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情感教學的功能是把知識的傳授、思想觀念的建立、融合情感內化為心理品質和價值,產生正確的行為。
二、化學教學中情感教學的實施
化學教師熱愛教育,熱愛學生是情感教學的基礎和前提。
1.深入學生群體,全面了解學生心態
情感具有固有的遷移、擴散和感染的特性。在既定的時間和范圍內,情感可以感染到一些人與之相關的事物上。根據情感的特性在實施情感教學時,教師首先是以自身的道德感、理智感和美感去感染學生。其次,在施教時有的放矢,需要教師深入到學生群體中,了解學生非智力品質、習慣用的學習方法、接受和運用知識的靈敏度、學生的困難、興趣愛好、性格、道德水平、心理素質等。
2.創設情境,予以期望
一堂課教學效益的高低,直接受課堂情緒的影響。課堂情緒是在課堂教學情境的作用下在學生心理需要的基礎上產生的情緒情感,它反映出課堂教學情境跟學生心理間的關系,課堂情緒表現為:積極、活潑;積極、沉悶和消極、冷漠三種基本類型。這三種類型的課堂情緒,產生的教學效益是不同的,它表明了學生對教師的教學,對教師的情感有不同的態度和內心體驗。
教學是師生的雙向活動,在教學過程中,師生之間的情感交流比信息交流更快更強烈。所以,教師的心理狀態,教師的情感因素對課堂情緒有直接的影響,起決定性的作用。
3.鼓勵性的評價
需要是情感產生和發展的基礎,決定情感的性質。在教學過程中,適時的對學生進行鼓勵性的評價,是使學生產生情感正增長的關鍵性措施。鼓勵性評價是指教師對學生的學習行為運用簡單、適當的鼓勵性用語來達到師生情感交流的目的。在學生學習過程中不可避免地會出現成功和失敗。在學生獲得成功時,及時進行鼓勵性評價,使學生及時體驗到成功的喜悅,認識自己的能力和價值,并將價值進一步觀念化,進而轉化為獲得新的成功的動力。在學生遭到失敗時,幫助學生在失敗中挖掘積極因素,更要及時進行鼓勵性評價,使學生體驗到溫暖,認識自己能力、不足和教訓,進一步信任和激勵學生的信心、意志,爭取獲得成功。
4.差生和激勵
情感教學中要達到情感融洽的師生關系,關鍵在教師,重點在于教師對待差生的態度。教師在全面了解學生的過程中,要分析、思考差生學習差的原因。因為差生學習困難的產生過程和原因并不完全相同,多種原因集中到一點,即他們都是在學習過程中經歷了數次失敗后,隨著失敗的積累、社會評價和自我評價的改變,逐步形成這些學生失敗者的心態,喪失了學習內部的驅動力,表現為學習消極、缺乏信心,雖經補課,不僅沒能達到預期的效果,反而加劇了失敗心態的發展,致使教師束手無策。在情感教學中,實施尊重學生,信任學生,尊重和信任是溝通師生情感的橋梁,尤其是差生對教師的教學要求,往往取決于師生間有無相互尊重和信賴的情感。學生的自尊心和自信心又是建立教學情感的重要因素。
三、初步效果
1.大面積提高化學教學質量。
2.學生個性得到發展。
3.學生對化學學科的興趣發生了變化。
中學化學教材蘊含著許多豐富的愛國主義教學內容。古代化學史上,我們的祖先取得了許多輝煌的成就。如造紙術、火藥的發明和運用分別比歐洲早10個世紀和5-6個世紀,造紙術和火藥是我國古代的重要的化學工藝,也是我國成為文明古國的標志,兩者的發明和運用推動了世界文明的進程。冶煉和瓷器也是我國古代重要的化學工藝,這些技術也遠遠領先于世界各國。
在近、現代化學史上,我國的化學家也為人類社會的進步做出了巨大的貢獻,特別是建國后,我國在化學工業上成果顯著。例如:我國的化學家同生物學家合作在世界上首次人工合成有生物活力的牛胰島素。化學科學與化學工業上的成就保證了我國原子彈研制中有關化學材料的部分。我國化學家在世界上首次合成了化學結構與天然物相同的核糖核酸,為人工合成生命物質邁出了新的一步。
一個人的自我意象一旦形成,就非常難于改變。積極的、成功的自我意象,對于人是一種巨大的潛在動力。
什么叫自我意象?自我意象是心理學術語,從字面理解就是人潛意識中的自己的形象。潛意識中認為自己在群體中應居的位置或所屬的等次。
具有成功的自我意象的人,在任務面前往往有模糊的成功憧憬,在學習或工作中會自發地調動內在的各種積極因素,頑強地向成功的方向努力,一次次地實現預期目標。
少年兒童正是人生形成自我意象的時期,教師要注意塑造學生成功的自我意象。
教師在教育教學中,堅持“肯定成績,恰當鼓勵,具體指導,布置任務(近臺階任務,即跳一跳可以摘到的果子)”。是一種培養學生成功自我意象的有效辦法。
例如,某學生按教師的布置做了四個題:第一題對了;第二個題思路還正確,但只做對了前面一部分;第三個題做錯了;第四個題不會做。從這次作業看,該生這次成績屬下等。教師個別輔導時,回避下等的結論,而以肯定成績、體現鼓勵、具體指導的方法進行。教師說:“很好!第一題你做對了。第二題你的思路是正確的,中間的這一步要這樣……你完全能夠做對。第三題咱們一塊討論,理理思路……你是有能力做出來的,下去你獨立做做。第四題,老師給你講一講……。”最后,教師的結論是“你很有潛力”,并結合這次輔導和學生存在的問題,又布置了幾個題。這幾個問題有伸手可摘的果子,有踮起腳能夠摘的果子,有跳起來可及的果子。由于輔導是在融洽的氣氛中進行的,學生是在成功的愉快的心理狀態下接受輔導的,學生離開教師后,一般都會按教師的布置做。
