1. El significado y las características del aprendizaje por investigación
1. El significado del aprendizaje por investigación
El aprendizaje por investigación es una forma importante para que los estudiantes aprendan química, y también es una forma importante de cultivar la conciencia de investigación de los estudiantes y mejorar sus habilidades de investigación. El aprendizaje por indagación se refiere a un tipo de aprendizaje en el que los estudiantes adquieren conocimientos, los aplican, resuelven problemas y se forman opiniones activamente bajo la guía de los profesores, de manera similar a la investigación científica. Este tipo de aprendizaje no se entrega al conocimiento químico puro ni proporciona conclusiones directas. Más bien, permite a los estudiantes adquirir habilidades de aprendizaje, dominar métodos de aprendizaje, aprender a aprender y armonizar su calidad ideológica, nivel moral, espíritu científico, capacidad práctica, calidad psicológica y emociones estéticas a través del estudio teórico, la lectura de material histórico, la discusión de problemas, operaciones experimentales e investigación de proyectos Unificar y mejorar de forma integral.
2. Características del aprendizaje basado en la investigación
2.1 El aprendizaje basado en la investigación es una actividad dirigida a determinados “problemas”. Por lo tanto, descubrir y expresar correctamente los problemas a resolver relacionados con la química es de gran importancia para mejorar el propósito y la pertinencia del aprendizaje basado en la investigación.
2.2 El aprendizaje basado en la investigación es una actividad que combina lógica e imaginación. En el proceso de investigación experimental, necesitamos adivinar y formular hipótesis científicas, y necesitamos verificar y probar las hipótesis a través de la práctica. Por lo tanto, llevar a cabo actividades de aprendizaje basadas en la investigación no sólo requiere que los estudiantes tengan ciertas habilidades de pensamiento lógico, sino que también requiere ciertas habilidades imaginativas y el coraje para hacer conjeturas y suposiciones. Esto juega un papel importante en el cultivo del espíritu innovador y la capacidad práctica de los estudiantes.
2.3 El aprendizaje basado en la investigación es una actividad basada en evidencia científica. En esta actividad sacamos conclusiones obteniendo y analizando evidencia para hacer predicciones e inferencias y dar explicaciones razonables.
2. Pasos generales para la realización de actividades de aprendizaje por investigación en las clases de química
De manera general, el proceso básico del aprendizaje por investigación es el siguiente:
1. preguntas
¿Educador Clay? ¿pag? Bedford dijo: "Si le enseñas a aprender estimulando la curiosidad, seguirá aprendiendo durante toda su vida". Las preguntas son la fuente de apertura y desarrollo del pensamiento, por lo que cuando los estudiantes sienten curiosidad por los fenómenos naturales, los fenómenos sociales y los fenómenos experimentales, ellos Se debe inspirar y animar a hacer preguntas.
Las preguntas planteadas deben tener valor de indagación, es decir, deben satisfacer las necesidades de los estudiantes que constituyen el cuerpo principal de la enseñanza de la química y desarrollar sus capacidades de indagación científica. La dificultad radica en la adecuación de las preguntas. Si las preguntas son demasiado fáciles, los estudiantes pueden resolverlas sin siquiera pensar; si la pregunta es demasiado difícil, los estudiantes no podrán resolverla por mucho que piensen. Estas preguntas tienen poco valor para la investigación. Por lo tanto, el valor de la indagación debe juzgarse en función de la situación real de los estudiantes. Por ejemplo, en el estudio del benceno, un hidrocarburo importante en el petróleo y el carbón [1], luego de introducir la fórmula molecular del benceno a través de la historia de la química, cabe preguntarse: ¿Cuál es la estructura del benceno? ¿Cómo diseñar experimentos para verificar?
Establecer una hipótesis
Recopilar información relevante, conectar el conocimiento químico existente con el problema e intentar proponer una hipótesis comprobable. La hipótesis propuesta debe ser lógica y también debe considerarse la viabilidad de realizar pruebas experimentales. Para los estudiantes que han sido estudiantes pasivos durante mucho tiempo, no es realista equiparlos inmediatamente con ciertas habilidades para adivinar y asumir. Por lo tanto, en la enseñanza, los profesores deben, por un lado, cultivar las habilidades de adivinación e hipótesis de los estudiantes de manera planificada, de modo que los estudiantes puedan cambiar gradualmente sus hábitos de aprendizaje pasivo a través de un período de aprendizaje y experiencia; También preste atención a la creación de escenas de enseñanza animadas, en una atmósfera de investigación, que estimularán naturalmente la imaginación de los estudiantes. Al mismo tiempo, también debemos afirmar y apreciar la capacidad de los estudiantes para adivinar e hipótesis, y mejorar el entusiasmo de los estudiantes para proponer conjeturas e hipótesis de forma activa y audaz. Por ejemplo, la fórmula molecular del benceno es C6H6, que tiene 8 hidrógenos menos que los alcanos. Los estudiantes especulan que el benceno puede contener un doble enlace carbono-carbono o un triple enlace carbono-carbono.
