基于理性思維能力培養(yǎng)的探究性教學(xué)研究

劉永生

摘 要：理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的思維方式，它是科學(xué)精神素養(yǎng)中的一個(gè)基本要點(diǎn)，也是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心指標(biāo)之一。初中化學(xué)教學(xué)如何立足于理性思維能力培養(yǎng)來提高探究教學(xué)質(zhì)量，本文筆者以《二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法》教學(xué)為例進(jìn)行了以下幾方面探究。

關(guān)鍵詞：理性思維;教學(xué)案例;教學(xué)策略

一、問題的提出

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，本質(zhì)就是要教會(huì)學(xué)生探究。要培養(yǎng)學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，達(dá)到解決問題的能力和實(shí)事求是科學(xué)精神。所以，初中化學(xué)教學(xué)如何立足于理性思維能力培養(yǎng)來提高探究教學(xué)質(zhì)量，是初中化學(xué)教師應(yīng)該深入思考的一個(gè)問題。

二、對(duì)理性思維的理解

理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的思維方式，它是科學(xué)精神素養(yǎng)中的一個(gè)基本要點(diǎn)，也是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心指標(biāo)之一。理性思維能力要求學(xué)生具備能采用科學(xué)原理與方法，進(jìn)行科學(xué)分析、求得實(shí)證，運(yùn)用邏輯推理方法，能達(dá)到解決問題和指導(dǎo)行為的能力。

三、對(duì)教學(xué)案例的認(rèn)識(shí)

《奇妙的二氧化碳》一節(jié)中，教材上只提供“實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)來制取CO2”的表述。這僅僅是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往只是驗(yàn)證“是不是這樣子”，而沒能達(dá)到“為什么要這樣子”，只會(huì)記住實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理，而不知“為什么不用碳酸鈣粉末”“為什么不用稀硫酸”。因此，要改變此實(shí)驗(yàn)的功能，設(shè)計(jì)成有利于促進(jìn)學(xué)生理性思維發(fā)展的探究性教學(xué)形式。

四、基于理性思維視角的探究性教學(xué)策略

1、情境性原則

創(chuàng)建問題的真實(shí)情境，對(duì)激發(fā)學(xué)生在探究活動(dòng)中發(fā)生主動(dòng)思維的作用就顯得尤為重要。問題的情境越真實(shí)，越能激發(fā)學(xué)生思維的興趣和解決問題的渴望。因此，在教學(xué)時(shí)設(shè)置如右圖的實(shí)驗(yàn)情境“將稀鹽酸滴加到石灰石的小燒杯中”。讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下的分析過程。

師：可觀察到什么現(xiàn)象？

生：石灰石表面冒氣泡，蠟燭火焰由下而上熄滅。

師：說明產(chǎn)生的氣體可能是什么？

生：二氧化碳。

師：怎樣證明？

生：將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水？

師：現(xiàn)在燒杯口較大，不便將氣體導(dǎo)入石灰水，怎么辦？

生：疑難、思考。

師：我可以將附有石灰水滴的一玻璃棒靠近燒杯口。理由是什么？

生：讓產(chǎn)生的氣體與石灰水滴接觸，看會(huì)不會(huì)變渾濁。

再設(shè)置如右圖實(shí)驗(yàn)：“將一個(gè)雞蛋放入白醋的玻璃杯中”，觀察雞蛋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

教師引導(dǎo)學(xué)生在驚嘆之余思考“為什么會(huì)有氣泡？”“產(chǎn)生的氣體是什么？”，“怎樣證明氣體？”，“產(chǎn)生的氣體的速率比剛才快還是慢？”這一系列問題正是建立在對(duì)二氧化碳?xì)怏w制取原理選擇的理性認(rèn)識(shí)的前提。既能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)兩個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是二氧化碳，又能對(duì)比反應(yīng)速率，為二氧化碳的制取原理做好認(rèn)知鋪墊。學(xué)生在這兩個(gè)富有趣味性的情境下思考“適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳方法”的問題，就能激發(fā)出學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)的理性分析。

2、自主性原則

義務(wù)教育階段化學(xué)課程中明確的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動(dòng)。雖說，通過演示也能讓學(xué)生完成知識(shí)技能性的學(xué)習(xí)任務(wù)，卻不利于落實(shí)學(xué)生獨(dú)立思維目標(biāo)。因此，探究就要善于將驗(yàn)證型的演示變?yōu)樘剿餍缘难芯?，才能更好?shí)現(xiàn)學(xué)生理性思維能力培養(yǎng)。在教學(xué)中，筆者對(duì)二氧化碳制取原理設(shè)計(jì)為如下教學(xué)安排。

師：教材表明，實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)來制取二氧化碳。主要原因是大理石（或石灰石）的主要成份是碳酸鈣（CaCO3），它能與稀鹽酸反應(yīng)，能較快產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。針對(duì)前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)情況，你們對(duì)“適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳”問題有什么想法？