一個優秀的教師口中,應無泄氣的語言。不論在什么情況下,學生只要跟老師接觸,心理總是愉快的,總能從教師那里獲得具體指導和進一步學習的動力。
一.基本操作過程。
(1)提出要求:即教師可根據教材和《大綱》精神向學生提出本節課的目的要求。
(2)分組討論:即將學生按座位分成四人一組進行閱讀、討論、老師有重點地指導,討論后抽一組,推選一人上講臺講課。
(3)學生講述:學生在講課中,教師除對某些實驗和難點進行輔導外,最好不要講話,而是注意全班同學聽課情況、講課同學的思路和存在問題。
(4)補充答疑:教師要及時補遺答疑,強調重點和要點。
二、指導講課法
一般分為三個階段循序漸進:
(1)開始階段:教師在開始階段不能馬上指導學生講新課,教師可上完一部分課后,再按照基本操作過程指導學生復習提問,使學生初步掌握講課的技巧。
(2)第二階段:教師要指導學生講要點。即在開始階段討論基礎上,老師可在黑板上寫出若干問題,請學生討論講解。
(3)第三階段:指導學生講課。教師應要求學生做好充分預習,自己列出題綱,經過小組討論后進一步完善。對于其中的實驗,教師可帶部分同學共同準備,由學生完整講述新課內容。
三、有利于培養學生多方面的能力。
(1)可以訓練學生表達能力:通過講課,給學生提供了較多的當眾表達機會。由于是講課,學生不僅要大膽地說話,還要清楚、簡潔、有層次,讓人聽懂。這種登臺表演極易形成良好的競爭意識,表達能力得到極好訓練。
(2)可以提高學生記憶能力:學生在課堂上“講課”,不僅要有說的能力,更要有內涵,經過積極預習準備和老師的指導可完全記往書本上的知識,提高記憶能力。
(3)可以發展思維能力:學生講課既要從生活實際、實驗現象、圖表曲線進行分析思考,還要對基本概念、基本原理進行比較抽象,對物質結構、性質、用途和制取歸納對比。因為有“努力把課講好”的內動力,極易形成較強的思維積極性,在對不同內容“講解過程中,使多種思維方法得到訓練。
聰明在于積累,天才出自勤奮。英國化學家原子論的創史人道爾頓,以“午夜方眠,黎明即起”作為治學的座右銘,自學成才。瑞典化學家舍勒原來是一個藥店的學徒工,由于他頑強的學習精神,刻苦鉆研,結果發現了許多氣體并合成了許多有機物。求真理,頑強不屈。如氟單質的制取,從1813年英國化學家戴維開始對氟進行研究到1886年由法國科學家莫瓦桑制得單質氟,其間有不少科學家付出了艱辛的勞動,很多人中毒,有的甚至獻出了寶貴的生命。然而科學家們還是前仆后繼,毫不退縮。
嚴肅認真,敢于創新。法國化學家拉瓦錫把天平作為研究化學的工具,全面研究了燃燒現象,徹底了統治化學長達百年之久的“燃素說”。而英國化學家瑞利和拉姆基在測量氣體的密度時,發現由亞硝酸銨制得的氮氣和由空氣分離所得的氮氣密度不同,但是僅幾毫克的差別。別人是容易忽略的,而他們卻認真地分析研究,進一步地分離測量,最后發現了稀有氣體。
二、通過中外科學家的感人事跡進行愛國主義教育
中國化工之父侯德榜博士,從小熱愛祖國,學習勤奮。留美8年獲博士學位后,放棄國外的優越條件,以赤誠的愛國之心回到祖國,建起了具有世界先進水平的永利堿廠。“七·七”,天津淪陷,日本鬼子威逼永利合作時,侯德榜態度堅決,斷然拒絕,后率眾入川,籌建了川廠。在他的努力下,經過多次的摸索和試驗,終于發明了“侯氏制堿法”,名震中外,為中華民族爭得了榮譽。
丹麥著名物理學家玻爾在二戰時期被迫離開被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心,把諾貝爾金質獎章溶于王水隱藏起來。后來納粹分子竄進玻爾的住宅,而那瓶溶有獎章的王水溶液就在他們的眼皮底下。戰爭結束后,玻爾又從溶液中還原提取出金,并重新鑄成諾貝爾獎章。重新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目,因為它凝聚著玻爾對祖國的無限熱愛。
一生榮獲兩次諾貝爾獎的居里夫人,把自己的艱辛努力發現的元素命名為“釙”,以紀念她的祖國波蘭。
科學家的這些熱愛祖國的動人事跡,可以培養學生熱愛科學、熱愛祖國的優良品質。
一、選擇感知對象,培養觀察的目的性
在觀察過程中,人不可能同時對所有的事物感知,往往把感知的對象集中在少數事物上,也就是說知覺具有選擇性。根據知覺的這一特性,必須引導學生明確觀察目的,讓學生圍繞目的,主動地選擇感知的事物進行觀察,只有這樣,才能提高感受性,思維也才能清晰準確。
例如,做“鎂帶在空氣中燃燒”這一實驗,目的是要導出“化學變化”這一概念,而化學變化的本質是有新的物質生成。因此,要引導學生把觀察的重點放在:(1)點燃前鎂帶的顏色、狀態和硬度;(2)燃燒后生成物的顏色、狀態和硬度,以防止學生只注意了“燃燒時發出的耀眼的強光”這一現象,而忽視了“反應后生成物的特征”這一觀察的重點。
