化學是一門以實驗為基礎的自然學科,科學素質的培養來自科學實踐,因而我們在化學實驗教學中不僅要激發學生興趣,使之獲得知識,提高技能,而且要啟迪學生的思維,培養學生的科學精神和創新能力,以提高教學效率。
一、指導學生上好演示實驗課,取得最佳教學效果,提高教學效率
1.課前預習。
對學生而言,演示實驗的內容是沒有學過的新內容,如果不預習,聽課時心中無數,沒有針對性,聽課效果就不好。例如“黑面包”實驗、噴泉實驗、鋁熱反應等,若實驗前不明確觀察方向和重點,學生的注意力很容易分散到聲、光、色等次要現象上,從而忽視了對實驗本質現象的觀察,造成實驗觀察的“負遷移”。同時,養成良好的預習習慣,能為學生自主地學習打下堅實的基礎。
2.指導觀察。
準確、細致地觀察是創新的前提。因此,在觀察教師演示實驗時,要看得準、看得細,善于抓住重點,抓住實質。實踐證明,記憶85%來自視覺,11%來自聽覺,其它約占4%。視覺的效果是聽覺的兩倍,而視聽相結合的效果是聽覺的十倍。因此,我們要善于挖掘學生的潛能,在觀察時,充分運用各種感觀,演示和講解有機結合,提高教學效率。
3.分析總結。
課堂演示實驗的目的往往是為了幫助學生更好地理解、記憶。因此,我們應該就觀察到的現象指導學生思考、分析,概括、總結,把知識化為己有。例如,金屬鈉分別與水和無水乙醇反應,從兩者的劇烈程度及金屬鈉在反應中所處的位置,學生稍加分析就能自己得出正確結論。這樣不僅能避免死記硬背,提高靈活運用知識的能力,久而久之,分析總結能力也會不斷提高。
二、利用“反常”的實驗現象,培養學生的思維能力,提高教學效率
在實驗教學中演示實驗之前,雖經反復練習,力求一次成功,但仍不可避免會出現一些“反常”現象,學生實驗中也同樣可能出現這樣或那樣的“反常”現象。如何對待這些“反常”現象呢?我認為:這些“反常”實驗現象的出現正好制造了認知沖突和失衡,為師生提供了絕好的挑戰機遇。我們應抓住這種機遇,創造條件,合理提出假設,再通過實驗驗證假設,培養學生的創造性思維,讓學生養成實事求是的科學態度。
1.意料之反常,欲擒故縱布疑陣。
在苯酚的性質實驗時,苯酚與濃溴水反應,當向苯酚溶液中滴入少量濃溴水時,振蕩,白色沉淀會消失,這與書上所說不符,學生會感到不解。這時,教師可及時告知:生成的三溴苯酚溶于過量的苯酚中,故振蕩后白色沉淀會消失。迷團解開后,學生在掌握課本知識的同時,又能有所拓展。
2.不可意料之反常,急中生智找原因。
在一次化學選修課上的學生自主實驗中,學生用向上排氣法收集干燥的硫化氫氣體(五氧化二磷干燥,醋酸鉛試紙驗滿),放置幾分鐘后發現瓶壁有模糊,是瓶子沒洗干凈嗎?經過反復實驗,反復核實,結果仍然如此。根據糊狀物的顏色分析,硫化氫分子量為34,氧氣分子量為32,差別不大,硫化氫與氧氣反應生成硫。由此學生得出結論,硫化氫不宜用排空氣法,那么用什么方法呢?學生不斷探究。學生要在實驗中尊重事實,實事求是,不迷信書本,感于質疑,勇于創新,大膽探索。
3.試劑不當導致“反常”,只言片語點迷津。
學生在做乙醛性質實驗時,會出現三種不同顏色的沉淀:黑、褐、紅。學生往往不得其解。這時教師只要稍加提示:氫氧化銅在80℃會分解,再引導學生對照實驗,乙醛量不同,沉淀也不同。學生便會恍然大悟,思維能力亦會在實驗中得到發展。
