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 ──化学实验教材的实施情况

二十一世纪是知识经济世纪,知识经济呼唤教育必须培养出创新型人才。因此,国家基础教育改革势在必行。2001年9月,我校继大连市旅顺口区之后成为又一个化学课程改革的试验点,我有幸成为教学改革实践中的一员,经过暑期人教社专家的培训,使我了解了化学教学改革的整体思想和改革的目标及动向,同时也使我对以往的教学进行了反思。

近十年的教学工作中,使我深深体会到,为了追求升学率,为了三率的评比,我用无数的习题、无数张试卷使我们的学生的分数越考越高。然而,也正是教师的“精讲多练”使学生天性中的“异想天开”都被扼杀了。虽然不能说我们“误人子弟”,但从某种意义上说,我们在某些方面已经严重地阻碍和限制了学生的发展。

“如何改变当前的教学现状呢?”带着这个严峻的问题,我开始了新的教学尝试。(现在我仅代表由市教研室郭主任领导的师专附中实验组的四名教师就近一年来我们在实际工作中的一点感受给大家做一个汇报,希望与各位教师共享和探讨。)

课改之初,我们实验组对《课标》和《实验教材(上册)》进行了研读,我们从课标的内容以及教材对于不同内容设计的层面上已深深感受到了新的教育理念,这必将使我们的化学课堂发生翻天覆地的变化。

一、化学课程改革中的几个变化:

(一)教材内容的变化(即学生学习内容的变化)

翻开《义务教育课程标准实验教科书 化学》这本新教材,你会被它鲜活逼真的板面设计以及精美的图画和照片所深深地吸引。正象有的学生所说的那样:“拿过化学书,我就想把它从头看到尾……”,这本书从情感上就已牢牢地抓住了学生的心,它已不再是“应考工具书”了。

先简单介绍我们体会到的新教材最大的变化在于:

1.教学观念的根本改变

以往的教学内容注重结论,而新的教材则注重过程。教材中对于许多重要知识和实验现象都没有系统的描述,而是以核心理论为主线,安排大量的“活动与探究”,要求学生通过科学探究自己得出结论。

2.教材基本内容的改变

教科书中删去了旧教材中“繁、难、编、旧”的内容,改变以过去知识的完整性、系统性过强,重理论不重实践的状况,更重视学生的生活经验和对科学过程的感受,不过分强调知识的逻辑顺序,使教科书在一定程度上体现生活性、实用性、符合初中生的年龄特点,使学生学习的广度和知识面扩大了,而适当地降低了难度。

3.概念教学的改变

在教材内容的编排上注意到了概念形成的阶段性、发展性和可接近性,强调学生对概念学习和理解的循序渐进,不强调机械地死记硬背。如纯净物和混合物的概念(并不直接给予,而是指出氮气、氧气是纯净物、空气是混合物,让学生直截了当地理解什么是纯净物,什么是混合物);元素的概念则是由名词→解释→概念的给予过程,即课本从课题1中提到门捷列夫的元素周期率,从而使学生认识了“元素”这一词,然后在“水的组成”等课题中不断提到什么物质中有什么元素,并对元素进行解释“元素是组成物质的基本成分”,最后在“元素”一课题中再给出概念,而此时学生对于“元素”已经很熟悉了,使他们自然而然将知识由感性认识上升为理性认识,有一种水到渠成的感觉。

4、知识呈现方式的改变

在新教材中,主体知识部分都是通过“活动与探究”得出的结论,体现了自主的学习方式。对于一些无法让学生探究的或不易让学生自主探究的知识则采用了“观察与思考”的方式来呈现,例如:对于分子和原子这些微观粒子的教学,就需要学生通过看录像、图片后,进行观察、思考得出结论,教科书中编入的“科学.技术.社会”、“资料”等内容,使化学原理与生活、社会实际、最新科技成果联系起来,从而加深了学生对化学与人类进步以及社会发展之间密切联系的了解;“调查与研究”,则是证学生通过各种途径获得知识、信息,且将知误用重新应用到实践中去,并在实践中巩固升华所学的知识。例如:空气和水→调查当地的空气和水体污染情况,研究如何防止空气和水体污染;燃料和灭火→如何灭火;燃料→调查目前所使用的主要燃料,解决研究如何使燃料充分燃烧及酸雨形成和危害等;使学生充分感受到学习知识是为了应用改造社会,学以致用才是学习的真正目的。而每一单元后面双设立了“单元小结”,给同学们以清晰的思想脉络,引导学生自己去整理、归纳,从面从头脑中自主地去完成具有个性差异的知训建构过程,而不是被动地接受千篇一律、万人不变的知识体系。

