Este artículo es mi propia experiencia al guiar la aplicación del aprendizaje basado en la investigación en experimentos de química en la escuela secundaria:
En primer lugar, aclarar la relación entre los experimentos químicos y el aprendizaje basado en la investigación. :
En la enseñanza de química en la escuela secundaria, aprovechar al máximo las características básicas de la química "basada en experimentos" y explorar y desarrollar el papel de los experimentos químicos en el aprendizaje basado en la investigación es de gran importancia para cambiar la mentalidad de los estudiantes. métodos de aprendizaje y formación de capacidades de aprendizaje permanente.
1. Los experimentos químicos son una forma importante de aprendizaje basado en la investigación.
El aprendizaje por investigación es un proceso en el que los estudiantes adquieren conocimientos y habilidades de forma independiente, experimentan y comprenden métodos de investigación científica, forman y mejoran su conciencia de la innovación y establecen valores y actividades científicas. El experimento de química es una forma dinámica de actividad práctica en el aprendizaje de química de los estudiantes. Los experimentos de química crean situaciones en las que los estudiantes pueden participar personalmente en la práctica y tienen funciones educativas como aprender, estimular el interés, buscar la verdad, razonar y cultivar la moral. La función de los experimentos químicos y las características del aprendizaje por indagación determinan que los experimentos químicos deben ser una forma importante de aprendizaje por indagación.
2. Estrategias de enseñanza de experimentos químicos como método de aprendizaje basado en la investigación
En la enseñanza de la química, se debe promover y alentar a los estudiantes a realizar un aprendizaje basado en la investigación a través de experimentos químicos, y Explorar completamente el papel de los experimentos químicos en la investigación. Aprovechar plenamente el papel de los experimentos químicos en la creación de situaciones problemáticas y verificar hipótesis o conjeturas, investigar y desarrollar experimentos de investigación, guiar a los estudiantes a descubrir e investigar métodos para resolver problemas a través de experimentos y cultivar. la capacidad científica de los estudiantes en la calidad de los experimentos químicos y realizar la transformación fundamental del estilo de aprendizaje de los estudiantes de la aceptación pasiva del aprendizaje al aprendizaje activo basado en la investigación.
2. Selección de experimentos químicos y temas de aprendizaje basados en la investigación:
Para llevar a cabo el aprendizaje basado en la investigación a través de experimentos químicos, debemos centrarnos en cultivar las habilidades de experimentos químicos y la independencia de los estudiantes. habilidades de aprendizaje y, al mismo tiempo, de acuerdo con el conocimiento y la capacidad de los estudiantes para determinar los temas de investigación, se deben seleccionar temas de investigación especialmente apropiados en función de las habilidades experimentales químicas de los estudiantes. Con base en nuestra experiencia en la realización de estudios de investigación y siguiendo los principios de la investigación de temas, utilizamos principalmente los siguientes métodos para seleccionar temas.
1. Seleccionar temas de investigación combinados con la enseñanza de la química. La importante tarea de la reforma curricular actual es mejorar la capacidad práctica y el espíritu innovador de los estudiantes. Agregar adecuadamente algunos experimentos exploratorios ayudará a mejorar el deseo de los estudiantes de explorar y cultivar su capacidad innovadora. Por ejemplo, la conversión de Fe2+ y Fe3+ se puede mejorar en un experimento exploratorio: según las condiciones experimentales existentes, ¿cómo lograr la conversión de Fe2+ y Fe3+? Permita que los estudiantes primero diseñen un plan experimental, luego comuniquen ideas de diseño, seleccionen el mejor plan y finalmente realicen experimentos para sacar conclusiones experimentales. Este proceso de exploración puede movilizar a los estudiantes para que participen activamente en el procesamiento de la información, utilicen múltiples sentidos para construir conocimientos y les permita desarrollar mejor su potencial.
En segundo lugar, elija temas de investigación basados en la vida diaria. Los problemas están por todas partes en la vida social. Guiamos a los estudiantes para que piensen por sí mismos, hagan preguntas, seleccionen y determinen temas de investigación y luego les permitimos recopilar datos y estudiar planes experimentales. A través de experimentos, pueden explorar y aprender de forma independiente, liberando en gran medida sus habilidades innovadoras. Por ejemplo, para explorar las causas de la oxidación del hierro, los estudiantes eligen varias piezas de hierro comunes en la vida y diseñan diferentes condiciones para los experimentos. Por otro lado, los estudiantes van a fábricas, tiendas, zonas residenciales y zonas rurales para realizar investigaciones de campo. Los estudiantes obtuvieron una comprensión integral y profunda de las causas, los peligros y las medidas preventivas de la oxidación y escribieron artículos de química de alta calidad.
En tercer lugar, seleccionar temas de investigación basados en la producción local real. Combinamos la situación real de la construcción económica local, actividades extracurriculares y actividades prácticas para permitir a los estudiantes explorar con valentía e innovar activamente. Por ejemplo, los problemas relacionados con el agua pueden inspirar a los estudiantes a pensar en los recursos hídricos, su utilización, las inundaciones, la contaminación, el monitoreo, la prevención y el control en nuestro condado. Los estudiantes estaban muy motivados y formularon muchas preguntas.
Investigaron los desagües, visitaron plantas de abastecimiento de agua, controlaron el valor del pH del agua y el contenido de iones de metales pesados, fenol, etc. e invitó al personal de la Oficina de Protección Ambiental a realizar análisis y logró buenos beneficios sociales.