二、注重感知程序,培養觀察的全面性
觀察的全面性是指通過觀察能獲得事物的全貌以及各部分之間的聯系。這就必須根據觀察的目的,遵循觀察對象的內在規律,確定觀察程序,有計劃、有步驟地觀察,若馬虎粗心,隨心所欲,所獲得的知識就可能是局部的,支離破碎的。
對化學實驗的觀察一般按下列順序進行:(1)觀察裝置圖,選擇所用的儀器,了解它們的用途和用法;(2)觀察反應物的顏色、狀態;(3)注意反應發生的條件,同時注意觀察發生的現象;(4)觀察反應后生成物的顏色、狀態等。
要依次進行,不遺漏。實踐證明,注重觀察程序對培養學生觀察的全面性確是行之有效的方法。
三、抓住本質特征,培養觀察的精確性
事物的特征是事物本質的外部表現,善于抓住事物的特征是認識事物本質的關鍵。觀察的精確性表現在,不只滿足于了解事物的全貌,更重要的是精確地把握事物的特征,認識事物的本質。所以,揭示事物本質特征的過程,也就是培養學生觀察精確性的過程。
例如,物質燃燒時有不同的特征。氣體燃燒時產生火焰,固體燃燒時產生火星或火花。而硫在通常狀況下是固體,可是,它在空氣中燃燒時為什么產生火焰而不產生火星呢?我們只要引導學生仔細觀察硫燃燒的特征就能把握其中的奧妙。
原來燃燒時,固態硫先液化后氣化,因此硫蒸氣在空氣中燃燒時產生淡藍色火焰也就不足為奇了。
1.根據教學目標體系,制訂出“雙基”與能力的具體要求,使學生的知識結構與智能結構同步發展----傳授知識與發展能力同步進行,課堂教學與課外指導同步進行,教師講授與學法指導同步進行,信息傳遞與反饋調節同步進行,統一要求與因材施教同步進行。
2.根據教學目的、內容、學生的實際和教學條件來選擇教法,將教學內容、形式、方法有機地結合起來。
關鍵詞中學化學教學多媒體教學模式
信息技術的發展促進了教學技術的提高,為教育創新開辟了一條廣闊的途徑,通過對多媒體及多媒體網絡和傳統化學課堂教學的研究,構建新的教學模式和新的教學方法是中學化學教學改革中重要的一項任務。
一、問題的提出
教育作為傳遞人類文化遺產和促進人類的自身發展的一種重要方式,它一方面受到社會發展的影響,另一方面又對社會發展,有著極其重要的作用。當代計算機技術的迅猛發展,使得各種各樣的新技術,新觀念,新理論層出不窮,它不僅對教育提供了新的手段,注入了新的活力,同時也對我們原有的教育觀念,教育模式產生了具大的影響和沖擊。長期以來,我國中小學教學實踐中普遍采用以黑板、粉筆、掛圖等簡單用具為教學載體;復習舊課——講新知識——鞏固運用——檢查評價,為教學模式;以老師講學生聽、學生記的“滿堂灌”為教學方法。這種舊的教學技術,教學模式,教學方法,對“創新教育”和“全面發展的素質教育”的推廣不僅沒有較大的促進作用,在某種意義上起著阻礙作用。隨著信息技術的迅速發展,現代教學媒體特別是以計算機為中心的現代化教學媒體,逐步為廣大中小學所采用,為教育注入了“現代化”的理念和新的生機。多媒體技術和多媒體網絡進入課堂,把學生帶進了一個聲、像、圖、文并茂的新天地。多媒體課堂教學是根據教學目的和教育對象的特點,通過對教學策略設計合理選擇和運用教學媒體,并與傳統教學手段有機結合,共同參與教學過程。突出教學重點,化解教學難點,形成合理的教學結構,使學生在最佳的情景中學習,那么,在這種情況下,課堂教學的模式和方法就大不同以往,這就要求我們對新的教學模式和新的教學方法進行探討和研究。
二、對多媒體課堂教學的探討
目前在中學化學多媒體課堂教學中,采用著多種教學模式,有“引探模式”、“情景導學模式”“模擬式”“網上交流式”等。下面筆者就目前采用較廣的兩種模式“引探模式”和“網上交流式”談談自己的看法。
(一)、引探模式
1、模式介紹
該模式結構如下圖:
該模式的內涵及操作程序是:教學過程中,教師根據教學目標及學生的認識水平,動用電教媒體(包括傳統媒體)向學生提出問題(伏疑引思)激發學生學習的內部動因,促進學生參與教學過程。在教師的引導下學生帶著問題實驗探索、討論。(帶疑探索)在初步探索討論基礎上,教師根據課堂的反饋信息,調控教學過程再提出新問題,引思設疑,解決問題,(導思點撥,議論解疑,研究引伸)。
2、教學案例
下面以高中新教材第二冊第六章第四節苯酚為例,談談引探模式在課堂教學中的具體實施。
教學過程設計:首先,用投影儀打出問題,苯酚的結構與醇的結構相似又不同,由此預測其性質如何?發生反應時斷鍵情況如何?接著,實物展示、學生實驗探索萊酚的物理性質和化學性質、討論總結。然后,教師將討論結果總結歸納,并動畫演示、小結。接著,引導探索:①苯基對羥基的影響。
追問,由烷烷、甲苯中甲基的性質差異來推測苯基對羥醇基的影響。苯酚能否電離出H+,怎樣驗證,設計實驗證明,碳酸與苯酚酸性的強弱。
②羥基對苯環的影響
實驗演示苯酚與濃溴水的反應。
動畫演示苯酚的鹵代反應過程并小結
最后,總結并留討論題目(a)苯與苯酚性質比較,如何檢驗苯中含有苯酚?如何分離?
