化学教学中引导学生自主探究的探索与实践

化学教学中引导学生自主探究的探索与实践上海市第八中学陈小红摘要：时代呼唤人的可持续发展，教育呼唤学生的自主性。本文以《元素周期律的发现和应用》为例，着重从创设探究情景营造探究氛围、展现探究历程感悟探究精髓、模拟研究场景体验探究精神、自主探究规律建构知识体系、学以致用创新发展等环节简要阐述本人在化学教学中引导学生自主探究的教学设计和教学实践，同时及时反馈了学生的学习心得和本人的实践感言。新一轮国家教育课程改革一个重要而具体的目标就是要改变课程过于注重知识传授的倾向、学生被动接受、大量反复练习的学习方式，强调形成积极主动的学习方式，倡导学生主动参与的探究式的学习，这就要求我们的教学设计应把学生的起点作为教师教学的起点，教学要服务于有个性、可持续性、全面和谐的学生的发展，才能真正体现“以学生为本，以学生的发展为本”的要求，才能真正体现“让学生学得生动，学得主动；让学生亲自体验、手脑并用；让学生应用新技术、获取新信息；让学生参与教学、尝试成功”的新的课程理念。从而激发学生的学习兴趣，激活学生学习化学的内驱力，提高学生化学学习能力。下面以《元素周期律的发现和应用》为例，谈谈本人在教学中引导学生自主探究的教学设计和教学实践的几点做法和体会。一、教学实践中的几点做法1、创设探究情景，营造探究氛围“科学是美的，每个科学家都有这种感觉。”（杨振宁语）发挥化学世界绚丽多彩，千姿百态，奥秘无穷的优势，启发学生的思维，让学生积极主动地参与教学活动，自始至终处于积极的思维状态之中，成为学习的主人，变“要我学”为“我要学”，最终达到“我会学，我乐学。“所以从课堂一开始，就精心设计教学情景，激发兴趣，启动思维，使学生处于主动探索的地位。情景一：配以钢琴曲《无尽的爱》为背景音乐，让学生在宁静的意境中欣赏各个时期、各种形状、各种用途的元素周期表，以我们国家2001年中科院海盐湖所的肖应凯研究员与北京大学教授张青莲院士等专家学者经两年潜心研究而测定编撰的新世纪版《元素周期表》为定格，让学生不仅感受了元素周期律给人以节律和秩序美，更让学生感受了作为一名中国人的骄傲和自豪。以美融情，从而激发同学们的学习热情。情景二：展示由学生亲自动手画的元素周期表，相互评价，品尝成功。自我完善，不断提高。2、展现探究历程，感悟探究精髓学生展示自制课件，展现元素周期律的发现历程：从德国化学家贝莱纳的三元素组到法国尚古多螺旋图；从德国迈耶尔的六元素表到英国纽莱兹的八音律；从门捷列夫的第一张元素周期表到英国莫斯莱的元素周期律的日趋完善。同学们资源共享、共同探讨：畅谈科学家们勇于探索、坚韧不拔的探究精神和科学的研究方法带来的启示。3、模拟研究场景，体验探究精神现代教育观认为：化学知识的学习应是通过学生自己动手发现、亲身经历体验而习得，只有这样才能感受深刻、学得深入和全面。门捷列夫元素周期律的发现、元素周期表的编制和“纸牌”有着不解的缘分，在课堂教学中模拟研究场景，让学生亲手体验探究历程，体验科学家编排元素周期表的艰难历程，引导学生形成严谨求实、科学求真的科学态度和科学精神，培养学生应用元素周期律的逆向思维方法。模拟场景是这样的：现有下列短周期元素性质的一部分数据,请你当一回研究员，编排小小元素周期表。元素性质╲元素符号①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径（10-10m）0．661.361.231.100.991.570.700.88常见化合价最高正价+2+1+1+3最低负价-2-3-1-3将原子半径、最高化合价、或者最低化合价等写在纸牌上，八张纸牌代表八种元素。根据元素周期律粘贴在下面的相应位置。小组合作完成。族周期╲ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅥA0123通过小组合作体验，相互评价，优化方案，同学们情绪激昂，共同营造了探究气氛。4、自主探究规律，建构知识体系建构主义理论认为：学习者的知识是在与环境交互作用中自行建构的，而不是灌输的，它特别注意学生的研究，并在研究过程中将知识经验逐步转化自己的内部表述。我们现在的教材上有这样一道例题：一元素R的原子核外电子的电子层结构为（１）试确定元素R处于周期表的第_______周期、第_______族。（２）它是金属还是非金属？__________。（３）它的最高氧化物的化学式_________，该氧化物的对应水化物的化学式__________。（４）该水化物呈碱性性还是酸性？____________（５）元素Ｒ能否形成气态氢化物，能够的话，写出它的化学式__________，并跟同一族中你所知道的氢化物的稳定性进行比较____________________。应该来说这道例题也很典型，但在设计这个环节时总觉得有种做题的感觉，如何让学生在开放的情景中自主的探究，感悟体验，自行建构知识体系，真正体现新的课程理念。一次偶然的机会，我看到了一篇文章《香港老师上的一节有关分数知识的数学课》的分蛋糕给了我很大的启示，于是我在教学设计中大胆的将所有的问题都“隐藏”起来，只剩下孤单单的一个原子结构示意图，本以为同学们会不知所措，可是同学们在课堂上的表现大大出乎我的意料之外，他们发散思维，相互补充，把该元素的位置和性质表达得淋漓尽致，（尽管教学时间占得长了一点）同时让他们来归纳位—构—性的三者关系也非常自然，顺畅。