核心期刊論文發(fā)表推薦教育類雜志《數(shù)學(xué)年刊》作為國家教委委托復(fù)旦大學(xué)主辦的、著名數(shù)學(xué)家蘇步青院士任名譽(yù)主編的、李大潛院士任主編的(1999年開始)、一份面向國內(nèi)外的綜合性的數(shù)學(xué)刊物,主要用中文刊登純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)兩方面具有創(chuàng)造性的學(xué)術(shù)論文,其中包括幾何、拓?fù)洹⒋鷶?shù)、數(shù)論、偏微分方程、常微分方程、控制論、泛函分析、函數(shù)論、計算數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理邏輯等各數(shù)學(xué)分支學(xué)科的學(xué)術(shù)論文。
摘 要: 新課程改革以現(xiàn)階段我國的教育目的和基本精神引導(dǎo)規(guī)范學(xué)校教育方向,指導(dǎo)高考命題。隨著我國高中新課程改革的進(jìn)行,高考的命題隨之改變。高考作為大規(guī)模的選拔性考試,具有引導(dǎo)、規(guī)范學(xué)校的辦學(xué)和教育方向,并有著評價教學(xué)效果的功能。新課程改革下的高考試題命題的特點(diǎn),命題的設(shè)計對學(xué)校教育活動有著啟示作用。研究高考實驗題的命題規(guī)律對學(xué)校教師實驗教學(xué)有著指示作用。本文研究了最近兩年福建省高考實驗試題特點(diǎn)及方法思想,并得出了對實驗教學(xué)的一些啟示。
關(guān)鍵詞: 高考化學(xué)實驗題,實驗教學(xué),啟示
化學(xué)實驗是化學(xué)的基礎(chǔ),是高考化學(xué)試題的重要組成部分;瘜W(xué)實驗題不僅注重考查學(xué)生的化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和技能,還突出考查學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新邏輯思維能力和學(xué)科融合綜合分析應(yīng)用能力等。從近幾年的新課程高考化學(xué)試卷來看,高考化學(xué)實驗題的命制越來越靈活多樣,內(nèi)容越來越豐富多彩,重點(diǎn)知識點(diǎn)越來越突出。本文以2013年和2014年的福建高考化學(xué)實驗試題為例,談?wù)剬嶒炘囶}中蘊(yùn)含的思想和方法,以期為新課改背景下的高中化學(xué)實驗教學(xué)提供有益啟示。
一、詮釋2013年和2014年高考化學(xué)實驗試題
【分析】本題要求考生在新情景中解決問題,考查學(xué)生設(shè)計、評價實驗和誤差分析等化學(xué)實驗?zāi)芰吞骄磕芰ΑR髮W(xué)生有較強(qiáng)的對新信息的解讀能力、知識遷移能力和綜合實驗的能力。本題先通過考查定性試驗、實驗方法的選擇,最后考查定量實驗,并進(jìn)行有關(guān)計算和根據(jù)計算結(jié)果判斷實驗結(jié)果,有較高的能力要求。
2.化學(xué)實驗試題中的思想與方法
(1)實現(xiàn)化學(xué)基本概念、理論與實驗的有機(jī)整合。
在繼承物質(zhì)檢驗、物質(zhì)制備和物質(zhì)性質(zhì)綜合實驗試題的基礎(chǔ)上,高考實驗試題更加注重打造和呈現(xiàn)化學(xué)原理的實用性。2013年的實驗試題將“氧化還原反應(yīng)的基本特征即化合價的升降守恒”的氧化還原反應(yīng)規(guī)律用具體的實驗案例呈現(xiàn)出來;2014年以焦亞硫酸鈉的性質(zhì)實驗為載體展示“酸式鹽的水解與電離程度相對大小的比較的實驗方法”的化學(xué)平衡觀念及焦亞硫酸鈉在空氣中變質(zhì)的實驗檢驗方案的氧化還原反應(yīng)觀及實證觀。2013年和2014年的高考實驗試題是以“氧化還原反應(yīng)的原理”為實驗考查的出發(fā)點(diǎn),以中學(xué)所學(xué)過的“氧化還原反應(yīng)規(guī)律、水解與電離平衡理論”為實驗設(shè)計的理論基礎(chǔ),將感性實驗的設(shè)計和實施作為明線、理性化學(xué)原理的理解和應(yīng)用作為暗線貫穿在實驗試題的設(shè)計及分析解決具體問題的過程中。兩條主線相輔相成,相得益彰,不僅依托氧化還原反應(yīng)規(guī)律暗含的思想和方法達(dá)到實驗?zāi)康,而且借助直觀實驗和實驗事實提供的證據(jù)印證氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用價值,并以物質(zhì)性質(zhì)為載體,實現(xiàn)了理論指導(dǎo)功能與實驗實踐工具的有機(jī)整合。
(2)強(qiáng)化實驗探究能力,滲透科學(xué)探究的思想。