(b)化工系統和煉焦工業的廢水中,常含有苯酚,在排放之前必須處理,請提出處理方案。
這樣一來,這節課在教與學的關系上,體現了教為主導,學為主體的辨證統一。強調了知識與能力的統一。在教學方法上讓學生理解學習過程。掌握思維方法,自覺主動探索,在教學手段上,利用多媒體將一些疑難問題,抽象問題簡單化、明了化,促使教學結構優化,提高教學效率。
3、模式簡評
通過這一實例,可以看出這種“引探模式”優點突出。其優點在于能促使學生帶著疑問在教師指導下層層深入,自己去探索。充分體現了學生主體地位,與那種“填鴨式”教學明顯不同。教學過程應該是培養學生思維的過程,使學生學會思考、學會探索、學會歸納總結。而不是一味地接受和記憶。在這一點上該模式充分體現了其優勢。這種模式的缺點在于利用該模式教學,對課前設計的問題要求較高。問題要由易到難、層層深入,并能使學生看得見、摸得著,能切實可行地設計實驗去探索、去討論。否則就很難達到良好效果。
下面就另外一種模式“網上交流模式”談談自己的看法
(二)、網上交流模式
該模式教學是在多媒體網絡環境下實施的。該種模式大致可歸納為:初視全境——誘發動機——提出課題——網上搜索——網上協作——小結——網上測式——延伸。這種模式的教學,可以盡可能地創設能在不同側面、不同角度表現學習主題的多種情境,以便供學生在自主探索過程隨意進入其中任一種情境去學習。然后圍繞該問題展開進一步學習,對給定問題進行假設,通過查詢各種信息資料和邏輯推理對假設進行論證。根據論證的結果制定解決問題的行動計劃,對反饋信息加以吸收,補充和完善原有認識。這樣充分體現了學生的主體地位。該模式中網上探索環節,可以使學生在自主探索過程中,采用適合自己的不同的學習方法和策略。這樣每位學生通過努力,都有能在自己天賦所及的范圍內得到最優化發展,做到因材施教。網上協作環節可以使學生與老師、學生與學生之間得到了充分交流和及時反饋,有利于學生協作意識和協作能力的培養。網上測試、網上小結有利于學生總結、表達能力的培養。另外,在教學過程中教師提出課題,引導學生探索,并及時進行信息的反饋與交流,這樣在整個群體學習過程中教師是該過程的設計者、協作者。充分體現了教師的主導作用。
在該模式下的教學中,也存在一些問題。首先,要求教師不僅要有豐富的專業知識還要掌握計算機網絡技術和課件制作。另外,網絡課堂教學客觀上有在一定的松散性和不確定性。現在每節課四十五分鐘,這樣在一堂課內容完成整個模式的流程,是非常緊迫的。
三、思考
當前課堂教學仍然是化學教育教學的主要方式。要想使課堂教學達到理想境界,不論使用哪種教學模式、教學方法、教學手段,最關鍵還是調動學生的學習積極性,使他們成為課堂的主體。只要能夠達到調動學生學習積極性的目的,一切啟發式、發現式以及有關的教育思想,模式和方法,都可以發揮其最大效益。利用多媒體進行課堂教學,可以強化課前研究,只有課前研究進行充分,才能上出高質量的課;可以優化教學過程,許多概念、抽象現象、規律等都可以做到由難到易的轉變。而且生動形象使學生感興趣。創造一個輕松愉快的學習氣氛,但是利用多媒體教學,也存在一些問題值得思考,比如有些教師認為教育改革就是技術改革即用電腦取代教師、黑板、粉筆。有的幾乎每節課都在播放內容,動態的畫面,千姿的文字等。可謂十分豐富,老師成了“放映員”喪失了主導者的地位,學生成了觀眾,喪失了主體者的地位。這樣會扼殺學生的抽象思維能力的形成,不利于學生的成長。另外,化學是一門實驗科學,化學實驗是化學理論賴以產生和發展的基礎,是不可取代的,用多媒體來實驗,沒有讓學生親自操作、親自觀察、更能使學生獲取第一手資料。弱化了部分實驗功效。不利于培養學生勤于動手、動腦的好習慣。不利于培養學生耐心、機警、細心、耐挫等良好的心理。再者,利用多媒體教學與教師講演式教學相比前者在師生感情交流方面的效果要弱于后者。教師言傳身教,以身示范的教育功效受到削弱。對于教師及時發現學生思想動態,并給于正確引導帶來不便。
總之,利用多媒體進行課堂教學,其功效不容置疑,與傳統教學相比,優點多于缺點。積極進行多媒體課堂教學研究,充分吸取,二者的優點努力提高教學效果是我們每位教育工作者義不容辭的責任。筆者在這里淺談了一下用多媒體和多媒體網絡進行課堂教學的兩種常用模式,意在一為提醒同仁重視此等問題。二為拋磚引玉。在教學中只有深入研究和實踐如何充分而恰當地設計、開發、運用計算機多媒體,使之與其他手段有機相結合,優化課堂教學,力求最大限度地提高效率,才能體現出多媒體輔助教學的真正價值。
2002年10月26日
參考文獻:《中學化學高中教材》(人教版)
《中學化學教學參考》
由于科學探究的突出地位和作用,如何在化學課堂教學中實施探究性學習成為當前課程改革實踐中的一個主要課題。許多化學教師在教學中努力地嘗試。筆者想就在課堂上實施探究性學習談幾點想法。
一、明確探究性學習的目的
