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高中新课程实施以来,我们对基层教师普遍进行了新课程的通识、教材、教法等一系列的培训,但由于时间短,受老教材体系和传统教学的影响,难免会有老师在教学过程中出现失误。
[案例1] 在“必修1 第二章第一节物质的分类”第一学时的教学中,有一位老师是这样进行的:在研读了课标和教参的基础上,将此节内容分成两部分,用了一个课时,讲解了科学分类方法及科学分类方法的训练。反复进行的是科学分类方法的介绍和训练,忽略了这节化学课的目的是让学生知道:分类是把某些特征相似的物体归类到一起的方法,它是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法。运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。
这位老师在此节课的偏差,暴露出教师对新理念的把握上的一些偏差。由此我认识到这样一个问题:化学课堂上怎样适时、适宜地进行科学方法的教学,让化学知识和科学方法达到和谐的统一?下面就此问题谈谈本人的认识。
一、研读课标教材,掌握科学方法
由于化学教育中科学方法教育的目标包括科学认识的一般过程和科学认识过程的方法两个层面。人教版新课程高中化学必修教科书在着力构建化学知识体系的同时,力图从这两个层面构建符合高中学生探究能力发展需要的科学方法体系。一是通过教科书中不同栏目的设计,体现科学认识的一般过程;二是重视科学认识过程方法的渗透。这些科学方法大致可以分为三个层次:第一个层次是化学学科内的特殊方法,如物质的分离和提纯方法、化学性质的试验方法等;第二层次是科学研究的一般方法,包括获取事实材料的观察、实验等方法;第三层次是哲学方法,如唯物辩证法、系统方法等。
二、化学教学中进行科学方法教育应遵循的原则
1.渗透性原则
教育工作者认为,相对于科学知识而言,科学方法是一种隐性知识。教师挖掘科学知识中隐含的科学方法,在学科教学中渗透科学方法是最佳的教育途径。
[案例2]“物质的量的单位——摩尔”引言
1写出C在氧气中燃烧的化学反应方程式,并说明其宏观意义和微观意义。
2定量化学研究上常常要精确到分子个数,那怎样称量1个C原子?(讨论、想办法)
3找出办法可能是先称出一克中有多少个碳原子。(好,但还麻烦!)
4如何解决宏观可称量的物质与微观世界的微粒(原子、分子或离子)之间的联系?(可用生活中的一些办法迁移,一打袜子、一打铅笔)
5通过问题启发思考,使学生寻找假设桥梁,引入正题。科学家们也通过这个工作引出一个新的、作为桥梁的物理量,这个物理量就是为了解决宏观可称量的物质与微观世界的微粒(原子、分子或离子)之间的联系的我们称为物质的量。
2.探究性原则
从60年代开始,一批统称为信息加工的教学模式应运而生,如萨其曼的探究教学模式、塔巴的概括教学模式等,共同特征是把科学知识作为掌握科学方法的手段、工具而不是目的,以及帮助学生在探索、发现知识的过程中学会如何建立假设和验证假设,从而掌握科学方法。因此,进行科学方法的教育必须以科学探究性活动为载体。
[案例3]在进行物质结构元素周期律这节课时,传统的教学方法是由教师讲解原子核外电子排布规律,然后再进行训练,学生仅是被动地接受;新理念下的教学是先引导学生观察1～18号元素的原子结构示意图,熟悉这些元素的原子核外电子排布情况,接着采用交流、讨论、归纳、总结的方法,探究原子核外电子的排布规律,引导学生得出原子核外电子排布规律的结论。
三、科学方法在课堂教学中实施的途径
1循序渐进,将科学方法教育渗透于课堂教学之中
专门的科学方法课程内容相对来说是比较抽象的,也是比较乏味的,对学生来说可能兴趣不大,教学效果不好。中学生学习科学方法的过程,通常是由无意识、潜意识、朦胧意识逐步发展到清晰意识、自觉意识,由获得科学方法的印象、感觉性的经验,逐步发展到形成理性的认识(有关的观念和科学方法知识),在此基础上进一步形成对科学方法的喜爱,形成科学方法意识,形成应用科学方法的技能、能力和定势。
[案例4]对下列化学反应按不同的分类标准进行分类:⑴硫在氧气里燃烧?⑵红磷在氧气里燃烧?⑶铁丝在氧气里燃烧?⑷铝箔在氧气里燃烧?