En cuarto lugar, elegir temas de investigación basados en actividades extracurriculares de química. Utilice pequeños experimentos extracurriculares, experimentos químicos interesantes y magia química para explorar activamente planes de diseño para experimentos químicos y estudiar fenómenos de experimentos químicos, dispositivos experimentales, operaciones experimentales, observaciones experimentales, registros experimentales, análisis experimentales e informes experimentales. Por ejemplo, los principios y métodos para hacer refrescos caseros, análisis de componentes de incrustaciones en termos (calderas), exploración de principios de revelado fotográfico, etc.
En tercer lugar, la aplicación del aprendizaje basado en la investigación en experimentos químicos:
1. Diseñar el plan experimental
El profesor propone el propósito del experimento y pregunta. los estudiantes diseñan el plan experimental, y luego los maestros y los estudiantes discuten uno por uno para encontrar múltiples soluciones o determinar la mejor solución. Por ejemplo, al estudiar el contenido de etileno fabricado en el laboratorio, primero se explica que el etileno se mezclará con los gases SO2 y CO2. Deje que los estudiantes diseñen experimentos para probar su existencia. Como resultado, todos los estudiantes saben que el gas debe pasar primero a través de una botella de limpieza de gases que contiene una solución magenta. Si el magenta se desvanece, demuestra que hay gas SO2. Sin embargo, durante la operación posterior de prueba de presencia de CO2, surgieron opiniones de los estudiantes que propusieron el siguiente plan: ① Pasar gas al agua de cal clarificada y el agua de cal se vuelve turbia (2) El gas pasa a través de un recipiente lleno de; suficiente bicarbonato de sodio después de lavar la solución en la botella de gas, se pasa a agua de cal clara y el agua de cal se vuelve turbia (3) El gas pasa a través de la botella de lavado de gas llena de solución ácida de KMnO4, la solución se desvanece; y luego se pasa a agua de cal clara, y el agua de cal se vuelve turbia (4) El gas pasa a través de la botella de lavado de gases llena con una solución ácida de KMnO4, la solución no se desvanece y luego se pasa a agua de cal clara, la cal; el agua se vuelve turbia; ⑤ El gas pasa nuevamente a través de la botella de lavado de gases llena con solución magenta, el magenta no se desvanece y luego agrega agua de cal clara, el agua de cal se vuelve turbia. Luego, los profesores y estudiantes discutieron: Los planes ① y ③ no trajeron SO2 que puede tener una reacción incompleta con la solución magenta al agua de piedra clara, y los planes no eran razonables. El Plan 2 eliminó por completo el gas SO2, pero la reacción entre el SO2 y el SO2; La solución de nahco3 produciría gas CO2. Esto obviamente no es razonable. Los esquemas ④ y ⑤ no solo pueden eliminar completamente el gas SO2, sino también reducir o generar gas CO2, y el fenómeno es obvio, por lo que los dos esquemas anteriores son razonables.
2. Mejorar los dispositivos experimentales
Algunos dispositivos experimentales en los libros de texto son complejos, requieren mucho tiempo y son costosos, algunos fenómenos experimentales no son lo suficientemente obvios y algunos entornos experimentales están gravemente contaminados. Los profesores pueden guiar a los estudiantes para mejorar estos experimentos. Por ejemplo, después del experimento de preparación de resina fenólica, el tubo de ensayo es difícil de limpiar y tenemos que reemplazarlo cada vez. Después de la mejora, utilizamos viales de fosfomicina de desechos médicos en lugar de tubos de ensayo, lo que no solo ahorró una gran cantidad de tubos de ensayo, sino que también redujo la cantidad de medicamento utilizado.
3. Estudiar el impacto de diferentes condiciones de reacción en el experimento.
Después de que los estudiantes hicieron el experimento de dejar caer una solución de NaOH en una solución de AlCl3, se les pidió que invirtieran el orden de los experimentos anteriores, observaran el fenómeno y lo explicaran. Otro ejemplo es que las partículas de zinc puro reaccionan lentamente con azufre diluido. Agregar una pequeña cantidad de solución de CuSO4 a la mezcla de reacción acelera enormemente la reacción, lo que permite a los estudiantes explorar el principio.
4. Realizar pequeños experimentos caseros.
Los pequeños experimentos familiares no aportan fármacos, instrumentos, procedimientos, fenómenos, etc. Depender de que los estudiantes completen de forma independiente en casa juega un papel muy importante en el cultivo del espíritu innovador y la capacidad práctica de los estudiantes.
En resumen, llevar a cabo un aprendizaje basado en la investigación a través de experimentos químicos, implementando los conceptos didácticos y educativos del aprendizaje basado en la investigación en experimentos químicos, mejora la iniciativa y el interés de los estudiantes por llevar a cabo un aprendizaje basado en la investigación. La mejora de la capacidad experimental química de los estudiantes promueve el desarrollo de actividades de aprendizaje basadas en la investigación y mejora la calidad de los temas de investigación, por el contrario, el aprendizaje basado en la investigación mejora aún más la capacidad experimental y la capacidad práctica de los estudiantes y promueve el desarrollo general de los estudiantes; ' Capacidad de innovación y calidad integral. Al mismo tiempo, los estudiantes han establecido la calidad de la perseverancia y la perseverancia en la investigación experimental y han desarrollado el espíritu científico de buscar la verdad y buscar la verdad a partir de los hechos.