所謂探究性學習是由學生在學習和社會生活情景中發現問題、選擇課題、設計方案,通過自主性探究、收集和處理信息,研究和討論,求得問題的解決,從而體驗和了解科學探索過程,養成自主探究、創新的意識和習慣,形成和提高創新能力,構建知識積累和豐富直接經驗的活動過程。探究性學習的目的是什么?是僅僅向學生灌輸所謂的探究學習的方式,還是真正提高學生的觀察、思維、分析的能力乃至創新能力?筆者在許多教師的課堂上看到的是我們的教師似乎更在意凸現出探究性活動的基本環節。即提出問題、猜想假設、設計實驗方案、探究實驗、解釋與結論、表達交流,并力求在課堂上將上述環節體現得面面俱到,但卻忽視了學生思維上的活動。有時給人的感覺是在解決問題時硬套上以上的六大環節,使探究性活動流于形式。
筆者認為《化學課程標準》中將科學探究作為課程改革的突破口,根本的目的是在于改變過去那種學生被動接受的學習方式,激發學生的學習興趣,讓他們學會科學探究的方式固然重要,但更重要的應當是開啟他們頭腦中的思維活動,培養和樹立其提出問題的質疑精神。許多學生在長期以來的管束式教育下,已經養成了思維的惰性,往往在學習上缺乏主動質疑的精神,在課堂上不敢于,不善于甚至懶于提出問題,提出自己的假設和猜想,而情愿等待著老師去講授,等待著老師去揭曉答案,指出方向,或者按照老師制定的實驗方案去做實驗,僅僅成為了一個操作者,成為教師操縱的一個傀儡,卻沒有真正投入自己的思維去思考我在干什么?怎么做?為什么這樣做?因此在這種情況下經常出現學生實驗做完了,學生卻不清楚這次實驗的目的是什么?有些操作的意圖是什么?不這樣做的后果會是什么?等等問題。
所以我認為在課堂上實施探究性教學應當首先把目標鎖定為激活學生思維,培養其主動思考,善于發現問題,勇于質疑的意識層面。只有這種主動積極地思維意識的覺醒,才能支配學生主動地投入到探究活動的其他環節中,才能在探究活動中由細致觀察而發現問題,因主動思考尋求尋求問題的方法。
二、關于探究的形式
如前所述,既然探究活動的目的是為了激活學生思維,提高學生發現問題,解決問題的能力,那么只要是能達到上述目的的形式都是可取的,而不一定要在一個有限的課堂時間內將探究活動的各個環節都進行到。我們可根據具體情況,有選擇有重點地進行某一個環節的探究。在這一個環節中充分地調動學生思維,使學生掌握解決問題的方法,也是有效的探究,如在探究實驗室制取CO2的反應原理時。我們首先提出了問題:怎樣產生并收集CO2?同學們結合已有的知識寫出了許多能夠產生CO2的反映。此時探究的目的就集中到如何從眾多能產生的CO2反應中選擇出既能在實驗室中到達到反應條件,又能產生大量連續且純凈的氣體,還要方便控制的實驗方案。在這里探究的形式就主要表現為課堂討論。因為在課堂上我們不可能將所有產生CO2的反映逐一做到。而是結合已有的知識來分析哪些方案不合適,找出其缺點。當我們將范圍縮小到了碳酸鹽與酸反應時,選取Na2CO3還是大理石與酸反應,我們可以通過實驗探究來得出:由于Na2CO3為固體粉末,顆粒小且可溶,與酸接觸面積大,反應速率過快不利于控制,故選擇大理石與酸反應。至于為何選用稀鹽酸而不用稀硫酸則通過實驗可以很直觀地看出在稀硫酸與大理石反應產生一會兒氣泡后,氣泡逐漸減少至沒有。大理石上覆蓋了一層白色物質,導致反應停止。
由此我們可看出,在一個問題的解決的過程中,探究的形式可以是多樣化的,并不拘泥于實驗探究一種形式。
三、在課堂上實施探究性教學的策略
如何在化學常規教學的課堂上實施卓有成效的探究性活動達到點燃學生思維的火花,激發學生主動參與到探究過程中去呢?我認為應當注意以下策略:
1、設計問題情境,吸引和激發學生興趣
興趣是學生主動學習探究的最大動力,只有激發學生的學習興趣,使其產生強烈的求知欲望,才能吸引學習并激發其興趣的問題情境是關鍵,我們有時在課堂上發現這種現象,即教師提出的探究問題學生熱情不高,被動地按教師設計的方向去進行探究實驗。這種情況下其思維的活躍度可想而知是很低的。因此在組織探究性活動時。首先要設計好問題情境,一下子就能抓住學生的注意力,吊起其胃口,使其產生要弄清楚的欲望。例如:
在討論金屬與鹽溶液反應的規律時,關于較活潑的金屬能將不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來的規律卻指出了K、Na、Ca三種活潑金屬例外。學生不太理解。所以我們采用了實驗探究的方法,事前不作任何解釋,只是讓學生猜測金屬鈉與硫酸銅溶液反應會有什么現象。大多數學生都會按金屬活動性順序表猜測會有紅色物質出現。而當把金屬鈉塊球投入到硫酸銅溶液中時,大家看到了意想不到的現象:鈉塊變成鈉球在液面上滾動,溶液中出現了藍色沉淀,卻沒有紅色的銅生成!這下學生的注意力一下子都集中到了對產物的分析,以及為什么不生成銅的問題抓住了學生的注意力,使其產生了極大興趣。下面再引導其分析藍色物質是什么。如何產生的。以及安排大家通過鈉與水反應的實驗探究來搞清藍色沉淀的產生這一系列的探究活動就很容易進行了。
2、從滿足學生的認知需求來引入探究
在科學探究中,最理想的狀況當然是學生自主發現問題、提出問題進而進入探究的過程。而有些課堂教學中往往是老師提出問題、學生探究。這樣就形成學生在探究的問題并不是他迫切希望弄清楚的問題。造成一種動力不足。而如果我們教師善于發現并捕捉學生在學習過程中的認知需求,或者說是其學習過程中的阻滯點則可極大地誘發其探究動機。
