學效果。如在“指南針為什么能指方向”一節中,有“磁極間相互作用的規律”“磁化”等很多的動畫模擬實驗,這些實驗都是可以讓學生直接動手操作的。一般來講,能動手操作的實驗,就不要用媒體代替,而是盡量讓學生自己動手做。
2.實驗結果與實驗過程的關系
教師在教學中應注重實驗過程的探索和展示,而不應過于計較實驗的結果。在平時的教學中存在如下情形:有相當一部分教師把實驗教學看成是理論課的補充,實驗教學僅被看做是一種輔教學,在知識和能力培養目標中,側重知識目標,在思維能力和動手能力的培養中,側重思維能力的培養。由此造成目前的實驗教學狀況——重實驗結果,輕實驗過程;重知識鞏固,輕能力培養。在實驗教學上,教師不惜花費大量時間、精力去維持紀律,要求學生正襟危坐,不讓動手就不動手,讓你怎么做就怎么做。正是這種束縛扼殺了學生的嘗試欲望,使得學生們服從意識有余、創新思維不足。
實驗功能的體現,不僅僅在于獲得所謂的“正確”實驗結果,還有學生親身經歷的探索實驗過程,只有這樣,學生才能對什么是科學,什么是科學實驗有較為深刻的理解,才能在這樣的過程中受到科學過程和科學方法的訓練,形成科學的態度、情感和價值觀。總之,不重視過程的實驗等于把生動活潑的科學實驗現象變成了靜止的某個預期的“結論”,引不起學生的積極思維,沒有發現時的快樂,感受不到科學的魅力。
參考文獻:
[1]《科學(7~9年級)課程標準》.