在現實教學中,筆者發現很多化學教師并沒有利用好化學分組實驗這個重要的教學方法。在上分組實驗課時,有的教師比較隨意,不關注學生的操作規范,容易造成安全隱患;有的教師缺乏目的性,使得學生就像無頭蒼蠅一樣圍著教師轉,導致實驗效率的低下;有的教師按照教材內容做實驗,只注重實驗的結果,缺少實驗的整合與創新。針對上述這些問題,筆者結合自己的教學實際,通過多方面的實踐,就提高化學分組實驗課堂教學的效率,談談自己的體會。
一、注重實驗操作的規范性,確保分組實驗的安全性
俗話說:“沒有規矩,不成方圓。”新課程化學實驗教學雖然倡導“學生自主探究”,但也絕不是放任自流,且對化學實驗操作的規范化提出了明確的要求。規范的實驗操作可以提高實驗的成功率,培養學生一絲不茍的科學精神,最關鍵的是確保學生實驗的安全性。如果因為不規范的操作,導致實驗失敗,甚至引發安全事故,勢必會使學生產生恐懼心理,最終影響實驗教學的效果。如給試管加熱時,學生必須用試管夾夾住試管,而不能用手拿試管加熱(這樣很可能燙到手)。另外,學生還要注意試管夾夾住試管的位置、手握試管夾的位置、試管的傾斜程度、試管的移動(不均勻受熱可能導致試管破裂)、加熱液體時試管口不能對著其他人(液體有可能沖出,產生危險)等規范性操作;再如制備氧氣時,學生必須注意試管略微向下傾斜,實驗結束后先從水中移出導管,再撤去酒精燈,以防止倒吸,引起試管破裂,造成危險。
掌握實驗的基本操作,是學生走進化學實驗的第一步,是進一步運用實驗方法去驗證和探索物質性質和變化規律的基礎,是分組實驗成功的保障,更是實驗室安全的保障。不規范的操作輕則損壞儀器,造成實驗現象不明顯,重則出現安全事故,造成無法彌補的損失。所以,教師一定要注重實驗操作的規范性,這既是培養學生操作技能的需要,又是確保學生實驗安全的需要。
二、注重實驗的呈現方式,增強分組實驗的目的性
心理學家認為:“有目的的學習比沒有目的的學習效率高得多。”為了提高分組實驗課堂教學的有效性,教師在每次上分組實驗課之前,都必須先處理教材,清楚地標出重點、難點和注意點,讓學生明確實驗的目的和思路,明白實驗要解決的問題、操作的要領、實驗的現象、注意的事項等。如果教師沒有清晰地呈現出上述內容,就會使學生在分組實驗教學中顧此失彼,造成重點不突出、難點不明確,把化學實驗課當成活動課,收效甚微。
如有位教師在進行“探究鈉與水的反應”的分組實驗時,沒有明確實驗的目的,就直接讓學生做實驗,致使實驗室秩序混亂,各種吵雜聲音不絕于耳。實驗之后,教師讓學生交流觀察到的現象與結果,由于學生不明確實驗目的,又缺乏必要的思考,雖然觀察到的現象有很多,但與實驗要求相去甚遠。即使有部分學生得出了結果,但當教師要求學生用實驗現象解釋所得出的結論時,他們又說不出所以然來,以至于教師不得不反復講解實驗結果,等到下課,預期的分組實驗教學任務還沒有完成。另外一位教師先引導學生設計鈉與水反應的實驗,步驟如下:①向燒杯中注入40ml水;②滴加2滴酚酞(目的是驗證產物);③從煤油中取出一塊鈉(教師已規定大小),切成兩塊,一塊投入水中,學生觀察實驗現象,另一塊放在濾紙上(后面的實驗還有用)。學生根據自己設計的實驗步驟,高效地完成了實驗,每個學生都知道怎么做、做什么,使實驗室里秩序井然。
教學目標是學生分組實驗教學的出發點,也是實驗教學的歸宿,如果沒有明確可行的教學目的,分組實驗教學將陷入混亂的狀態。實踐表明,缺乏明確實驗目的的演示實驗過程必然是盲目的、隨意的和低效的,教學效果也必然低下。而注重實驗的呈現方式,不僅能讓學生關注實驗目標,還能讓分組實驗教學更加高效,符合新課程減負高效課堂的目標。
