摘 要:在化學教學活動中,演示實驗可以說是課堂教學的靈魂,是學生理解和掌握化學知識不可缺少的環節,也是培養學生的觀察能力、思維能力和創新能力的重要途徑。
《普通高中化學課程標準》中每一個模塊、每一個專題均給出了“活動與探究”建議,新課程的高中化學教材中也設有“活動與探究”這個欄目。而在化學教學活動中,課堂演示實驗有著相當的分量。在學生分組實驗不可能完全普及的情況下,演示實驗可以說是課堂教學的靈魂,是學生理解和掌握化學知識不可缺少的環節,也是培養學生的觀察能力、思維能力和創新能力的重要途徑。因此演示實驗的教學是否處理得當,直接關系到課堂教學的效益。
本文就高中化學實驗的教學策略做一些粗淺的探討。
一、發掘、設計演示實驗
新教材在原有舊教材的基礎上,已經增加了不少實驗內容,但也不可能面面俱到,不可能完全滿足學生求知的需要。因此,可選擇適當的時機增加演示實驗,加強教學的直觀性,使之有利于學生對知識的把握和創新能力的培養。
例如,初始學習有機化學時,介紹“有機物易溶于有機溶劑”這一規律,可增加這樣的演示實驗:將一小塊泡沫塑料投入少量CCl4中,發現泡沫塑料很快溶解消失。很簡單的一個小實驗,卻能大大激發學生的學習興趣。加深對知識的理解。
二、研究、改進演示實驗
教材中有些演示實驗設計得不是很完善。此時,教師可不拘泥于教材的安排,動一些腦筋對實驗的改進和完善,使其更生動直觀或更環保。
例如,在講解SO2=或Cl2的溶解性時可以將原教材中的實驗做這樣的改進:用一個廢棄的潔凈的礦泉水瓶收集一瓶SO2或C12,然后用注射器向其中注入少量蒸餾水,很快瓶身就會變癟,并伴隨很大的塑料瓶變形的“咔咔”聲。這樣的演示實驗既不費時費力,又很環保,特別是現象非常明顯,給學生留下深刻的印象,還帶有一定的趣味性,可謂是一舉多得。
需要的時候,教師可在課堂上組織學生共同對演示實驗加以完善,這既能加深學生對知識的理解,又可激發學生強烈的科學實踐愿望,從而強化學生勇于科學探索和敢于超越前人的創新意識。
三、增加演示實驗的層面
學生對事物的觀察往往是表層的、片面的,有時甚至是錯誤的。而化學原理的表現形式是多層次的、多側面的。教材中提供的往往是單層次的、單側面的實驗內容。因此,教師有必要多角度、多方位地對實驗事實進行提問、闡釋,盡量讓學生全面深入地認識化學原理的全貌。
例如,講解鎂鋁和氧氣的反應時,先做“用砂紙打磨過的鎂條在空氣中劇烈燃燒”的實驗,繼而又做將砂紙打磨過的鋁箔在酒精燈外焰上引燃的實驗,卻發現鋁箔不但不能點燃,還出現了鋁箔熔融但不滴落的現象。這時教師可組織學生進行現象的分析,通過討論得出結論,鋁箔表麗迅速形成了新的氧化膜,氧化鋁的熔點很高,高溫下不熔化,并且包裹著熔化的金屬鋁使其不能燃燒。這可以說是在實驗中的意外收獲,教師可以抓住時機進行知識的融合和滲透,這對學生拓寬知識面,培養其科學探索精神無疑是大有裨益的。
四、增強演示實驗的趣味性和可見度
心理學家認為:當人們對一事物產生興趣時,就會在大腦中形成一個興奮灶,且使興奮持續。在實驗中引入新穎、奇特、生動而富有懸念的情景,能夠喚起學生的興趣,萌發熱愛化學的情感。教師要抓住學生的好奇心和探索欲,補充做一些典型的趣昧實驗,引導學生進一步研究發生的現象,從而培養學生的創新能力。