這兩年實驗試題的整體構(gòu)思具有一定的創(chuàng)新性,將探究過程和探究方法隱含在試題的分析和解答的過程中,將科學(xué)探究的原則、方法內(nèi)化為學(xué)生思考問題的一種方式。如2013年實驗試題的第(3)②問就是一個內(nèi)隱式的探究過程,學(xué)生由氧化還原反應(yīng)規(guī)律及實驗現(xiàn)象可以推知產(chǎn)物應(yīng)該含有O,但實驗過程卻未能收集到O,由這兩個層面的分析學(xué)生會產(chǎn)生認(rèn)知沖突,為解決認(rèn)知沖突的問題,學(xué)生就需要發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,在重新分析實驗的整體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上,從大腦中回憶或提取與要解決的問題有關(guān)的經(jīng)驗和知識,對解決問題的思路或切入點(diǎn)等進(jìn)行綜合思考,提出“是由于NO、O與水共同作用可以產(chǎn)生HNO,被NaOH吸收,導(dǎo)致無法檢驗O的存在”的猜想。試題第(3)問的解答過程滲透了科學(xué)探究的思維歷程,并通過學(xué)生在遇到認(rèn)知沖突時,運(yùn)用“發(fā)現(xiàn)問題―提出假設(shè)―搜集證據(jù)―解釋和結(jié)論”的探究步驟解決問題的一系列思維活動,深層次考查學(xué)生的科學(xué)探究能力,這種讓科學(xué)探究植根在學(xué)生的思想中,成為一種思維方式,比單純考查實驗探究的表現(xiàn)形式,更具有實際意義和深廣內(nèi)涵。
(3)在實驗過程的各要素中融入科學(xué)方法。
2013年和2014年的實驗試題在實驗的設(shè)計與實施的過程中,都融入了對比實驗方法和定量分析的思想。2013年的實驗試題依據(jù)所使用的氧化還原反應(yīng)規(guī)律的特點(diǎn)設(shè)計成探究驗證實驗,且在對比實驗中滲透了批判探究的思想。如關(guān)于產(chǎn)物是否有氧氣生成的判斷,采用實驗現(xiàn)象分析與理論分析相結(jié)合的方法以排除現(xiàn)象的干擾;2014年的實驗試題中“實驗三葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定”以定量分析的實驗方法,重點(diǎn)考查了實證觀及實驗分析方法?梢娙魏我粋實驗的設(shè)計都離不開科學(xué)思想和方法,對這些科學(xué)思想和方法的考查,有利于檢驗學(xué)生是否真正理解實驗的要素和真諦,有利于檢驗學(xué)生是否真正掌握科學(xué)探究的原則和方法,有利于檢驗學(xué)生是否真正具備良好的科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度。
二、對中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的啟示
這兩年的實驗試題在保持實驗素材來源于教材和展現(xiàn)實驗全貌的基礎(chǔ)上做了一定微觀調(diào)整,更加注重挖掘?qū)嶒瀮?nèi)隱的知識和方法。但從學(xué)生作答情況看,平時的實驗教學(xué)存在一定問題,如:簡單重復(fù)教材實驗,不體會知識和實驗中所蘊(yùn)含的化學(xué)思想和方法;紙上談兵多于實踐活動,拔苗助長不顧及學(xué)生實際能力;做大量的實驗試題,用身體的辛勞取代大腦的思維,等等,這些做法既降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的積極性,又難以提高學(xué)生的實驗?zāi)芰吞骄磕芰,更不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。
從實驗試題潛在的導(dǎo)向看,實驗試題的創(chuàng)新點(diǎn)正是實驗教學(xué)的內(nèi)隱功能,重視教材實驗的內(nèi)容和實驗教學(xué)的內(nèi)隱功能尤為重要。因為教材中的化學(xué)實驗具有一定的系統(tǒng)性、連貫性和計劃性,合理挖掘教材實驗的內(nèi)隱知識,通過三年循序漸進(jìn)的認(rèn)知,就能夠幫助學(xué)生逐漸形成科學(xué)、合理的化學(xué)實驗系列結(jié)構(gòu);搭建通過實驗解決化學(xué)問題的基本思路與方法;潛移默化地領(lǐng)悟化學(xué)實驗思維與提高探究能力。