在上初中化學中的原子結構理論時,教材及大綱中并未要求講授原子結構理論的形成而只要求記住原子的核式結構。然而在幾屆的教學中,發現每屆學生都會提出相同的問題:原子結構為什么是這個核式結構?這個核式結構的理論是怎樣來的?如何證明它的正確性?這里就是一個學生學習過程中的“阻滯點”。如果不能滿足學生在此問題上的認知需求,則會造成對此理論懷疑,也會影響對此知識點的識記,而抓住這個問題進行探究也許會有很好的效果。
于是我發動同學們下去查找高中教材,翻閱資料,找到關于原子核式結構的發現史資料。在課堂上從湯姆生發現電子到湯姆生提出的棗糕模型,從盧瑟福的α離子散射實驗到其提出核式結構一一作了講解。雖然這個過程中主要以老師講解為主。但在這一過程中,同學們循著前人的足跡,在思維上同樣經歷了“提出問題——猜想、假設——設計方案——實驗探索——解釋結論”等過程。在這節課中,他們感受到了前輩科學家智慧的火花,也體驗到了科學研究的方法。更重要的是獲得了思維上的啟迪,使他們明白了化學中的理論都是有實驗事實作支撐的,對其科學素養的形成是有積極意義的。所以滿足學生的認知需求能使探究性教學取得實效。
3、利用學生的認知沖突來構建問題情境
認知發展機制理論認為認知系統的不平衡或沖突狀態是學校學習過程中內在的主要動機。大量教學實踐表明,創設這種認知不平衡和沖突確實有利于激發學生的求知欲望,并有利于維持他們在學習活動中的動力。
因此,在課堂教學中,我們應當創設和利用學生的認知沖突和矛盾來構建問題情境,將學生帶入探究活動中。
如在《二氧化碳的性質》一節的教學中,在演示了向放有階梯形蠟燭的燒杯中倒入CO2氣體,蠟燭由下至上熄滅的實驗后。老師提出了這樣的問題:將一長一短兩支燃著的蠟燭,用燒杯罩起來,哪支蠟燭先熄滅呢?在沒有演示實驗現象前,同學們都會依據CO2密度比空氣大這一已有知識猜測短蠟燭先熄。而當演示現象與大家的猜測相反時,這就構成了與學生已有知識的沖突與矛盾。學生的情緒頓時熱烈起來。每個人都提出了各自的猜測與解釋。在大家的相互討論中才發現兩個實驗中使蠟燭熄滅的CO2氣體溫度是不一樣的,密度也是不一樣的,熱的CO2會上升,弄清了這個問題后再將這個原理遷移到生活實際中。對于在逃離火災現場中應蹲著離開火場的措施,就不難理解了。
前例中關于金屬鈉與硫酸銅溶液反應的探究也是利用了學生認知上的矛盾和沖突來導入探究的。學生在學習了金屬活動性順序表后遇到此問題時會理所當然地認為鈉會將硫酸銅溶液中的銅置換出來。而當他們看到的現象與自己的判斷相反時,探究的動機會大大增強。
4、實驗中的異常現象和失誤是探究活動的良好素材
有些老師在教學中往往覺得科學探究活動的素材和資源不太好找,很傷腦筋。其實大可不必為探究而探究。如果我們明確了探究活動的目的關鍵在于提升學生的觀察、思維、創新能力,在我們身邊是會有許多探究的素材和資源。實驗演示中出現的異常現象和實驗失誤就是很好的探究素材。當實驗中出現與預期現象不符的異常現象時,就自然引發出問題。而找出出現異常的原因的過程本身就是一個猜測——驗證——判斷——調整——再試的探究過程,如:
在學習Cl-離子的檢測時,加稀硝酸的目的主要是為了排除CO32-離子的干擾,若有Ag2CO3沉淀生成則加稀硝酸時。Ag2CO3沉淀會溶解,在課堂上講解時,為了說明此問題,向Na2CO3溶液中加入AgNO3作為對比。可是當向所得沉淀中加入稀硝酸時,沉淀卻并未完全溶解。這顯然是出現了異常。但如果抓住這個問題,把出現異常的原因找出來,也許壞事就變成好事。這也就變成了一次探究活動。首先大家猜測可能是什么原因:討論后歸納成兩個方面:
(1)可能是HNO3中含有Cl-或不是HNO3沒有H+,驗證的方法則是分別檢測該HNO3試劑中是否有Cl-離子和H+
(2)可能是Na2CO3溶液中有問題,含有Cl-離子,驗證的方法可用確認沒有問題的HNO3再加入Na2CO3與AgNO3溶液反應后的沉淀中,看是否仍有沉淀不溶解的現象。
經過實驗探究發現所用HNO3和Na2CO3中均含有Cl-離子,而這些Cl-離子從何處而來。同學們有的說是試劑使用時,遭到污染,有的結合查閱資料中提到的自來水經Cl2殺菌后會含有Cl-而聯想到配制溶液時是否用的自來水而非蒸餾水等等合理的解釋。
如上可見,實驗中出現的失誤甚至運用得好也會成為良好的探究活動素材,這對學生的分析、推理能力以及創新思維也是大有裨益的。
5、探究性活動的課題應與生活實際相聯系,解決生活中的實際問題
如餅干中的干燥劑生石灰是否失效的問題。學生們在探究過程中會發現。當生石灰吸潮全部變成熟石灰后,干燥劑就失效。這個問題實際就轉變為檢驗干燥劑中是否還有CaO,如何區分CaO和Ca(OH)2呢?大家討論后得出:利用CaO遇水時能放熱,就可了解干燥劑是否失效。
一、綠色化學的現代內涵
綠色化學(GreenChemistry)概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的過程為零排放和零污染,具體內涵體現在五“R”上。