(二)师生角色的变化:

在以往的教学中,教师始终都在扮演着一个主宰者和评论者的角色上。课堂上,我们常常会说“注意听讲”、“别说话”、“闭上嘴”……之类的话,我们习惯于“一言堂”,把课本上的知识原原本本地呈现在学生面前,滴水不漏地讲给学生听,唯恐因某一点没讲到影响了学生学习的效果而造成考场失分。因此,教师被称为“教书先生”。然而,我们不妨想一想,我们教师“何功之有”?学生的学习被我们包办代替,我们使学生的大脑成了前人知识的“复印机”,学生将概念背得滚瓜烂熟,却不知道家里的油锅着火该怎么办;参加奥赛拿高分,却不知道科普论文怎么写。这样的学生根本不适应未来社会发展的需要。社会的发展和进步,不但需要学生有充实的知识储备,更需要他们具有创新精神和实践能力。因此,培养和促进学生智慧潜力的开发和激发他们学习的自主精神成为我们教学的主要方向。我们应把“教师──学生”这一系统从“权威──服从”的关系变成“指导──参与”的关系,将教学的过程转变成为“师生互动”的过程。学生则由被动接受式学习、死记硬背、机械训练的现状,转变成为主动参与、乐于探究、勤于动手,教师则应注重培养学生搜集和处理信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

说心里话,“教师角色的转变”一开始我真有些接受不了。我总觉得教师讲得少,学生能掌握的知识就少,教学任务怕是完不成,其实不然。经过一年的实践工作,我终于真正理解了“教学生学,不如教会学生学”这句话。例如:学生在经历了最初的新鲜感和好奇心之后,带着无数的问题走入化学之门。他们所接触的第一种物质就是空气,对于拉瓦锡等无数科学家对空气组成的研究,学生们通过查阅资料,课堂阅读,互相分享并体会到了科学发现的不易。教师则引导学生重新体验科学探究和发现的乐趣。我将“氧气占空气体积1/5的实验”由原来教师演示实验→学生观察现象→得出结论的旧的教学方法,改为探究性实验,先在教师的引导下设计实验方案:即教师先提出问题“要想测定氧气在空气中的体积分数,我们应在什么样的环境下,做什么样的实验呢?”学生受拉瓦锡实验启发,考虑到应在密闭容器中用某一物质消耗氧气,由反应气体的体积来确定氧气的体积分数。学生的思考得到肯定后,接下来启发学生进一步思考“如何能看出气体减少的体积是多少?”学生以物理知识为基础想到“氧气消耗后密闭容器内部压强变小,外部压强大于内部压强,如连通储水装置,水就会进入密闭容器且体积为消耗的氧气的体积,从而测定氧气的体积。”通过学生的思考,思路逐渐明朗,实验方案也就出来了。我将实验仪器及药品介绍给同学,由同学们分组探究,各小组的实验结果并不都是一样的,于是师生之间、学生之间展开了讨论。“为什么实验结果会有偏差呢?”教师将学生各种猜测记录于黑板上,最终将讨论的焦点集中在三个问题上:1、红磷用量;2、集气瓶冷却程度;3、装置的气密性。为了更好地分析和解决以上问题,我分别给14个实验小组分配从正反两方面对以上3种情况进行实验探究。这一次带着问题进行的实验使学生们探究的目的性更强了,实验效果更好了,绝大多数同学为了得到正确结论,做实验一丝不苟,俨然“一个小小科学家的样子”。经过实验,同学们很快得出了正确结论,从而验证了这三种情况对实验结果的影响。最重要的是这一次探究活动的意义非常深远,它不但使学生认识到了“科学的严谨,可能性一点小小的失误就会造成结果的不准确。”从而培养了学生科学的严谨的学习态度以及全面分析问题的习惯和能力,而且还让学生真正体会到了主动学习的乐趣。有个同学课后曾兴奋地说:“我太喜欢化学课了,化学老师跟别的老师不一样,每一节课都让我感觉非常渴望着去找到些什么,我想有一天我会成为拉瓦锡。”这句话,让我更坚定了课改的决心。

