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解读北京科学、广东教育版义务教育课程标准化学教科书中的化学实验探究

作者:陈 徽 钱扬义 邓 峰   时间:2007-12-10    本文热度:    等级:★★★
  摘要重点讨论义务教育课程标准化学教科书北京科学和广东教育版中实验探究的呈现方式和教学功能,并对新版教科书今后的编写提出一些建议。
  关键词实验探究教学功能化学教科书
  
  1新教科书中实验探究的编写背景
  
  教科书作为教与学中的最重要工具决定了对教科书中内容的编制和处理的要求相当严格,在北京科学、广东教育版的义务教育化学教科书[1]中,为什么要花费那么大的篇幅安排实验探究,主要是由课程标准中提出的新要求和实际操作需要决定的。
  1.1全日制义务教育课程标准的要求
  初中化学课程标准[2]中提出:以提高学生的科学素养为主旨,激发学生学习化学的兴趣,帮助学生了解科学探究的基本过程和方法,培养学生的科学探究能力,使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能。实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法代替的。
  1.2实验探究活动实践中的困惑
  初中教师是站在前线的实践者,在广东省教师新课程培训时我们对教师进行了访谈,总结出教师们现在存在的困惑:
  (1)缺乏实例借鉴,无从入手。教师们获得的培训、接受到的理念没有具体实例支撑,只停留在理论上,缺乏实际有效的指导或一些具体的实施案例。
  (2)探究步骤费时,课时紧张。教师们将教科书中涉及探究的内容都按照科学探究完整的8个步骤从头到尾走一遍,却苦于教学课时不够,无法如愿以偿。
  (3)学生自主探究,如何指导。有的教师在简单介绍概念之后就让学生自己去探究,不少学生面对实验仪器不知所措;反之,有的教师怕学生提出太多奇怪的设想或跑题了就包办一切的探究过程,学生因疲于应付老师一个个提问而没有空暇去经历自己产生疑惑和思考解决问题的过程。
  (4)探究是否万能,何处使用。教师们还想知道探究这种方法是不是万能的,是不是学生通过探究和不通过探究学到的知识存在着质的区别?有没有必要全部教学都采用探究的方式来教?探究针对什么样的内容来展开较合适?(5)巧设问题情境,难上加难。要在一个教学情境中自然地引出一个探究问题,且让学生觉得这个探究问题是有意义的,需要教师们有敏锐的洞察力,能洞察情境和知识之间的交互、教学目的和学生需要的交互,教师们觉得这也是难点。
  
  2“实验探究活动”在教科书中的呈现方式与教学功能
  
  在北京科学、广东教育版的初中化学教科书中,探究性实验被设置在“探究活动”这个栏目当中,上册有11个,下册22个。且每一章各有一个典型探究案例,表1列出了这10个典型实验探究。
  
  
  2.1突出了科学探究过程和科学方法的训练[3]
  该版本教科书中的探究活动一般是按照“设置具体情境或观察实验——提出关键问题——假设与预测——实验与事实——解释与结论——表达与交流——拓展与迁移”方式处理,其中有些探究性实验包含了以上所有步骤,有些仅涉及其中几个,但无论是完整步骤还是不完整步骤,都一改往常传统教材中将知识结论直接呈现出来的这种被动接受式的学习,转为以学生为主体,教师为引导,让学生思考,自主建构知识,交流讨论,找出知识之间的内在联系,从而形成概括性结论。为此,编写者设计了一些填空或未完成的表格,要求学生自己记录、归纳、整理,并与其他同学交流讨论,培养其分析总结、回顾反思、自我评价的习惯和能力。
  由于培养学生的探究能力需要遵循“内容由易到难、指导由多到少”的原则,因此,在第一章“大家都来学化学”中编写者首先提供一个完整步骤的原创探究性实验——“金属铜受热发生变化的实验探究”,在书中我们看到这个实验的空白处较少,假设与实验设计都已经给出,只需要学生观察并填写实验现象即可。正是因为编写者考虑到师生们刚接触探究活动,先给出一个完整的探究范例,既让教师们熟悉完整的科学探究步骤该怎样实施,又让学生们认识和了解科学探究的过程和方法。
  2.2解决了教学课时不足和探究费时的矛盾
  由于现有的教学课时不足,不可能每一个探究活动都经历探究的8个步骤,同时也是为了有的放矢地培养学生科学探究某方面的能力,因此教科书针对具体的实验内容在探究过程的某些环节上有所取舍和侧重。
  
  
  如“吸入和呼出气体成分的实验探究”,由于涉及到的内容比较贴近学生生活,相关的化学知识和实验技能难度并不大,所以可以放手让学生自行提出假设和进行实验设计,此处编写者设置的提示信息很少,因而学生思维上受到的拘束较少,能够最大限度地发挥他们的想像力去设计实验方案。
  又如“实验室制氧气的探究”,实验相对来说比较复杂,且学生刚接触化学不久,如果让学生自行设计实验来制备氧气,难度之大可想而知。为此教科书将这个活动的探究能力训练重点放在讨论与交流环节上,即在实验结束后,组织学生讨论制备氧气的实验原理以及为何要控制变量,重点培养学生讨论与交流能力和分析比较、推断能力。
  在“酸、碱化学性质的实验探究”中不涉及提出问题、猜想与假设、制定计划等环节,因为在该活动中,编写者的目的是要让教师带领学生回顾学过的内容,在这些化学知识的基础上进行拓展与迁移,举一反三,培养学生的抽象思维和归纳演绎的能力,其实是对学生的要求不断地拔高。
  2.3提供了小组合作学习的平台
  教科书很重视培养学生在实验过后的讨论与交流环节,意在通过合作学习培养学生反思与评价、表达与交流这两种能力。
  如“实验室制氧气的探究”要求学生在实验结束后讨论“说明过氧化氢分解放出氧气需要什么条件?”学生通过表达自己的观点和倾听他人的意见达成对问题的理解和解决,最终回答所提出的探究问题“怎样用过氧化氢分解的方法制备氧气?”体验实验探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
  在“实验室制取二氧化碳的探究”中要求学生讨论能否用教科书给出的仪器去代替反应

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