3. Diseñar un plan experimental
Diseñar un plan experimental adecuado en función del propósito y las condiciones de la exploración. El diseño del plan experimental debe ser práctico y factible, y los requisitos generales son operación simple, fenómenos obvios, seguridad, confiabilidad y protección ambiental. Este proceso es difícil para los estudiantes y se debe considerar en su totalidad la selección de reactivos, condiciones experimentales, operaciones experimentales y equipos, lo que puede resolverse mediante discusión grupal. Por ejemplo, en el experimento para determinar si la estructura del benceno contiene un doble enlace carbono-carbono o un triple enlace carbono-carbono, el estudiante combinó las propiedades del etileno que acabamos de analizar y comparó el doble enlace carbono-carbono y sugirió que el potasio ácido Se puede usar permanganato o agua con bromo para las pruebas, y algunos estudiantes usaron la reacción de adición de etileno e hidrógeno como analogía y propusieron usar la reacción con hidrógeno para las pruebas. Los estudiantes que planeen diseñar la reacción entre benceno e hidrógeno deben diseñar un generador de hidrógeno, un dispositivo de reacción con benceno y un dispositivo de tratamiento de gases de escape. La fórmula molecular Kekulé del benceno tiene enlaces simples y dobles alternos. En el proceso de proponer hipótesis, los estudiantes pueden encontrar ciertos puntos de conocimiento que aún no han aprendido, que pueden brindarse en forma de "apoyo de conocimientos". Por ejemplo, en el diseño experimental de "Discusión sobre la oxidación redox del hierro y sus compuestos", los maestros pueden proporcionar oxidantes y agentes reductores de uso común para ayudar a los estudiantes a elegir medicamentos experimentales y diseñar planes experimentales.
4. Comunicar y evaluar planes experimentales
Se pueden diseñar múltiples planes experimentales para un mismo problema experimental, por lo que es necesario elegir. Este paso se puede realizar mediante evaluación mutua por parte de los estudiantes y comentarios de los profesores. Durante el proceso de discusión e intercambio, los profesores deben alentar a los estudiantes a utilizar una variedad de evidencia para demostrar sus propios planes, guiarlos para que escuchen los planes de diseño de otras personas y las opiniones de evaluación de otras personas sobre sus propios planes experimentales, y descubran ventajas y problemas existentes a través de reflexión y autoevaluación, y proponer nuevos planes de mejora y mejora. En realidad, este es un proceso en el que los estudiantes aprenden juntos. Por ejemplo, en el diseño experimental del benceno, se debe considerar la viabilidad de la reacción entre el benceno y el hidrógeno, lo que puede requerir calentamiento, presión y catalizadores (en comparación con el etileno). Deje que los estudiantes comparen la operabilidad de estas soluciones y propongan soluciones. la mejor solución.
5. Implementar el plan experimental
Utilizar reactivos e instrumentos relevantes para realizar experimentos y obtener hechos y evidencia experimentales. Durante el experimento, es necesario diseñar un formulario con anticipación y registrar las condiciones experimentales en cualquier momento. Existen altos requisitos para el uso y almacenamiento correctos de los medicamentos, la conexión correcta de los dispositivos experimentales y el control preciso de las condiciones experimentales. La implementación de planes experimentales más complejos, como la discusión de los métodos de preparación de cloro en el laboratorio, se puede llevar a cabo en forma de experimentos grupales, con 2 a 4 estudiantes cooperando entre sí y los maestros brindando orientación en cualquier momento para garantizar la buen progreso del experimento (el Cl2 es tóxico, por lo que al diseñar experimentos se deben considerar plenamente medidas efectivas como la absorción de gases de escape y la conducción en la campana extractora).
6. Conclusión y evaluación
La conclusión es un juicio sumario basado en determinados hechos y pruebas. Utilice lenguaje, texto, gráficos, modelos, etc. para expresar el proceso y los resultados de la investigación, comunicar los resultados de su propia investigación y comentar con sus compañeros de clase. Para situaciones experimentales, los estudiantes deben organizarse para intercambiar experiencias experimentales y resumir lecciones experimentales. Los maestros deben juzgar rápidamente los problemas y los resultados experimentales del experimento, analizar el éxito o el fracaso del experimento y sus razones, afirmar los logros de los estudiantes, alentarlos a continuar explorando y alentar a más estudiantes a participar en la exploración de experimentos químicos a través de la visualización de los resultados experimentales de los estudiantes.