另外,在这一实验中所涉及到的关于“反应物为什么用红磷而不用其他物质”的问题,我本打算在讲完氧气性质后作为习题留给学生分析,可没想到第二节课刚一上课就有学生举手提出了这个问题:“老师,上节课咱们分析了3种影响实验结果的情况,那如果把红磷换成木条、蜡烛(因为他们接触到的物质还很少)等一些其他可以和氧气反应的物质的话,也能得出结论吗?”当时我都要把个中道理象以往一样说出来了,可话到嘴边,我又突然考虑让同学们去讨论吧。让我感觉非常意外也非常兴奋的是,学生居然讨论出“木条、蜡烛燃烧会产生CO2气体,它影响了瓶内气体的组成,从而使压强发生了改变,肯定得不出结论。”进一步双有学生说:“女那就是说,不能用燃烧后产生气体的物质了。”当然这一讨论还不彻底,我没有急于补充,但是我给了学生们充分的肯定和表扬,我在黑板上给全班同学写了一个大大的100分。其实,这一课下来,等于是让学生给我上了一课,让我重新发现了学生的潜力和认识到了他们的可爱之处,使我更爱我的学生们,我也更深刻体会到了做老师特别是化学教师的乐趣。

(三)评价方式的改变

新的评价方式已不再强调“甄别”和“选拔”,而更注重“改进”和“提高”,也就是说评价不再是优中选优的“筛子”,而应该是学生智力和能力发展的动力源泉。因此,在实施新教材的过程中,教学的评价可以由单一的笔试测验转向笔试测验与活动测试相结合的方式。从解决实际问题的背景中去测试,从知识的整体联系上去考核,让学生表现出创造、设计或做某些事情的能力。例如:对于实验报告的评价,论文的展示等等。另外,对学生的评价应采用“不批评,多鼓励,常表扬”的方法,尽量捕捉每一个学生的闪光点去表扬他,促进他,以减少学生失败后的灰心,增加成功后的信心。

二、实施过程中的几点思考与收获:

1.如何组织“活动与探究”

“活动与探究”是化学课程改革的核心内容,“活动与探究”的成功与否是课改成功的关键。在课改之初,为了使学生能自主地探究,我原以为不要对探究过程进行控制,然而不控制却导致了不少学生的茫然和不知所措。因此,我认为初中化学中的“活动与探究”过程还应在教师的引导和控制下有序地进行,这样才能保证大多数学生探究过程能有效地进行。但这也势必会限制一些能力较高学生探究的自主性,我则采用鼓励他们利用课外活动的时间对其在探究过程中所产生的疑问及拓展性问题进行进一步自主探究的方法,以发挥优等生的实践能力和探索精神。

在“活动与探究”的过程中,我通常引导学生按科学探究的一般程序“问题──假设──推理──验证──结论”进行探究,但还需针对具体课程进行具体分析。

例如:对“质量守恒定律”的探究,先以提出问题的方式引导学生创设探究的情境,即"物质在发生化学变化时其化学性质发生根本改变,由原物质生成了新物质,物质的质量上有什么变化呢?"学生马上想到参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和之间可能有三种情况(1)不变;(2)增加;(3)减少.带着对三种可能情况的疑问先观察演示实验────白磷燃烧前后质量变化情况.通过此实验学生不但初步感受到反应前后物质的质量总和相等,更重要的是能够通过细心观察体会到探究的途径和方法,为以下分组实验做好准备。学生带着这一结果是必然还是偶然的疑虑开始自己的分组实验。四个实验分别为:

学生先就实验本身的现象进行观察并记录下来 。然后再将反应前后质量的比较关系记录下来,这时有些同学就急于得出结论了:“质量关系无规律可循。”而有些能力稍强的同学已看出个中原因了。为了使全体同学都能完成自主探究,我又引导他们先总结四个反应的反应原理,然后对表达式进行分析。绝大多数同学都能由前两个反应得出“反应总质量不变”的结论,而后两个实验记录结果为“变大”“变小”,但他们发现此结果并非结论,因为他们发现“第三个反应没有称量反应物中O2的质量,所以称量结果变大,第四个反应是没有称量到生成的CO2的质量,所以称量结果变小了"。从而得出"质量守恒"的结论。

