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随着现代科学技术的迅猛发展,人们对科学技术与社会和人的关系的认识进一步提高。越来越多的人认识到,中国纯粹的应试教育已经不适应这个飞速发展的时代。为了适应未来的社会,基础教育必须以学生发展为本,着重培养学生的学习能力、发展学生的个性,全面提高学生的素质。因此,以学生为主体,以学生自主活动为基本方式,促进学生增长学力、养成个性、提高素质、全面发展的综合性研究课程孕育而生。
化学是21世纪的核心科学,它是医药、材料、能源、环保等学科研究的基础,并越来越多地与人类的社会活动相联系。传统的化学课程资源是相对封闭、陈旧的,缺少与学生生活实际、社会生产实际联系,缺少与化学发展史和现代高科技发展的联系,化学的综合性研究为学生脱离原始的学习方式提供了机会。化学中的科学研究是一种重要的学习方式,也是中学化学课程的重要内容,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。
一、教师要培养学生科学合理的研究方法
在化学综合性研究中,要培养学生发现问题、提出问题、解决问题,而强化学生的问题意识,正是培养学生创新精神的起点。
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。化学实验是学生学习化学中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验现象纷繁复杂,有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的化学实验现象中发现问题。
所以,教师要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。如高一中“硫”一章:铜与浓硫酸反应实验,教学时一般描述的现象为:溶液变为蓝色,有刺激性气味的气体产生。果真如此吗?学生通过独立的实验探索,发现有如下现象:①加热初期,Cu片表面逐渐变黑;②继续加热,有大量刺激性气味产生,形成墨绿色浊液,试管底部灰白色沉淀;③再加热,管中出现白雾,浊液澄清,灰白色沉淀,Cu片消失;④冷却、静置,将试管中液体倒入另一支盛水试管中,管壁发烫,溶液略带蓝色,将灰白色固体倒入水中,形成蓝色溶液。然后我积极鼓励学生查阅资料,最后班级一起讨论解释现象:
主反应:Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O(产生刺激性气味SO2和灰白色固体CuSO4)
副反应:5Cu+4H2SO4=3CuSO4+Cu2S+4H2O(铜片表面变黑,灰白色固体CuSO4增多)
Cu2S+2H2SO4=CuS+CuSO4+SO2↑+2H2O(墨绿色浊液变清,由于温度升高形成气雾)
CuS+2H2SO4=S+CuSO4+SO2↑+2H2O
S+2H2SO4=3SO2↑+2H2O
上述实验研究使学生扩展了知识,同时也训练了他们的创新能力。
教师还要注意将化学与人类生产、生活密切联系,将学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在感到熟悉和认为有用的情境中特别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。例如,在学习卤素时,可让学生根据学过的知识,自己设计并完成食盐中是否含有IO3-,还可以请学生通过合理的实验验证海带中碘的存在形式。在教学中要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现化学问题,使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。如可用浓盐酸、浓氨水、酒精等的挥发实验来呈现构成物质的微粒是不停地运动的问题;用氯气使潮湿的有色布条退色的实验呈现次氯酸的漂白作用的问题等,都能使学生顺利地发现和解决问题。
化学实验以它特有的魅力在综合性研究中占有一席之地,为学生形成综合性研究的思维方式,培养学生解决问题的能力提供了条件。所以,应该提倡利用化学实验进行综合性研究,使学生掌握科学的学习方法,形成终身学习的意识和能力。
化学实验是综合性研究的重要方法,但并非是惟一的途径。有些内容的综合性研究并不一定需要通过化学实验来进行,特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此,学生可以掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等获取资料的方式,并选择有效方式获取所需要的信息资料。如学生对原子结构模型提出质疑,我们无法通过实验进行研究,但可以通过上网、查阅书刊杂志了解化学史料,沿着科学家的研究足迹,去想象、去思考。有些内容的综合性研究可以综合利用包括化学实验在内的多种途径来进行研究。例如:在班级开展侯氏制碱法和钾发现历史的讨论,可以首先让学生查找有关知识,再通过学生自己模拟实验加深了对此项知识的印象。因此,在化学教学中,要根据学生的实际情况、具体学习内容和学校的教学条件等,引导学生科学、合理地选择综合性研究的途径。
二、在综合性研究的过程中,要采用合理的研究形式。
首先可以采用个人独立研究的形式。先由教师向全班同学布置研究性学习任务,可以提出一个综合性的研究专题,由每个学生自定题目,采用实验或者其他手段各自相对独立地开展研究活动。
学生完成一个课题后,自己进行小结归纳整理,或者撰写小论文。该过程既是培养和提高同学们再研究的过程,又是一个创新的过程。例如,关于市售食盐中碘的检验。对每个同学布置了研究任务之后,我不做任何提示,但是时刻注意学生反馈信息的收集,根据反馈信息即时做阶段性的引导。在第一阶段,我发现少数学生无从下手,部分学生采用淀粉溶液来检验,只有少数学生思考加碘盐中碘的存在形式,但在确定碘的存在形式时遇到了问题。这时,我及时进行科学实践的思路和方法的指导,确定方向后鼓励学生自主研究,学会查找资料,运用资料,结合自己的创造能力去解决问题。完成一个课题后,我积极鼓励学生进行归纳整理,将研究的结果撰写成小论文,取得很好的效果。
三、综合性研究课程的实施,使学生取得了多方面的收获。
科学研究是新课程内容标准的重要主题,化学综合性研究是其中的重要组成。它包含的部分很多,涉及提出问题、猜想假设、制定计划、收集证据、解释和结论、反思与评价、表达与交流等。化学研究活动可以有实验、讨论、调查等多种形式。当然,综合性研究不能孤立于其他教学方式,应与其他教学方式有机结合,相互配合,才能实现课程目标,才能提高学生的科学素养,使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能,培养学生的合作精神和社会责任感,提高未来公民适应现代社会生活的能力。