1.優(yōu)化課堂教學(xué),營造和諧的教學(xué)氛圍,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)實驗課堂教學(xué)中,要營造和諧的、師生互動的教學(xué)環(huán)境,營造接納性的、支持性的、寬容性的課堂氣氛,創(chuàng)設(shè)豐富的教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性首先體現(xiàn)在學(xué)生是否積極、主動地參與學(xué)習(xí)、知識的主動建構(gòu)。通過調(diào)查,有96%的學(xué)生都愿意上實驗課,在96%的學(xué)生中,有98%的學(xué)生認(rèn)為有了演示實驗或者是分組實驗,可以輕松、愉快地掌握知識,不至于死記硬背。興趣是成功的關(guān)鍵,是創(chuàng)造力的推動力。要想使學(xué)生對化學(xué)有濃厚的興趣,從化學(xué)實驗入手是極好的方法,比如:高一學(xué)生在學(xué)習(xí)氨氣時,做一個“空瓶生煙”的興趣實驗,學(xué)生興趣濃厚,求知欲強(qiáng),變被動接受知識為主動獲得知識,可培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。 2.創(chuàng)設(shè)演示實驗,喚起學(xué)生的探究意識
根據(jù)教學(xué)需要,化學(xué)教學(xué)中教師適當(dāng)創(chuàng)設(shè)一些演示實驗,不僅能彌補(bǔ)教學(xué)內(nèi)容的某些缺憾,幫助學(xué)生理解化學(xué)知識,而且能培養(yǎng)他們不迷信課本,敢于對科學(xué)方法進(jìn)行質(zhì)疑、創(chuàng)新的精神,從而喚起學(xué)生的創(chuàng)新意識。例如在金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)實驗中:金屬鈉在空氣中燃燒時,觀察到除有淡黃色固體生成外,還有少量黑色固體顆粒,這些黑色固體顆粒是什么呢?此時就要及時啟發(fā)學(xué)生思考問題。對比鎂帶在空氣中燃燒時還可與CO發(fā)生反應(yīng),生成了黑色固體碳。Na的還原性比Mg強(qiáng),是否也能與空氣中的CO發(fā)生反應(yīng)生成黑色固體碳的顆粒?帶著疑問和猜想就要求學(xué)生進(jìn)行實驗探究,改進(jìn)實驗方法,從而解決實驗中存在的問題。要針對實驗教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的具體問題,在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下,讓學(xué)生用類似于科學(xué)家探索科學(xué)問題的方式,通過自主實驗探究和合作學(xué)習(xí)獲取科學(xué)知識與技能,領(lǐng)悟科學(xué)思想觀念。探究的目的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,讓學(xué)生體驗科學(xué)探究過程、學(xué)會科學(xué)探究方法,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
3.在實驗教學(xué)中要真正體現(xiàn)學(xué)生的主體性
探究實驗教學(xué)要以學(xué)生為主體,有的教師事先安排好探究路線,讓學(xué)生按照設(shè)計好的步驟去做,把學(xué)生直接引向結(jié)論,這樣的探究不是真正的探究,也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,因為學(xué)生只不過是在機(jī)械被動地執(zhí)行程序,沒有積極參與思維。傳統(tǒng)教學(xué)模式都要引起我們的反思和改進(jìn),以學(xué)生為主體的標(biāo)準(zhǔn)是:學(xué)生能主動地、自愿地參與整個探究過程,而且積極思維,培養(yǎng)主動參與的意識,激起學(xué)生的好奇心和探究欲望。每個學(xué)生都有好奇、好問的天性,探究教學(xué)要圍繞如何滿足學(xué)生的好奇而開展,使學(xué)生的探究活動始終是在好奇心的驅(qū)動下自動進(jìn)行的,而不是為了完成教師的要求被動進(jìn)行的。
總之,實驗?zāi)芰κ侵R與技能的結(jié)合,是知識的靈活應(yīng)用。實驗教學(xué)不論是在中學(xué)階段還是大學(xué)階段都是非常重要的。教師應(yīng)加強(qiáng)對新教材的研究,發(fā)掘其中蘊(yùn)含的化學(xué)思想方法,在教學(xué)中應(yīng)注意實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),融入化學(xué)思想方法,給予學(xué)生系統(tǒng)的訓(xùn)練和培養(yǎng)。這樣不僅會讓學(xué)生加深對化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識和對化學(xué)知識的掌握,更會讓學(xué)生的化學(xué)學(xué)科能力有更大提高,從而提高學(xué)生成績。
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