对“CO性质”的探究教学过程的基本环节可以设定为:提出问题→设计探究方案 →解决问题→总结和评价。教师针对教材的内容和学生现有知识水平,对这一节课进行分析,提出要探究的问题。教师第一步先引导学生利用C和CO2的性质分析燃烧很旺的煤炉中会发生哪些反应。学生暂时只能回答“C会燃烧生成CO2,CO2又会被C还原成CO”。教师问:“以上两个反应体现C 和 CO2的什么化学性质?”学生回答:“第一个反应说明 C具有可燃性;第二个反应说明 C具有还原性,CO2具有氧化性。”教师引导学生分析:“从得氧失氧看, C的可燃性和还原性都说明碳只能得氧,而CO2的氧化性则说明CO2只能失氧。那么,组成介于二者之间的CO又具有哪些性质呢?”第二步组织学生设计探究方案:(1)、学生猜想,对CO的化学性质提出假设:a、CO能得氧,具有还原性;b、CO能失氧,具有氧化性。(2)、确定探究方向:课堂上探究CO得氧,即可燃性和还原性。关于CO失氧的问题留给有余力的同学课下去探究;(3)、设计探究方案:由学生分组讨论后确定。具体环节如下:

2.如何将科学探究的方法融入到教学中去

在教学中淡化学生实验和演示实验的差别,尽量让学生动手做实验,将验证性实验逐步改变成探究性实验,在进行探究性实验的过程中体验科学探究的方法,逐步培养学生的科学素养以及情感和价值观。

科学探究需要有一定的知识基础做底蕴,否则学生根本无法自主地去寻求探究途径,设计探究方案,实施探究过程。因此,在整个教学过程中,我采取逐步深入的方法,从半探究逐步进入到全探究过程。先注重培养学生严谨的科学态度和科学的学习方法,再注重培养他们的创新思维和探究能力。

例如:氧气的制取

探究内容:1.实验室制取氧气的反应原理。

2.实验室制取氧气的发生装置。

3.实验室制取氧气的收集装置。

主导思想:让学生体验科学探究是人们获取科学知识,认识客观世界的重要途径;意识到提出问题和做出猜想对科学探究的重要性;知道科学探究可以通过实验、观察等各种手段获取事实和证据,需要进行推理和判断;认识到科学探究需要合作与交流。培养学生严谨科学态度,启发学生的创造力。

3.如何让学生体会到学习化学途径的多样性

(1)从课堂教学中体会:

并非所有的课题都适用于探究式的教学方法,教师必须根据不同课型采取不同的教学方法,化学课堂教学方法优化的十要素为:启发探究、阅读、讨论、质疑、讲解、练习、交流、小结、评价。依据以上要素教师应采用多种教学方法进行灵活多样的组合:阅读讨论式(金刚石、石墨和CO2)、探究式(主体知识)、质疑释疑式(课题的引入、复习和小结)、反馈评价式(CO2的功与过)、交流小结式(核心概念、构建知识主块以及交流学习的体会、方法、教训及成功的经验)。

(2)通过课下的多种方式体会:

为了让学生能养成自主学习的学习习惯,经常布置学生或让他们主动地查资料“在资料本”,包括从书中、报上、电视上获取,或上网查寻、或询问等方式,学生在这一方面兴趣很高,而且收获不小。另外,培养学生书写小论文,从中展现一些个人的想法,让他们的想象力有充分发挥的余地,还经常驻布置一些家庭小实验,如用花瓣做指示剂,探究鸡蛋壳中的主要成分等等。

(3)使学生把学习化学作为成长的需要,促进其价值观的形成,培养其探求科学知识的意识。

①身边处处是化学知识,化学与生产、生活密不可分,如为什么灯泡中放少量红磷?为什么含磷洗衣粉会造成水污染等等。

②使学生掌握一定的科学方法和基础知识。

③教育学生要有关心社会,了解社会的意识和改造社会的责任感。

三、实施过程中遇到的一些问题

除了现有班型过大,教学资源缺乏(现代化教学手段跟不上)等问题给化学教学改革带来困难外,从教学实践中我感受到还存在以下三方面的问题:

1.新教材思路与学生固有的思维定势的矛盾

通过与学生讨论、交流、座谈,我了解到学生虽然喜欢改革后的教材和教学方式,但他们还在受着应试教育的影响,他们已经习惯接受老师给出的知识或由书本中给出的所谓“标准答案”去解决一些问题,习惯于老师给做章结小结,找到难点和重点。要想使他们从以前的接受性学习跨越到主动探究,适应新课程还需要一个过程。

2.新教材的实验配套设施要求与现状的矛盾

开放实验室的困难:指导教师不足、药品仪器不足等等。

3、中考的要求与实验教材内容的差别:

人人注目的升学率给老师带来很大的压力,如果还是考什么就教什么,那就无异于不改,可是我们现在的课改的价值又根本由中考体现不出来。

另外,作为教师,我应努力培养和提高自己的创新意识,不再把自己深深地埋在题海里,而应认真地研究教学,创造性地去思考教学,给学生一个轻松愉快、且高效率的课堂。

    
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