以“學(xué)歷案”突破化學(xué)實驗探究教學(xué)瓶頸——化學(xué)實驗教學(xué)學(xué)歷案中的“探”與“究”的設(shè)計與實施策略

周 靜

(新疆烏魯木齊八一中學(xué) 830000)

一、“學(xué)歷案”實驗教學(xué)的“探”與“究”的實施原則

“學(xué)歷案”實驗教學(xué)“探”與“究”的實施遵循以下原則：

1.主體性原則：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，因此探和究的過程注重學(xué)生的思維發(fā)展過程，重視學(xué)生各方面潛能的發(fā)展，注重學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)，促進學(xué)生的自主探究、合作交流.

2.可操作性原則：充分考慮學(xué)生所具有的知識基礎(chǔ)和技能條件，建立科學(xué)的合理的學(xué)歷案設(shè)計方案和評價體系，以便學(xué)生能在可預(yù)測的探索過程中順利完成.

二、學(xué)歷案設(shè)計時需克服的問題

1.教師課前要換位到學(xué)生的角度體會學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并根據(jù)已具備的知識精心設(shè)計學(xué)生的實驗探索活動.若不能轉(zhuǎn)換角度，很容易在課堂中斷鏈了，最終又成為一堂傳統(tǒng)課——教師教給學(xué)生，而不是學(xué)生自己探索得到結(jié)論.

2.如何有效完成課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，達到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果.

三、在學(xué)歷案中“探”與“究”實施的策略

1.明確課標(biāo)要求，給出確定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，強化主體意識——明確“究”什么

傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)總是呈現(xiàn)在教案里，是老師備課的依據(jù).在學(xué)歷案教學(xué)中為了讓學(xué)生迅速進入角色，明白這堂課的學(xué)習(xí)任務(wù)和要掌握的技能，在一開始就給出具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)和課標(biāo)要求，會讓學(xué)生感到“要上戰(zhàn)場，先領(lǐng)任務(wù)”的主人翁意識.

例如，對選修四中原電池的改進學(xué)習(xí)中，教師在學(xué)歷案中第一部分就提出課標(biāo)要求并設(shè)計這樣的學(xué)習(xí)目標(biāo).

課標(biāo)要求：體驗化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式.

學(xué)習(xí)目標(biāo)：①通過課前思考，復(fù)習(xí)原電池原理，體會已學(xué)的單液原電池與現(xiàn)在市場上的電池的差異.②通過已學(xué)知識組裝的原電池觀察，發(fā)現(xiàn)問題缺陷，分析原因，找到突破口.③通過實驗設(shè)計和實施，體會改進方法.④通過整堂課小組的“探”與”“究”實驗，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，分析原因，找到解決方法并進行驗證，得出結(jié)論，培養(yǎng)探索精神及分析問題解決問題的能力.⑤通過對鹽橋的認(rèn)識，破除了傳統(tǒng)思維模式，體會氧化劑、還原劑完全隔離，也能通過特定裝置實現(xiàn)電子的定向移動，從而為原電池持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流創(chuàng)造必要的條件.

課標(biāo)要求的提出讓學(xué)生明確高考要求，分步學(xué)習(xí)目標(biāo)讓學(xué)生明白在知識層面、實驗?zāi)芰皩W(xué)習(xí)方法的具體要求，也是本堂課學(xué)歷案構(gòu)建的依據(jù).如果學(xué)生能充分理解學(xué)習(xí)目標(biāo)，就能更好借助學(xué)歷案構(gòu)建自主學(xué)習(xí)的探索過程.

2.“引入”要能創(chuàng)設(shè)情境——實現(xiàn)為什么“探”

做什么實驗，怎樣做固然重要，而為什么去做，從哪入手，是打開學(xué)生實驗探索之門的第一要素.建構(gòu)主義認(rèn)為，有意義的學(xué)習(xí)過程需要在一定的情景下才能發(fā)生，同樣，在什么樣的情景下開始實驗也是直接影響整個實驗學(xué)習(xí)過程能否有效進行.通過對學(xué)歷案的幾節(jié)課堂實例的觀察和分析，筆者總結(jié)出以下幾種方式的實驗教學(xué)引入方式.

(1)從生活中開始思考.把實驗內(nèi)容與社會、生活和科學(xué)前沿結(jié)合起來，通過學(xué)歷案呈現(xiàn)出學(xué)生熟悉感興趣的事件和變化，同時提出問題，學(xué)生立即就能引入門來.例如，在原電池鹽橋改進的實驗開始，學(xué)歷案中描述：“充電5分鐘，通話兩小時”.OPPO手機的快充電池使它迅速占領(lǐng)了市場.近期三星集團宣布他們已經(jīng)研發(fā)出石墨烯手機電池技術(shù)使充電時間縮短到12分鐘.可見在這個電子產(chǎn)品時代，電池優(yōu)化帶來的就是一場革命.對未來電池的設(shè)想你們一定有很多想法.