1、減量一Raduction“減量”是從省資源、少污染角度提出的,包括二層意思:(1)減少資源用量,在保證產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率,減少損失率;(2)減少“三廢”排放量,主要是減少廢氣、廢水及廢渣(副產物)排放量,特別是排放廢水量必須降低到一定標準以下。在我國的臺灣,連實驗室廢水排放都制定有嚴格的標準。
2、重復使用一Reuse重復使用不僅是降低成本的需要,也是減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。
3、回收一Recycling回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,回收包括:回收未反應的原料,回收副產物(含“三廢”),回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。化學工業產生中的循環操作程序就是一種常見的回收方式。
4、再生一Regeneration再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在它設計的開始,就應考慮到有關原材料的再生利用,特別高分子材料的再生顯得尤為重要。
5、拒用一Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的藥品原料,拒絕在化學反應過程中使用。在學術界日益重視的綠色化學現代內涵已得到理解,綠色化學概念在工業上也已日漸得到認可,但它的概念與內涵在教學中也應得到貫徹,它的應用在實驗中也應得到推廣。特別是中學化學教育教學,面對的是接受啟蒙化學教育的中學生,貫徹綠色化學內涵,推廣綠色化學成果顯得尤為重要。
二、現行中學化學教材的綠色化學觀綠色化學,對我國廣大化學工作者、化學教育工作者來說,或許還是一個新概念,但他們所從事的環境保護、環境教育工作,微型化學實驗研究和用品開發工作,都做到了與綠色化學要求的高度一致,甚至在現行中學化學教材中也充分體現了綠色化學觀。
1.建立了與綠色化學相一致的概念現行初高中化學教材從不同角度建立了與綠色化學內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。
2.工業化學滲透了綠色化學觀點中學化學教材中的工業化學內容雖然較為分散也不系統,但都不例外地合理滲透了綠色化學觀點,這些觀點主要體現在:(1)為了省資源、提高轉化率和原料利用率,在工業合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸、侯氏制堿法等工藝流程中都采取了循環操作(氧化);(2)為了防止或減少環境污染的發生,氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸工藝中都設立了尾氣處理裝置,并介紹了尾氣回收的方法及回收物的利用;(3)為了防止催化劑中毒,使催化劑重復使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接觸法制硫酸都要求對原料氣、爐氣進行凈化。另外,教材還介紹了電鍍工業中采取無氰電鍍,乙炔制乙醛中使用非汞催化劑的原因。
3.實驗內容充分體現了綠色化學原理在中學化學課本的編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原理:(1)對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;(2)在教材修訂時刪除了有一定危險或危害的硫化氫和苯磺酸制備實驗;(3)介紹了聞氣體的方法;(4)強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;(4)介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;(6)在新編初中化學課本中引入了減量、減廢的微型化學實驗;(7)NO、NO2等有危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;(8)在氯化氫、氯氣等制備實驗中強調了尾氣的處理辦法。
4.有關物質的內容編排中,考慮到了綠色化學因素課本在有關元素化合物、有機化合物的內容編排中從綠色化學角度有重點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等:(1)介紹了氯氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強調;(2)在選學內容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。三、綠色化學與中學化學教育教學現代社會生活、經濟發展呼喚綠色化學,綠色化學的新觀點、新思想也需要及時向社會傳播,中學化學教育工作者理當承擔起這個義務與責任。
如何在中學化學教育教學的過程中體現綠色化學思想,在潛移默化中對學生進行綠色化學觀點的教育呢?
