建构主义者认为,教学应该通过设计一项重大任务或问题以支撑学习者积极的学习活动,帮助学习者成为学习活动的主体;设计真实、复杂、具有挑战的、开放的学习环境与问题情景,诱导驱动并支撑学习者的探索、思考与问题解决活动;提供机会并支持学习者对学习内容和过程进行反思和调控。在杜威的教育思想和建构主义的学习观、教学理论的影响下,“探究教学”、“问题解决教学”在西方科学教育变革中得以形成和发展,并逐步成为西方科学教育理论和实践的重要基础之一。这样的学习观、教育观对我们改革化学教学具有深刻的指导意义,也促使我们反思和重新认识高中化学实验教学的价值。
二 、 新的教学理念下化学实验教育功能的新特点
(一)实验对培养学生的创新精神和能力有着独特的作用
创新教育是素质教育的核心。而化学实验在培养学生创新精神和创新能力方面有着独特的作用。
化学实验以其生动直观、现象新奇等特点而引起学生强烈的好奇心和求知欲,容易使学生对教学活动产生浓厚的兴趣。而兴趣是创造性思维成果的前提和条件。
在实验教学时,要充分采用发散性问题对学生提问,步步启发。层层诱导,促使学生产生多种独特的想法,提高学生的创造性思维能力。例如,酸碱盐溶液导电的演示实验,当有电流产生时。不是教师给出结论,而是学生就现象和原理进行讨论,发表自己的见解,几乎每个同学都有发言的机会,在教师的引导下进行甄别,最后形成了正确、全面的概念。这里肯定有错误的推断,但通过探讨激发思维,敢于思维,有助于创造性思维的产生。
结合教学内容,选择适当的实验设计题,让学生发挥自己的聪明才智,大胆设计方案,探索解决问题的多种途径和方法,再亲自动手实验。对步骤复杂,现象不明显甚至是不合理、行不通的方案,也让学生试一试,在实验中发现问题,从失败中总结经验,取得教益,不断改进和完善方案,然后将不同的方案进行评价。上评价课时,要善于营造积极的思维状态,宽松的思维氛围,鼓励学生提出个人见解,当有争议时,要肯定学生的标新立异,保护学生的好奇心、求知欲和创新精神。对存在的问题教师要及时予以启发、点拨、疏通探索问题的思维障碍及某些知识的局限,在学生获得全面丰富的化学知识的同时开发学生的创造性思维。如CO与Fe2O3的反应,怎样证明产生的是CO2?怎样消除实验中CO的污染?要求学生进行设计、评价、实施。学生发现自己可以是实验的设计者、评价者,是对学生思想上的一种解放。
(二)学生对科学方法的认识需要进行实验
如前化学课程的基本理念所述,化学实验“着眼于提高21世纪公民的科学素养”。
实验教学能够提供必要的感性材料,为学生形成重要的科学观念和科学思想,以及形成科学的概念、原理等提供素材;能够为培养学生技能、促进其手脑并用提供练习和实践机会;能够帮助学生理解、掌握、应用和巩固有关的知识、技能,继承前人积累的最基本的经验,形成自己的体验。
实验教学常常跟假设、条件控制、观察、测量、收集和运用数据、资料加工整理等科学方法和思维方法密切地联系着。通过实验教学,能使学生受到生动的科学方法熏陶和训练,使他们认识和理解科学过程,学会如何“从事科学”。
实验是培养学生运用实验解决问题能力的主要途径。实验教学中的问题发现和形成、实验设计、操作、观察、思维、表述和交流等科学实践活动,可以有效地培养学生的实验意识、课题发现能力、实验设计能力、实验观察能力和实验操作能力,可以有效地培养学生的思维习惯和思维能力。这是其他活动形式难以替代的。
(三)学生对科学精神的认识需要进行实验
新课标(教材)中出现了许多新实验,如用生活中的材料制作简易电池等。这些实验联系环保、现代技术、药物、健康、生活等,通过这些实验教学还有利于培养学生实事求是、尊重科学、勇于探索、追求真理、乐于奉献、造福人类的科学精神;有利于提高学生的科学道德认识和科学道德体验水平,培养团结协作、求实创新、认真不苟、勤俭节约、注意卫生、爱护环境等科学态度和科学品质;有利于培养他们的辨证唯物主义世界观和爱国主义情感;有利于培养理论联系实际、知行统一的学风。