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一、 建构主义理论的基本观点
建构主义是一种新型认知理论,兴起于上世纪九十年代初.建构主义流派很多,但核心思想是统一的,即认为学习是一个主动的建构过程,学习者不是被动接受,而是主动探索知识、主动发现问题、主动发现所学知识的实际意义.建构理论认为学习是在特定的社会文化背景下,借助他人引导而实现的知识体系建构过程.建构主义提倡在教师引导下,以学生为主体,将学生由原先的被动者变为信息加工的主体和知识体系的主动建构人.教师在此过程中,不是单纯的知识灌输者,而应当充当意义建构的促进者和引导者.建构主义学习环境包括情景设置、协作、沟通交流和知识意义建构四个部分.根据建构主义学习理论,教师应该充分利用情景、合作、交流等外界因素,发挥学生的主动性、积极性和创新潜能,最终达到对所学知识融会贯通、举一反三的目的.
二、基于建构主义理论的基础化学实验教学改革实践
1.利用趣味实验,引发认知冲突,调动学生兴趣
中学生好奇心很强,对新奇、独特的事情饶有兴趣.在教学中教师可以利用这一心理特征,基于趣味实验呈现出的生动、奇特的实验现象引发认知冲突,设置悬念,引发学生的学习乐趣,让学生在学习书本知识的同时,体会到另一种魅力所在.在讲授酸碱反应和酸碱指示剂的课程中,可设置一个“机密消息”实验：用毛笔蘸上酚酞溶液,在白纸上写下机密消息内容,晾干后将喷壶A中的溶液喷洒纸张,红色字体出现,再喷洒喷壶B中的液体,消息立刻消失.这种若隐若现的现象能充分挖掘学生好奇心.不过这时的学生兴趣是暂时的,只是停留在直观印象阶段.进而抛出以下问题,A和B中是什么液体,可否换顺序,请说明理由.藉由趣味实验引发认知冲突,发掘学生好奇心,从而引导学生向本质问题靠拢.类似的实验还有很多,乙醇的“手帕烧不烂实验”,高锰酸钾与浓硫酸的“魔棒点灯”实验等.心理学研究发现,情感是人们获取信息的阀门,学生如果能产生积极的心理感受,那么学习化学知识将会是个轻松愉快的过程.趣味实验营造出和谐宽松的课堂氛围,经过时间积淀,可以转化为学习的持久动力.
2.利用对比实验,使学生提高注意力,关注细节
对比实验是将同一实验中的不同部分或不同实验进行对比.认知心理学认为,对比认识可以使学生印象深刻,使得头脑处于兴奋状态,原本陈旧单一的演示实验上升到对比实验后,学生在对比观察中,可以提高关注度,深入细节,抓住主要问题的主要方面.
在讲述硫酸铜和氢氧化钠验证乙醛性质的实验中,学生总是对试剂用量漠不关心.可以设置以下两组实验：A同学按课本要求在试管里加入5%浓度的氢氧化钠溶液3 mL,加入3～4滴浓度2%的硫酸铜试剂,再加入0.5 mL乙醛,加热至沸腾,可以看到红色沉淀物；B同学加入浓度2%硫酸铜溶液2.5 mL,加入5%的氢氧化钠溶液4滴,再加入0.5 mL乙醛,沉淀物变成黑色.硫酸铜和氢氧化钠溶液的用量和滴加顺序不同,实验产物大相径庭,为什么影响这么大?此时,再把氢氧化铜在氢氧化钠溶液中的稳定性进行详细讲述,让学生明白该物质只能稳定存在于碱性环境中,也就是保证氢氧化钠过量.分组实验后,学生对用量会特别注意.
枯燥单一的实验很难引起学生注意,教师要注重实验细节,巧用对比实验突出核心部分,让学生自己自然而然的集中注意力.
3.利用差异性实验,激发学生潜能,重构认知
差异性实验是指实验结果与学生概念相差甚远的实验,这些实验的反常现象与学生原有认知产生冲突.当学习者不能用头脑中已有的知识解释一个现象时,会产生“认知失衡”,从而产生求知欲.差异性试验通过观察实验现象――激发兴趣――顺应思维――建构认知的过程,查漏补缺,主动纠错,将学生的认识水平提升到新高度.
例如,苯酚和CO2的实验教学,不少人联想到CO2和NaOH反应时,一旦CO2过量,会产生NaHCO3,CO2不足时会产生碳酸钠.也有人觉得苯酚酸性弱,不敢轻易下结论.这时通过实验证明,无论与苯酚反应的CO2是多是少,产物始终都是NaHCO3.现代教学表明,学生认知受到局限时,仅仅告诉缺陷和不足无法彻底改变学生的旧有观念,而应该适当指点迷津,引导他们找到更新的转折点,避免知识混淆.可以提示学生苯酚与碳酸钠会发生反应,进而通过实验验证这一说法.
学生思维发展是跳跃性的,而教材编写又要讲究连续性,利用差异性实验可以引发学生认知冲突,让学生明白自己的知识漏洞,从而克服思维定势,重构自己的知识体系.
总之,教师应根据实验教学要求和学生的实际情况,巧设玄机,给予学生足够的自主探索和建构知识的机会,使得教与学相辅相成.