三、注重實驗過程的設計,增強分組實驗的探究性
目前,中學生所做的大多數實驗都是教材預先設計好的,學生只需通過實際操作,觀察實驗現象,得出事先已確定了的結論。這種實驗,我們稱之為傳統實驗,它束縛了學生的創新思維,不利于培養學生的能力,教學效率相對低下。而注重實驗過程,讓學生自主設計實驗方案,選擇實驗器材、藥品,確定實驗步驟,分析實驗結果,能增強實驗的探究性,激發學生學習化學的興趣,是克服學生“理論高分、實驗低能”現象的有效手段。
如在教學《鹽類的水解》時,筆者在實驗室里展示了一個泡沫滅火器,并設置了一系列問題,如:①設計實驗,判斷碳酸氫鈉和硫酸鋁的酸堿性?(學生根據所學知識,設計出測定pH值的實驗方案,并根據實驗結果來判定碳酸氫鈉顯堿性,硫酸鋁顯酸性);②為什么碳酸氫鈉顯堿性,硫酸鋁顯酸性呢?(師生共同分析反應原理);③判斷硫酸銅、亞硫酸鈉、氯化鐵、次氯酸鈉溶液的酸堿性,并設計實驗來證明;④學生歸納“強堿弱酸鹽顯堿性,強酸弱堿鹽顯酸性”的結論;⑤設計實驗,證明二氧化碳是如何產生反應的;⑥師生共同歸納:雙水解的原理和發生的條件。本節課通過探究滅火器,教師為探究過程提供了一條主線,學生的學習興趣高漲,取得了較好的教學效果。
注重實驗過程的設計,需要學生自己探究實驗方法,選擇實驗器材和藥品,作出實驗成敗評估。這對提高學生的實驗技能和素質,培養他們獨立的探索精神和分析問題、解決問題的能力,提高教學效率無疑是有益的。因此,教師只有選擇合適的實驗,采用靈活多變的實驗方式,充分利用第二課堂,變封閉型實驗室為開放型實驗室,并在適當的時候給予一定的提示和啟發,才能促使學生充分發揮自己的創造力,有效提高分組實驗教學的效率。
四、不斷改進實驗方法,確保學生實驗現象的可靠性
學生實驗必須力保成功,因為如果學生經歷多次失敗,就會對所學知識和自己的能力產生懷疑,從而影響學生的自信心和學習興趣,甚至影響教學效果。因此,在上學生分組實驗課時,教師必須進行預試,對實驗中所用的試劑純度、濃度、用量、比例、儀器的選用和安裝、實驗條件的控制及所需時間均做到心中有數,并在此基礎上合理選擇實驗方法,確保實驗現象更加客觀有效。對一些難度較大的實驗,教師應在預試中摸索出成功的訣竅,進而對學生實驗進行改進,選擇最佳的實驗操作方法,盡量使實驗達到預期效果,確保學生實驗現象的可靠性。
如在做銀鏡反應的實驗時,筆者先想一想學生在做這個實驗時會出現哪些問題,以便能得心應手地應對實驗現場出現的各種情況。當很多學生連續做好幾遍都做不出銀鏡時,筆者就與學生一起仔細分析原因,結果發現是氨水久置,濃度變稀造成的。于是,筆者在對比乙醛和葡萄糖與銀氨溶液反應的實驗基礎上,把乙醛溶液換成葡萄糖溶液,改進了實驗方法。學生按照新方法重新做實驗,都制取出了銀鏡。當銀鏡出現時,學生非常興奮,學習化學的興趣更加濃厚,實驗探究的欲望更加強烈。這時,筆者再引入教學重點和難點,讓學生說出反應原理,寫出化學方程式,就輕松取得了最佳的教學效果。
上好化學分組實驗課,保證教學質量,是培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學方法的一個重要環節,也是評價教學質量的一個重要方面。在《化學新課程標準》的指導下,教師只有結合學生的實際情況,認真研究實驗、吃透實驗的內容、挖掘實驗的教育內涵,才能確保實驗教學的科學性和實效性,最終實現新課程高效課堂的目的。
(作者單位:浙江省衢州第一中學)