这个活动的设计就是从物质的分类、过渡迁移至化学反应的分类,培养学生举一反三的能力。
2精心设计教学过程,螺旋式提升科学方法教育
科学方法的学习往往不是一两次就能完成的,为了使学生达到某种科学方法的学习要求,老师要精心地进行设计,力求具有典型性,具有适当的反复、变式和梯度。
[案例5]江苏陆军老师的《苯》教学案例
[学习任务三]用假说方法确定苯分子的组成
学习活动1:根据通常情况下烷烃的状态与分子中碳原子数的关系,估计苯分子中碳原子数的取值范围。
学习活动2:阅读教师提供的信息,推测苯分子的组成。
[信息]法国化学家热拉尔等人首先确定苯的相对分子质量为78。
学习活动3:通过比较C6H6与乙烯分子中碳的质量分数,预测苯在空气中燃烧时的现象。
学习活动4:通过观察演示实验(用玻棒蘸取苯在酒精灯上点燃),进一步确认苯分子的组成。
设计意图
⑴假说是人们根据已有的知识对于所研究的事物或现象所做的初步解释,它是在人们在对于该事物或现象的原因没有全面认识的情况下作出的推测,所以假说需要验证真伪。假说属于认识创新方法,是科学探究的核心要素。学生对假说方法的认识,需要在科学教育活动中多次体验和不断深化。
⑵本节学习任务是在改造教科书呈现方式的基础上设计的,目的是给学生增加体验假说方法的机会。
发现问题——提出假说——实验检验——得出结论——苯的分子式是C6H6。
[学习任务五]用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键
学习活动1:根据乙烯的性质和苯的凯库勒式,推测苯的性质。
学习活动2:进行苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液的混合实验,得出苯分子中没有与乙烯类似的双键的结论。
设计意图
教科书上这一节的学习任务原本就是按假说的模式编排的,这不仅能揭示苯的凯库勒式存在的问题,而且能激发学生深入学习苯的结构和性质的兴趣。
3重视科学方法与科学精神、科学思想、科学知识教育的有机结合
科学方法不是孤立地形成和存在的,它跟科学精神、科学思想、科学知识密切地联系在一起。要重视科学方法教育跟科学精神、科学思想、科学知识教育的有机结合;重视让学生参加有关的科学实践活动,注意引导他们进行思考和总结。按照知识的获得或应用过程来组织化学教学,让学生自主地参加解决问题的研究性学习活动,不但是进行科学方法学习的有效途径,还能有效地培养学生的科学精神、科学思想、科学态度和科学习惯。积极开展科学探究活动,对于改变学生的学习方式和老师的教学模式具有重要意义。科学探究可以使学生在获得化学知识和技能的同时,受到科学方法训练,体验探究的乐趣,形成和发展探究能力。
4通过实验渗透科学方法
化学是一门以实验为基础的科学,在化学教学中可以充分利用开发化学实验的优势,将科学方法教育渗透到化学实验教学中。教学过程可按课程标准提出的科学探究的一般步骤进行设计,通过提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等环节,学生可以动手操作有关实验,观察实验过程中所发生的现象,可以根据实验结果,运用化学原理分析、判断、研究来解决化学中的实际问题。
[案例1] 在“必修1 第二章第一节物质的分类”第一学时的教学中,有一位老师是这样进行的:在研读了课标和教参的基础上,将此节内容分成两部分,用了一个课时,讲解了科学分类方法及科学分类方法的训练。反复进行的是科学分类方法的介绍和训练,忽略了这节化学课的目的是让学生知道:分类是把某些特征相似的物体归类到一起的方法,它是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法。运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。
这位老师在此节课的偏差,暴露出教师对新理念的把握上的一些偏差。由此我认识到这样一个问题:化学课堂上怎样适时、适宜地进行科学方法的教学,让化学知识和科学方法达到和谐的统一?下面就此问题谈谈本人的认识。
一、研读课标教材,掌握科学方法
由于化学教育中科学方法教育的目标包括科学认识的一般过程和科学认识过程的方法两个层面。人教版新课程高中化学必修教科书在着力构建化学知识体系的同时,力图从这两个层面构建符合高中学生探究能力发展需要的科学方法体系。一是通过教科书中不同栏目的设计,体现科学认识的一般过程;二是重视科学认识过程方法的渗透。这些科学方法大致可以分为三个层次:第一个层次是化学学科内的特殊方法,如物质的分离和提纯方法、化学性质的试验方法等;第二层次是科学研究的一般方法,包括获取事实材料的观察、实验等方法;第三层次是哲学方法,如唯物辩证法、系统方法等。
二、化学教学中进行科学方法教育应遵循的原则
1.渗透性原则
教育工作者认为,相对于科学知识而言,科学方法是一种隐性知识。教师挖掘科学知识中隐含的科学方法,在学科教学中渗透科学方法是最佳的教育途径。
[案例2]“物质的量的单位——摩尔”引言
1写出C在氧气中燃烧的化学反应方程式,并说明其宏观意义和微观意义。
2定量化学研究上常常要精确到分子个数,那怎样称量1个C原子?(讨论、想办法)
3找出办法可能是先称出一克中有多少个碳原子。(好,但还麻烦!)