1.在素質教育中體現綠色化學思想素質教育是全面的教育,中學化學教育也應是圍繞全民族素質的提高進行的教育。在素質教育中體現綠色化學思想,既是傳播綠色化學觀點的需要,也是培養學生對社會、對將來的責任感的需要,更是培養創新精神的需要。(1)綠色化學與環境教育化工產品生產和化學實驗產生的廢水、廢氣和廢渣都會對環境造成不容忽視的污染,這就需要在中學化學教育教學過程中進行環境教育,而綠色化學要求與環境教育宗旨是高度一致的。在實施環境教育過程中,一方面要向學生闡明綠色化學的觀點、要求,使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感;另一方面,結合綠色化學要求,教給學生防治污染的重要方法——減量、減廢、回收、再生和拒用等。(2)綠色化學與創造性教育培養學生創新精神是素質教育的靈魂,綠色化學對化工生產,化學實驗提出的新要求,無疑對學生進行創造性教育將起到積極的作用:首先,“減量、減廢”的實驗要求,可激發學生傳統化學實驗進行改革,培養學生創造能力;其次,“省資源、零污染”的化工生產要求,可鼓勵學生對化學課本中的化工生產工藝流程進行質疑,培養學生創造性思維。
2.在實驗教學中貫徹綠色化學觀點,實驗教學與綠色化學聯系最為緊密、最為直接,在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。因此,為了適應綠色化學新要求,中學化學實驗必須進行改革。筆者認為:
(1)要大力推行微型實驗,即要對常見實驗儀器進行微縮,對常用試劑要給出限量,實驗中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器,還可以把容量瓶、燒瓶、啟普發生器等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。
中學化學教材蘊含著許多豐富的愛國主義教學內容。古代化學史上,我們的祖先取得了許多輝煌的成就。如造紙術、火藥的發明和運用分別比歐洲早10個世紀和5-6個世紀,造紙術和火藥是我國古代的重要的化學工藝,也是我國成為文明古國的標志,兩者的發明和運用推動了世界文明的進程。冶煉和瓷器也是我國古代重要的化學工藝,這些技術也遠遠領先于世界各國。
在近、現代化學史上,我國的化學家也為人類社會的進步做出了巨大的貢獻,特別是建國后,我國在化學工業上成果顯著。例如:我國的化學家同生物學家合作在世界上首次人工合成有生物活力的牛胰島素。化學科學與化學工業上的成就保證了我國原子彈研制中有關化學材料的部分。我國化學家在世界上首次合成了化學結構與天然物相同的核糖核酸,為人工合成生命物質邁出了新的一步。
一個人的自我意象一旦形成,就非常難于改變。積極的、成功的自我意象,對于人是一種巨大的潛在動力。
什么叫自我意象?自我意象是心理學術語,從字面理解就是人潛意識中的自己的形象。潛意識中認為自己在群體中應居的位置或所屬的等次。
具有成功的自我意象的人,在任務面前往往有模糊的成功憧憬,在學習或工作中會自發地調動內在的各種積極因素,頑強地向成功的方向努力,一次次地實現預期目標。
少年兒童正是人生形成自我意象的時期,教師要注意塑造學生成功的自我意象。
教師在教育教學中,堅持“肯定成績,恰當鼓勵,具體指導,布置任務(近臺階任務,即跳一跳可以摘到的果子)”。是一種培養學生成功自我意象的有效辦法。
例如,某學生按教師的布置做了四個題:第一題對了;第二個題思路還正確,但只做對了前面一部分;第三個題做錯了;第四個題不會做。從這次作業看,該生這次成績屬下等。教師個別輔導時,回避下等的結論,而以肯定成績、體現鼓勵、具體指導的方法進行。教師說:“很好!第一題你做對了。第二題你的思路是正確的,中間的這一步要這樣……你完全能夠做對。第三題咱們一塊討論,理理思路……你是有能力做出來的,下去你獨立做做。第四題,老師給你講一講……。”最后,教師的結論是“你很有潛力”,并結合這次輔導和學生存在的問題,又布置了幾個題。這幾個問題有伸手可摘的果子,有踮起腳能夠摘的果子,有跳起來可及的果子。由于輔導是在融洽的氣氛中進行的,學生是在成功的愉快的心理狀態下接受輔導的,學生離開教師后,一般都會按教師的布置做。
一個優秀的教師口中,應無泄氣的語言。不論在什么情況下,學生只要跟老師接觸,心理總是愉快的,總能從教師那里獲得具體指導和進一步學習的動力。