例如,《化學能轉變為電能》的新授課,一般是以實驗的方式導入新課,如果用課本上的演示實驗導入新課,未免顯得枯燥而沒有新意。筆者曾嘗試用一個西紅柿,銅、鋅兩個電池設計成“水果電池”,并用這樣的水果電池設計成一個音樂賀卡,但醫電流較小音樂聲音很小,課堂演示效果不好。這里如果這樣操作:利用電流較小這一特點,讓學生嘗試用舌尖同時接觸兩個哇極,體驗“麻麻”的感覺。這時學生就會表現一得異常興奮,學習興趣極大提高,積極地要求參與并討論,繼而得出有電流產生的猜想。這樣的教學方式符合新課程的理念,重實驗、重過程、把探究思想深入到了教學環節當中去。
五、增強演示實驗的開放性
在演示實驗的內容上增加實際生活中的應用演示,可擴寬學生的視野,拓展思維一度,促進學生創新能力的培養。
例如,為“Fe2+和Fe3+之間的相互轉化”教學而補充設計的演示實驗:用榨汁機把菏蘋果榨成汁,果汁短時間顯淺綠色,放置幾分鐘后,蘋果汁很快變成的黃色,加入維生素c藥片粉末,攪拌溶解,蘋果汁又很快由黃色變淺或變為原狀。該實驗來源于日常生活現象——蘋果汁的變色。該演示實驗不僅讓學生掌握了“Fe2+和Fe3+之間的相互轉化”的條件,而且提供給學生一個“生活化”看待化學的視角,讓學生實實在在地體會到化學知識與生活的緊密聯系,激發了學習化學的興趣。
六、創設問題情境,展現實驗設計思想
教師要善于發掘演示實驗的有效因素,創設問題的情境,鼓勵學生對一些現成的實驗設計和傳統觀點進行大膽的質疑。在試驗演示過程中,教師要充分展現實驗的設計思想,培養學生領悟、探究化學問題的方法。
例如,蘇教版選修教材《有機化學基礎》(2004年12月第1版)P45的苯的溴化實驗,此實驗中將反應產生的氣體直接導人了錐形瓶中的蒸餾水。之后取錐形瓶中的液體滴入硝酸銀溶液。來檢驗是否有HBr生成。有學生提出,這樣的設計不完善。因為Brl易揮發,揮發出的Br2被蒸餾水吸收后滴入硝酸銀溶液同樣會產生淡黃色沉淀,干擾HBr的檢驗。這時,教師可組織學生進行討論,改進課本上的實驗并付諸于實踐檢驗。
七、部分“活動與探究”不采取演示實驗而直接進行學生分組實驗
教材某些非常重要的章節,演示實驗不足以達到教學要求,教師可根據可行性,把演示實驗設計為學生分組試驗。因為學生自己動手實驗肯定要比演示實驗具有更廣闊的活動空間和思維空間,不僅可以讓學生更牢固地掌握化學知識,而且能極大地激發和滿足不同層次的學生的探索和創新欲望。例如“化學能轉變為電能”、一些元素化合物知識如氯氣的性質、二氧化硫的性質、鎂、鋁的性質等等,這些章節在教學時都直接設計成學生實驗,并采取分組的形式,分別完成不同的任務,之后再做交流討論,體驗分工與合作的學習過程。
八、用多媒體模擬演示實驗
多媒體作為現代教育的輔助工具。它有著傳統的演示教具無法滿足的優點。對于一些復雜或受條件限制的演示實驗,例如涉及有毒有害物質的有機化學實驗、各種爆炸實驗等,均可采用多媒體電腦模擬化學過程,從而達到勝過實物的演示效果。在此過程中,教師可以充分發揮多媒體的優勢,將實驗視頻進行重放、定格、慢鏡頭等,這樣就大大彌補了學生直觀感覺的不足,減少了抽象思維的難度。
但化學是一門實驗科學,真實的實驗是無可替代的。因此多媒體的使用也要注意“度”的問題,它只是一種輔助工具,決不能讓多媒體喧賓奪主,成為展示實驗的主要形式。
總之,要獲得好的實驗教學的效果,多樣性的實驗手段是必不可少的。作為化學教師應該認真學習新課程理念,認真分析處理好每一個演示實驗,根據每一個實驗的特點,思考采取有效地教學策略,這樣才能取得良好的教學效果。