4如何解决宏观可称量的物质与微观世界的微粒(原子、分子或离子)之间的联系?(可用生活中的一些办法迁移,一打袜子、一打铅笔)
5通过问题启发思考,使学生寻找假设桥梁,引入正题。科学家们也通过这个工作引出一个新的、作为桥梁的物理量,这个物理量就是为了解决宏观可称量的物质与微观世界的微粒(原子、分子或离子)之间的联系的我们称为物质的量。
2.探究性原则
从60年代开始,一批统称为信息加工的教学模式应运而生,如萨其曼的探究教学模式、塔巴的概括教学模式等,共同特征是把科学知识作为掌握科学方法的手段、工具而不是目的,以及帮助学生在探索、发现知识的过程中学会如何建立假设和验证假设,从而掌握科学方法。因此,进行科学方法的教育必须以科学探究性活动为载体。
[案例3]在进行物质结构元素周期律这节课时,传统的教学方法是由教师讲解原子核外电子排布规律,然后再进行训练,学生仅是被动地接受;新理念下的教学是先引导学生观察1～18号元素的原子结构示意图,熟悉这些元素的原子核外电子排布情况,接着采用交流、讨论、归纳、总结的方法,探究原子核外电子的排布规律,引导学生得出原子核外电子排布规律的结论。
三、科学方法在课堂教学中实施的途径
1循序渐进,将科学方法教育渗透于课堂教学之中
专门的科学方法课程内容相对来说是比较抽象的,也是比较乏味的,对学生来说可能兴趣不大,教学效果不好。中学生学习科学方法的过程,通常是由无意识、潜意识、朦胧意识逐步发展到清晰意识、自觉意识,由获得科学方法的印象、感觉性的经验,逐步发展到形成理性的认识(有关的观念和科学方法知识),在此基础上进一步形成对科学方法的喜爱,形成科学方法意识,形成应用科学方法的技能、能力和定势。
[案例4]对下列化学反应按不同的分类标准进行分类:⑴硫在氧气里燃烧?⑵红磷在氧气里燃烧?⑶铁丝在氧气里燃烧?⑷铝箔在氧气里燃烧?
这个活动的设计就是从物质的分类、过渡迁移至化学反应的分类,培养学生举一反三的能力。
2精心设计教学过程,螺旋式提升科学方法教育
科学方法的学习往往不是一两次就能完成的,为了使学生达到某种科学方法的学习要求,老师要精心地进行设计,力求具有典型性,具有适当的反复、变式和梯度。
[案例5]江苏陆军老师的《苯》教学案例
[学习任务三]用假说方法确定苯分子的组成
学习活动1:根据通常情况下烷烃的状态与分子中碳原子数的关系,估计苯分子中碳原子数的取值范围。
学习活动2:阅读教师提供的信息,推测苯分子的组成。
[信息]法国化学家热拉尔等人首先确定苯的相对分子质量为78。
学习活动3:通过比较C6H6与乙烯分子中碳的质量分数,预测苯在空气中燃烧时的现象。
学习活动4:通过观察演示实验(用玻棒蘸取苯在酒精灯上点燃),进一步确认苯分子的组成。
设计意图
⑴假说是人们根据已有的知识对于所研究的事物或现象所做的初步解释,它是在人们在对于该事物或现象的原因没有全面认识的情况下作出的推测,所以假说需要验证真伪。假说属于认识创新方法,是科学探究的核心要素。学生对假说方法的认识,需要在科学教育活动中多次体验和不断深化。
⑵本节学习任务是在改造教科书呈现方式的基础上设计的,目的是给学生增加体验假说方法的机会。
发现问题——提出假说——实验检验——得出结论——苯的分子式是C6H6。
[学习任务五]用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键
学习活动1:根据乙烯的性质和苯的凯库勒式,推测苯的性质。
学习活动2:进行苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液的混合实验,得出苯分子中没有与乙烯类似的双键的结论。
设计意图
教科书上这一节的学习任务原本就是按假说的模式编排的,这不仅能揭示苯的凯库勒式存在的问题,而且能激发学生深入学习苯的结构和性质的兴趣。
3重视科学方法与科学精神、科学思想、科学知识教育的有机结合
科学方法不是孤立地形成和存在的,它跟科学精神、科学思想、科学知识密切地联系在一起。要重视科学方法教育跟科学精神、科学思想、科学知识教育的有机结合;重视让学生参加有关的科学实践活动,注意引导他们进行思考和总结。按照知识的获得或应用过程来组织化学教学,让学生自主地参加解决问题的研究性学习活动,不但是进行科学方法学习的有效途径,还能有效地培养学生的科学精神、科学思想、科学态度和科学习惯。积极开展科学探究活动,对于改变学生的学习方式和老师的教学模式具有重要意义。科学探究可以使学生在获得化学知识和技能的同时,受到科学方法训练,体验探究的乐趣,形成和发展探究能力。
4通过实验渗透科学方法
化学是一门以实验为基础的科学,在化学教学中可以充分利用开发化学实验的优势,将科学方法教育渗透到化学实验教学中。教学过程可按课程标准提出的科学探究的一般步骤进行设计,通过提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等环节,学生可以动手操作有关实验,观察实验过程中所发生的现象,可以根据实验结果,运用化学原理分析、判断、研究来解决化学中的实际问题。