化學是一門以實驗為基礎的自然學科。在化學教學中教師應重視實驗教學的功能,充分發揮化學實驗的魅力,激發學生濃厚的學習興趣;幫助學生形成化學概念,理解和鞏固化學知識;培養學生觀察現象、分析問題和解決問題的能力;獲得比較熟練的實驗技能;培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。著名的化學家戴安邦先生說過:“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式?!痹诨瘜W教學中以實驗為中心組織教學,可以使學生將操作技能的訓練、觀察能力的培養、思維的發展和創新能力的培養有機地結合起來,形成一個完整的學習過程。
一、加強演示實驗的直觀性,培養學生的觀察能力
觀察是人類認識世界一個重要途徑和開端,它是一種有目的地通過各種感官主動攝取感知材料的過程。觀察能力是發現和發明創造的首要步驟,蒸氣機的發明者瓦特正是由于敏銳地觀察到“水蒸氣沖動壺蓋”而受到啟發發明了蒸氣機。培養學生在實驗中具有良好的觀察能力是化學實驗的首要任務。演示實驗既直觀生動,又富有吸引力,學生既能獲得感性認識,又能升華為理性認識;既能開拓思維,又能培養能力。
二、開設邊講邊實驗,培養學生分析問題、解決問題的能力
邊講邊實驗是加強化學實驗,培養學生分析問題解決問題能力的重要途徑?!斑厡嶒?,邊觀察,邊討論,邊講解”是加強雙基、發展智能、培養能力、訓練方法的優化教學方法。主要特點是體現了教師主導作用與學生主體作用;突出了以自然科學方法論為指導的化學實驗能力。在課堂上講和做結合,教師講得深透,學生學得生動活潑,人人獨立操作,個個觀察思考。不僅能激發學習興趣,而且能提高學生分析問題、解決問題的能力。所以,對于一些簡單,費時少的實驗,教師可以采用邊講邊實驗,引導學生分析問題,解決問題。
例如,在高中《化學》必修Ⅰ中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的相互轉化教學中,我在每位學生桌上準備了FeCl■溶液、FeCl■溶液、氯水、Fe粉、H■O■溶液、維生素C、蘋果等,讓學生自己動手做實驗,通過在FeCl■溶液中滴加氯水或H■O■,觀察溶液顏色的變化,讓學生直觀感知FeCl■轉化為FeCl■;在FeCl■溶液中加入Fe粉或維生素C,觀察溶液顏色的變化,組織學生討論兩者之間轉化的實質,以及除雜方法,進一步鞏固了Fe的化合物性質。接著組織學生討論切開的蘋果為什么會變黃?如何保存切成片的蘋果?等問題,讓學生學以致用。這樣,學生饒有興趣地認真做實驗,認真討論,收到了良好的教學效果。
三、創設探索性實驗,培養學生的創新能力
探索性實驗就是要挖掘實驗中新內容或通過設計探索實驗,把學生帶入科學探索情景中,讓他們親身體驗探索新知識的過程,在實驗過程中培養創新能力?;瘜W實驗對學生能力的培養,特別是觀察能力、思維能力和實驗能力的培養具有重要作用?;瘜W實驗離不開觀察,實驗對象的外部屬性,如狀態、形狀、顏色、氣味等,實驗過程中產生的各種現象,如發光發熱、顏色的改變、生成沉淀、放出氣體等,這些都要通過感覺器官來觀察。在觀察實驗現象的同時學生會自覺或不自覺地把觀察到的現象與已學過的知識、已有的經驗聯系起來進行思維活動,將實驗中獲得的感性認識上升為理性認識,這離不開思維。實驗進行全過程,同樣離不開思維。實驗能力必須通過化學實驗來培養,離開化學實驗無法培養學生的化學實驗能力。
在我國,中學生所做過的絕大多數化學實驗都是教材中預先設計好的實驗。學生只是通過實際操作,觀察一個實驗現象,得出事先已確定的結論。這種實驗是驗證性實驗,我們稱之為傳統實驗。它束縛了學生的創造思維,不利于能力的培養。與傳統實驗相對的是自己設計實驗,這種實驗只給出實驗目的要求,由于學生自己設計實驗方案,選擇實驗器材、藥品、確定實驗步驟、分析實驗結果。設計性實驗是傳統實驗的延續和發展,是克服學生普遍存在的高分低能的有效手段。因此,在教學過程中進行教學改革,這也是新教材的一個教學方向。如,有計劃地把一些驗證性實驗改為設計性實驗。
四、做好實驗習題,培養學生的思維能力
化學實驗習題是運用已掌握的知識和實驗技能,以實驗方法解決實際問題的一類習題。它要求學生獨立地設計實驗方案,通過分析、推理得出結論。因此,這種教學形式不僅有利于鞏固應用知識、發展智能,而且可以對學生進行科學方法訓練,培養學生獨立思考、深層次思維的能力。
例如,往滴有酚酞的NaOH溶液中逐滴滴加氯水,溶液顏色由紅色逐漸褪色,為什么會褪色?請設計簡單實驗方案加以驗證褪色的原因?組織學生討論、分析問題,得出兩種原因可能導致溶液褪色,即:①氯水中的HCl中和NaOH而使溶液褪色;②氯水中的HClO具有漂白性,使溶液褪色。到底哪種原因?學生爭論不休、躍躍欲試。我用實驗方法加以驗證,激發了學生設計實驗方案的欲望,較深層次地調動了學生的思維,學生既鞏固了基礎知識,又在思維能力方面得到了鍛煉,是實驗教學的一種延伸和補充。
五、開展家庭小實驗,培養學生的動手實驗能力
在教學之余,教師可將化學實驗延伸到課外去,布置一些切合實際的家庭小實驗,讓學生獨立思考、獨立鉆研問題,在不同程度上創造性地應用所學知識,有助于學生智力與創造才能的發展,更有利培養學生的動手實驗能力。如:在學生學習《電解原理》——氯堿工業后,我布置學生制作簡單家庭實驗電解飽和食鹽水獲得漂白液。學生頓然欣喜,積極性很高。他們積極動腦思考,聯想電解原理,尋找合適的材料,并認真加工整理,從實際中找到解決問題的辦法,根據實驗原理,設計優良實驗方案,達到成功的目的。這些小小制作,激發了學生的興趣,還培養了學生的實驗操作技能、思維能力與創新精神,把學生從傳統教學中解放出來,達到了推廣素質教育的真正目的。
總之,在化學教學中培養學生綜合能力,離不開化學實驗。正如戴安邦教授說過:“搞化學實驗,不管怎樣增加,都不會過分?!彼?,我們一定要靈活、多樣,最大限度地發揮化學實驗教學的優勢,以培養學生各方面能力,造就新一代高素質人才。