三、進行實驗設計,培養創新素質,提高教學效率
創新能力是在掌握一定知識技能的基礎上去解決新問題、探索新知識的能力。現行中學教材中化學實驗大多是驗證性實驗,這些實驗現象明顯,易成功,但也存在著一定的“負面效應”,尤其是學生的個性發展空間狹窄。而實驗設計既動手又動腦,能激勵學生學習的興趣,拓寬學生視野,更能發展學生的求異思維、發散思維和創新思維,還提高學生解決問題的能力。
1.利用實驗設計,學會思考、學會聯想,學會創造。
學生的思維能力的形成和提高,不可能一蹴而就,要有一個發展過程,在這個過程中,教師的作用應是“導師”而不是“教師”。在學生的實驗設計過程中,教師要積極創設情境和引導學生思維,讓學生通過自身主體的努力,逐漸提高能力。例如鹽酸滴定氫氧化鈉的實驗,我提問:若以氯水代替鹽酸滴定氫氧化鈉,以酚酞做指示劑,設計實驗說明最后一滴氯水滴入后錐形瓶中溶液褪色是由于酸堿中和引起還是氧化所致。在我的指導下,學生思考、分析、討論:中和滴定指示劑顏色隨溶液酸堿性變化是可逆的,而氧化褪色不可逆,于是設計出返滴法來觀察。通過這一設計,學生的整合思維和逆向思維能力得到訓練,創新欲望得以極大地發揮,其聰明才智也得以充分展示。
2.根據實驗,學會分析、學會綜合。
綜合能力,特別是跨學科的綜合分析能力是人的綜合素質的反映,只有具備良好的綜合素質的人材,才能突破學科的局限,使創新有更廣闊的空間。例如,設計用最簡便的方法測出自己呼吸中的二氧化碳的體積分數。學生大膽設想,結果五花八門。哪些可行?誰的方法最好呢?實驗結果最有說服力。學生發現動口容易動手難。最后有幾組用不同的方法得到了結果。各組各自小結,然后交流,最后討論得出最佳方案:向一玻璃管中吹滿自己呼出的氣體,兩端用橡皮塞緊,移入氫氧化鈉溶液中,直立,打開塞子,待管內液面上升靜止后,測出管內液柱高度和總管長,兩者之比的百分數即結果。操作簡便,綜合性好,有創新。同學們發現,動腦不能代替動手,動手也要動腦。
四、開展家庭實驗,拓展實驗空間,提高有效教學
家庭實驗基于課本,源于生活,就地取材,不受時間和空間的限制,學生可以盡情發揮,大膽探索,在實驗的設計、準備、操作、改進的過程中,不斷提高操作能力,同時也不斷獲得創新意識的熏陶,以及信息技術和媒體的潛移默化,理解理論與實踐的關系,學以致用。因此,家庭實驗是課堂演示實驗的繼續,是學生分組實驗的升華,更是培養學生科學素質的沃土。
通過實驗教學,形成學生良好的科學素質,需要一個長期實踐的過程,但只要我們不懈地努力,這項持續發展戰略會讓學生終身受益。我們并不要求學生都像科學家那樣有偉大的發明創造,但應要求學生在原有基礎上有所突破、有所創新,形成良好的創新思維的習慣。正如布魯納所說:“發現不限于尋求人類尚未知曉的事物,確切地說,它包括用自己的頭腦親自獲得知識的一切方法。”我們在強化實驗教學的多功能訓練的同時,還要加強全方位及各層面間的聯系,積極構建以學生為主體、能力為本位、師生雙向活動和學生自主活動為主要特征的多元化、開放型的教學體系,把創新教育滲透到各種實踐中。實施素質教育,根本目的就是為學生的終身學習和未來的發展打下堅實的科學文化基礎,培養學生良好的創新思維習慣和能力,使之可持續發展以適應時代進步的需要。從培養思維能力入手,以達到創新之目的,正是我們強化實驗教學,提高教學效率的目的。