学生尝到了自己嚼食吃的乐趣。教学过程中的另一个细节更增强了我去实践新理念的信心。我给了同学们这样一个情景：预测元素，根据“稳定岛假说”，元素周期表最终界限可能在175号左右，1999年是人造元素丰收年，一年间得到第114、116和118号三种新元素，请你预测一下116号元素的位置和性质。同学们思维的火花迸发，这里有一段教学实录：同学甲：这是第七周期第ⅥA元素，所以它的性质和硫相似，最高化合价应该是+6，最低化合价应该是-2，它的氢化物很不稳定。同学乙：我有不同意见，这种元素在第七周期，而且在钋下面，第七周期全部是放射性元素，而且是金属，所以化合价应该没有负价。同学丙：该单质如果按照递变规律的话，应该密度比钋大，熔沸点比钋高，还有即使有氢化物的话，氢应该显负价。。。。。。上到这里，我真的很兴奋，让学生在课堂上各抒己见，求同存异，提供发言、讨论、交流信息的机会，努力营造一种积极主动，生动活泼的课堂氛围，在思维火花的碰撞中使学生得到自主提高。学生不仅掌握了知识，而且在运用知识探究、预测未知的领域，学生的学习能力得到可持续发展。5、学以致用，创新发展幻灯片展示空调、冰箱、冷风机等。展示空调、冰箱、冷风机等生活生产用品，介绍常用的制冷剂。根据元素性质的递变规律一起来感受开发制冷剂的研究历程。制冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低达到制冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等做制冷剂，但它们不是有毒，就是易燃。先让我们一起来探究以下物质的一些性质（1）氢化物的易燃性：第二周期____________H2O、HF第三周期SiH4PH3____________（2）化合物的毒性：PH3NH3，H2S_____H2O；CS2_____CO2，CCl4CF4于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。(3)已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为-128℃，新制冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间的反复试验，一种新的制冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其他类似的还可以是_______________。(4)然而，这种制冷剂造成了当今的某一环境问题是____________________。但求助于周期表中的元素及其化合物的______变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色（a）①②③（b）②④⑤（c）②③④让学生关注人类面临的与化学有关的社会问题，培养学生社会责任感、参与意识和决策能力。尽力营造探究学习氛围，“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活密切关系。”同时也告诉同学们：产品不断的在被开发，随着时间的推移又在不断的被淘汰，科学研究的道路是永无止境的。这就需要我们每一位同学在牢固扎实地学好基础知识的同时，不断的研究、不断的创新、不断的发展、不断的完善。二、教学效果和反馈1.学生的感受（学生周记摘抄）：“课中有我们自己的展示，让我们品尝和分享了成功的喜悦，也让我们有了新的体验，课上的动手游戏有趣而不脱离课程。”“让我们欣赏到了各式各样的元素周期表，感受了化学的奥妙，我更喜欢老师为我们安排的动手的游戏，既增加了趣味性，也牢固了我们的知识。”“这节课似乎由我们亲自揭开了元素周期的规律，有一种身临其境的感觉。”“感觉化学不完全是理性的，也有感性的一面，使知识以各种形式渗入我们的头脑”“我们设计的元素周期表，很新颖，充满着我们的智慧”“老师将我们引导至化学的真理之门面前，老师和我们的互动和合作却犹如七彩碰撞所融汇成的闪耀阳光一般”2.本人感受：本节课采用引导学生自主探究式教学方法，在情景的创设和思维热点的组织和设计方面，凸现科学探索和敢于创新的研究历程，让学生在体验中感悟严谨求实、科学求真、学无止境、乐于创新的科学态度和科学精神。从而将认知目标、能力目标、情意目标三条主线优化整合，激发了学生的学习热情，提高了学生的自主探究能力，使学生的可持续发展的学习能力得到提升。真正体现和落实了新一轮课程改革的精神和要求。苏霍姆林斯基的《给教师的建议》有这样一句话“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。”这就需要我们每一个教育工作者用自己高涨激昂的情绪感染学生求知的欲望，用专业敬业的精神去展示自己的教学理念，用多元的教学方法提高教学效率，这一系列问题是教师永恒研究的课题，从而真正使“学生带着一种高涨的、激动的情绪从事学习和思考，对面前展示的真理感到惊讶甚至震惊；学生在学习中意识和感觉到自己的智慧力量。”只有这样，学生自主发展的能力才能更全面提高。参考文献：《教学思想录》刘知新江苏教育出版社1997年版《课堂教学方法》冯克诚内蒙古大学出版社1999年版《面向21世纪中学化学学科教育改革行动纲领》（2000——2010）《化学教学》华东师范大学主办2005、1~2《给教师的建议》苏霍姆林斯基教育科学出版社