生1：還有哪些物質(zhì)的主要成份是碳酸鈣？

生2：可不可用這些物質(zhì)來代替大理石（或石灰石）？

生3：能否用其它酸來代替稀鹽酸？

生4：為了使反應(yīng)更快進(jìn)行，能否用濃一點(diǎn)鹽酸來代替稀鹽酸？

生5：還有沒有其它更好的方法來制備二氧化碳？

師：同學(xué)們，你們這些疑問提得很好，提到問題的本質(zhì)，現(xiàn)在我們帶著這些問題來探究。

引導(dǎo)學(xué)生分析不用“碳與氧氣、高溫煅燒石灰石”等方法的原因，讓學(xué)生根據(jù)他們之前所提的反應(yīng)物進(jìn)行分組，開展實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生通過對(duì)比很快就掌握“適合制取二氧化碳?xì)怏w”的原理。

3、意義性原則

提高學(xué)生的理性思維能力是培養(yǎng)學(xué)生形成關(guān)鍵能力和終身學(xué)習(xí)能力的重要手段。這就要求教學(xué)要發(fā)盡量擺脫無意義的機(jī)械記憶和靜態(tài)傳遞過程，讓學(xué)生感受到思維的挑戰(zhàn)，形成思維過程的嚴(yán)謹(jǐn)，這樣的教學(xué)活動(dòng)才有讓學(xué)生學(xué)習(xí)走向深層次價(jià)值的意義。故而，教學(xué)設(shè)置對(duì)“適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳方案”和“對(duì)不合適的方法加以改進(jìn)”進(jìn)行討論，讓學(xué)生在討論中深刻理解制取方法的選擇意義。

師：在前面氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取的學(xué)習(xí)中，你們有幾種方案來制取氧氣？你能依據(jù)剛才對(duì)二氧化碳制取方案的分析，選擇一套合適的反應(yīng)裝置嗎？

生：反應(yīng)是固液不加熱型的，就可以用雙氧水與二氧化錳的那種裝置。

師：二氧化碳的收集呢？

生：二氧化碳能溶于水，不能用排水法。

生：二氧化碳密度比空氣大，能用向上排空氣法。

師：剛才大家分別用稀鹽酸和稀硫酸與碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末反應(yīng)，速率情況怎樣？

生：反應(yīng)太快，不利收集，不適合制取。

師：能不能通過改變裝置，來有效控制反應(yīng)太快的不足？

讓學(xué)生討論，形成如圖所示的裝置改進(jìn)。

然后學(xué)生驗(yàn)證改進(jìn)的方案，形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生充滿成功的自豪感。

再如：用濃一點(diǎn)的鹽酸制取二氧化碳的裝置。讓學(xué)生討論要如何處理揮發(fā)出來的氣體，讓學(xué)生能初步認(rèn)識(shí)混合氣體中除雜概念。

師：若用濃一點(diǎn)的鹽酸制取二氧化碳，則會(huì)導(dǎo)致什么情況：

生：二氧化碳中混有氯化氫氣體。

師：要收集較為純凈的二氧化碳，怎么辦？

生：將氯化氫除去。

師：（質(zhì)疑）要將氯化氫除去，又不會(huì)吸收二氧化碳，那我們得注意哪些方面的選擇？

師：要注意兩個(gè)方面，一是只吸收氯化氫氣體而不會(huì)吸收二氧化碳，二是要用什么裝置來進(jìn)行處理？

師：展示如右圖所示的氣體除雜常見裝置，并介紹能用碳酸氫鈉除去氯化氫氣體的原理。

這種在學(xué)生產(chǎn)生疑惑時(shí)，教師能適時(shí)加以引導(dǎo)，學(xué)生就會(huì)豁然開朗。

4、開放性原則

從教材編寫意圖看，重點(diǎn)在“理解二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取方法”，教材呈現(xiàn)的又僅僅是一句描述。在此基礎(chǔ)上，教師就要結(jié)合教學(xué)多方面的實(shí)際情況，對(duì)教材進(jìn)行分析、歸納。

再如：讓學(xué)生在對(duì)長頸漏斗下端應(yīng)伸入液面以下原理的處理時(shí)，筆者做了如下處理：

讓每個(gè)小組用事先給定的儀器和藥品，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方案，組裝儀器，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集氣體。之后進(jìn)行小組討論、互動(dòng)展示、反思小結(jié)……

生：我們小組按方案裝好儀器后，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行很長時(shí)間也沒能收集到氣體，大家都很著急。

師：你們找到原因了嗎？

生：找了，小組討論了好多次，也試做了好多次，才發(fā)現(xiàn)要把長頸漏斗的下端口伸入到液面以下，就很快收集滿氣體！

師：這樣就對(duì)了！能理解其中原因嗎？（學(xué)生面露難色，師生就共同探討“液封”的原理）……

在這種對(duì)教材和活動(dòng)形式的開放教學(xué)中，通過創(chuàng)造性地使用教材，變“死教”教材為“活用”教材，無疑能使學(xué)生的理性思維能力提到最大程度的鍛煉。

雖說探究性教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生理性思維能力的有效途徑，但是理性思維能力的發(fā)展是一個(gè)長期的過程，所以教師要在日常開展探究性教學(xué)過程中始終將學(xué)生的理性思維能力培養(yǎng)放在教學(xué)重點(diǎn)，注重從知識(shí)教學(xué)和技能訓(xùn)練的淺表探究上升到理性思維培養(yǎng)的探究上來，讓學(xué)生在處理與化學(xué)有關(guān)的問題時(shí)能做出更理智、更科學(xué)的思考和判斷。

參考文獻(xiàn)

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