化学是21世纪的核心科学,它是医药、材料、能源、环保等学科研究的基础,并越来越多地与人类的社会活动相联系。传统的化学课程资源是相对封闭、陈旧的,缺少与学生生活实际、社会生产实际联系,缺少与化学发展史和现代高科技发展的联系,化学的综合性研究为学生脱离原始的学习方式提供了机会。化学中的科学研究是一种重要的学习方式,也是中学化学课程的重要内容,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。
一、教师要培养学生科学合理的研究方法
在化学综合性研究中,要培养学生发现问题、提出问题、解决问题,而强化学生的问题意识,正是培养学生创新精神的起点。
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。化学实验是学生学习化学中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验现象纷繁复杂,有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的化学实验现象中发现问题。
所以,教师要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。如高一中“硫”一章:铜与浓硫酸反应实验,教学时一般描述的现象为:溶液变为蓝色,有刺激性气味的气体产生。果真如此吗?学生通过独立的实验探索,发现有如下现象:①加热初期,Cu片表面逐渐变黑;②继续加热,有大量刺激性气味产生,形成墨绿色浊液,试管底部灰白色沉淀;③再加热,管中出现白雾,浊液澄清,灰白色沉淀,Cu片消失;④冷却、静置,将试管中液体倒入另一支盛水试管中,管壁发烫,溶液略带蓝色,将灰白色固体倒入水中,形成蓝色溶液。然后我积极鼓励学生查阅资料,最后班级一起讨论解释现象:
主反应:Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O(产生刺激性气味SO2和灰白色固体CuSO4)
副反应:5Cu+4H2SO4=3CuSO4+Cu2S+4H2O(铜片表面变黑,灰白色固体CuSO4增多)
Cu2S+2H2SO4=CuS+CuSO4+SO2↑+2H2O(墨绿色浊液变清,由于温度升高形成气雾)
CuS+2H2SO4=S+CuSO4+SO2↑+2H2O
S+2H2SO4=3SO2↑+2H2O
上述实验研究使学生扩展了知识,同时也训练了他们的创新能力。
教师还要注意将化学与人类生产、生活密切联系,将学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在感到熟悉和认为有用的情境中特别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。例如,在学习卤素时,可让学生根据学过的知识,自己设计并完成食盐中是否含有IO3-,还可以请学生通过合理的实验验证海带中碘的存在形式。在教学中要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现化学问题,使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。如可用浓盐酸、浓氨水、酒精等的挥发实验来呈现构成物质的微粒是不停地运动的问题;用氯气使潮湿的有色布条退色的实验呈现次氯酸的漂白作用的问题等,都能使学生顺利地发现和解决问题。
化学实验以它特有的魅力在综合性研究中占有一席之地,为学生形成综合性研究的思维方式,培养学生解决问题的能力提供了条件。所以,应该提倡利用化学实验进行综合性研究,使学生掌握科学的学习方法,形成终身学习的意识和能力。
化学实验是综合性研究的重要方法,但并非是惟一的途径。有些内容的综合性研究并不一定需要通过化学实验来进行,特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此,学生可以掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等获取资料的方式,并选择有效方式获取所需要的信息资料。如学生对原子结构模型提出质疑,我们无法通过实验进行研究,但可以通过上网、查阅书刊杂志了解化学史料,沿着科学家的研究足迹,去想象、去思考。有些内容的综合性研究可以综合利用包括化学实验在内的多种途径来进行研究。例如:在班级开展侯氏制碱法和钾发现历史的讨论,可以首先让学生查找有关知识,再通过学生自己模拟实验加深了对此项知识的印象。因此,在化学教学中,要根据学生的实际情况、具体学习内容和学校的教学条件等,引导学生科学、合理地选择综合性研究的途径。
二、在综合性研究的过程中,要采用合理的研究形式。
首先可以采用个人独立研究的形式。先由教师向全班同学布置研究性学习任务,可以提出一个综合性的研究专题,由每个学生自定题目,采用实验或者其他手段各自相对独立地开展研究活动。
学生完成一个课题后,自己进行小结归纳整理,或者撰写小论文。该过程既是培养和提高同学们再研究的过程,又是一个创新的过程。例如,关于市售食盐中碘的检验。对每个同学布置了研究任务之后,我不做任何提示,但是时刻注意学生反馈信息的收集,根据反馈信息即时做阶段性的引导。在第一阶段,我发现少数学生无从下手,部分学生采用淀粉溶液来检验,只有少数学生思考加碘盐中碘的存在形式,但在确定碘的存在形式时遇到了问题。这时,我及时进行科学实践的思路和方法的指导,确定方向后鼓励学生自主研究,学会查找资料,运用资料,结合自己的创造能力去解决问题。完成一个课题后,我积极鼓励学生进行归纳整理,将研究的结果撰写成小论文,取得很好的效果。
三、综合性研究课程的实施,使学生取得了多方面的收获。
科学研究是新课程内容标准的重要主题,化学综合性研究是其中的重要组成。它包含的部分很多,涉及提出问题、猜想假设、制定计划、收集证据、解释和结论、反思与评价、表达与交流等。化学研究活动可以有实验、讨论、调查等多种形式。当然,综合性研究不能孤立于其他教学方式,应与其他教学方式有机结合,相互配合,才能实现课程目标,才能提高学生的科学素养,使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能,培养学生的合作精神和社会责任感,提高未来公民适应现代社会生活的能力。