①電池的好壞是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的剛性指標(biāo)，如果你是一個電池開發(fā)商，你希望如何改進你的產(chǎn)品？②你在家嘗試過制作一個電源嗎？怎么做的？效果如何？(同組交流你們的發(fā)現(xiàn))

學(xué)生拿上學(xué)歷案后立刻被這個感興趣的文字帶動起來，小組開始交流他們在生活中的一些發(fā)現(xiàn)，很快大家得到共識：必修二中組裝的電池是無法持續(xù)使用的，而電池的改進還在日新月異.

(2)實驗發(fā)現(xiàn)引入.通過已掌握的知識和技能完成實驗，并從中發(fā)現(xiàn)問題.即老知識、新發(fā)現(xiàn).例如，學(xué)歷案中設(shè)計：你能用橘子做一個電池嗎？發(fā)現(xiàn)什么了？為什么帶膜的多半橘子也能導(dǎo)電？看似大家都知道的結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)了與眾不同的地方，這樣有利于學(xué)生迅速發(fā)現(xiàn)問題，引發(fā)思考，把學(xué)生帶入到實際實驗中問題的分析過程中來.

(3)問題單刀直入.直接提出相關(guān)問題，通過學(xué)生的回答的不確定性就是引起實驗探索的原因.例如，在鹵代烴的學(xué)歷案教學(xué)中開始就提出這樣的問題：如何證明鹵代烴中鹵素元素的種類.問題簡潔明了，學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)直接加硝酸銀溶液不可行，必須讓鹵原子形成離子才可以進行，于是通過課本知識設(shè)計了鹵代烴的消去和水解實驗，進一步實現(xiàn)鹵離子的檢驗.這樣直接設(shè)置問題，學(xué)生能究其問題開展實驗探究，這堂課思維連貫，整個實驗過程都是在問題的引導(dǎo)下進行的，實驗教學(xué)過程就是解決問題的過程.

3.實驗評價多維度——體會“探”的樂趣“究”的意義

實驗評價是對實驗現(xiàn)象進行的分析、歸納、或抽象、推理等一系列思維過程后做出的總結(jié)性判斷.新課程倡導(dǎo)讓學(xué)生自己經(jīng)歷得出結(jié)論的過程，所以實驗評價也應(yīng)包含過程評價和實驗結(jié)論評價.

(1)學(xué)歷案過程評價應(yīng)關(guān)注探究過程中學(xué)生運用科學(xué)方法設(shè)計實驗方案的能力成長.

課標(biāo)要求教學(xué)不僅要教知識，更重要的是要進行科學(xué)探究方法教育和提高學(xué)生的實驗探究能力、學(xué)習(xí)能力及科學(xué)素養(yǎng).所以學(xué)歷案設(shè)計中要體現(xiàn)實驗操作中實驗的操作方法是否具備運用對比、控制變量等科學(xué)方法實施實驗.

例如，在“比較鈉與乙醇的反應(yīng)”的實驗中，學(xué)歷案設(shè)計了這樣的環(huán)節(jié)：比較醇與水的結(jié)構(gòu)，你能推測乙醇可以發(fā)生什么反應(yīng)，如何設(shè)計實驗.在實驗報告一欄中：你如何比較醇羥基與水的活性，請寫出實驗方案，并推敲實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性.在小組實驗中，通過小組評價，大家認(rèn)為取相同體積的乙醇和水，并滴入相同滴數(shù)的酚酞，加入一樣大小的鈉塊的方案是準(zhǔn)確的方案.教師在評價中肯定了這種通過控制變量進行對比分析的科學(xué)實驗方法.

(2)學(xué)歷案過程評價應(yīng)關(guān)注實驗中的思考、質(zhì)疑和反思等.

因為不同的實驗方案可能帶來不同的實驗結(jié)論，如何評判并進行反思，也是學(xué)歷案設(shè)計的要素.例如，在“驗證醛基還原性實驗”的學(xué)歷案設(shè)計中，不同組會選擇葡萄糖及乙醛來做實驗.當(dāng)把新制的氫氧化銅溶液分別加入這兩種溶液中時，出現(xiàn)不同現(xiàn)象.細心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)葡萄糖中加入新制氫氧化銅溶液會出現(xiàn)絳藍色變化，在學(xué)歷案的啟發(fā)下，學(xué)生推測出這是羥基的作用.

(3)學(xué)歷案結(jié)論評價應(yīng)注意對實驗對象、實驗裝置、必要安全措施三方面做出全面評價.其次實驗結(jié)論要與客觀實驗事實相符，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng).通過觀察獲得的實驗現(xiàn)象，通過描述獲得的實驗事實，并不等于實驗結(jié)論.所以學(xué)歷案結(jié)論評價時，應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)邏輯.例如，在化學(xué)平衡學(xué)習(xí)中，學(xué)歷案設(shè)計為：歸納——概括——總結(jié)，通過對不同條件下平衡移動方向的歸納，最終得出勒夏特列原理.

通過實踐表明，學(xué)生在學(xué)歷案的引導(dǎo)下親歷了做實驗發(fā)現(xiàn)真相的過程.通過學(xué)歷案教學(xué)，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論；能和同學(xué)交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設(shè)想；能尊重事實和證據(jù)，通過邏輯推理得出結(jié)論，這些都充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng).