黃艷
化學是以實驗為基礎,研究物質的組成、結構、性質及變化規律的自然科學。在化學知識中,化學概念、基本原理、元素化合物性質等知識都是通過化學實驗獲得的。在化學教學中,實驗操作是化學教學的主要方法之一。即使在今天化學逐步從經驗走向理論的狀況下,化學實驗依然是能夠使化學發展得更快、更高、更遠的載體。所以,化學實驗課對于學生掌握化學知識無疑是極其高效的。在實驗中逐步培養學生的操作能力以及探究能力,一直都是教師關注的問題。下面,就讓我們探討如何在化學實驗中對學生各方面的能力進行培養,并以此提高化學實驗教學的有效性。
一、不同的實驗類型,對學生能力的培養各異
高中化學實驗教學一般通過兩種方式進行:演示實驗和操作實驗。前者是以教師為操作主體,后者是以學生為操作主體。
1.演示實驗能夠提高學生的觀察能力
在實驗教學中,教師進行演示實驗,目的是通過實驗演示,讓學生在觀察實驗的過程中獲得一定的化學知識,掌握一定的實驗技能。可以說演示實驗為學生親自動手開展實驗奠定了一定的基礎。教師在進行演示實驗教學前要備好課,明確實驗的目的性、準確性、示范性。教師在演示實驗時,要引導學生運用已掌握的知識來觀察實驗的過程及現象,同時強調操作過程中的關鍵步驟,即引導學生有目的、有針對性地進行觀察。在演示實驗過程中,要啟發學生積極思考。演示實驗結束后,教師要敦促學生用學過的知識來解釋實驗現象和結果。例如,在“制作蒸餾水”這一演示實驗中,教師要引導學生仔細觀察實驗步驟,留意實驗中的一些小細節,如燒瓶內放置的沸石有什么作用?冷卻過后的水會流向何處?對學生進行提問,讓他們自行思考。如果他們有疑問,再當面解答,這樣能夠讓他們的思維充分融入課堂,從而強化他們的思維能力。
2.操作實驗能夠培養學生的動手實踐能力
在演示實驗中,教師畢竟是實驗的直接操作者,學生則處于一個被動觀察的地位。因此,單純依靠演示實驗的實驗教學是不完整的,為了真正地培養學生的化學實驗能力,讓學生進行實驗操作是非常必要的。學生操作實驗時,教師要對實驗的內容以及具體步驟進行充分的講解,尤其要對實驗操作注意事項進行強調,避免學生盲目地操作,然后充分鼓勵學生自己動手操作,積極合作,從而提高他們的動手實踐能力。在學生操作實驗的過程中,教師要認真觀察與指導,對于不規范的動作以及錯誤的操作,要及時地指出,并令其改正,這樣才能培養學生良好的實驗習慣。最后,要從簡單的實驗器材入手,深刻剖析每個步驟的目的,以及每個實驗器材的原理與構造。通過學生提問與教師解答的過程,讓學生充分掌握實驗要領,并能夠根據實驗課的內容,總結出實驗的具體步驟及操作方法,還能夠使學生通過實驗提出自己的看法以及實驗方案的改進。
二、不同性質的實驗內容,對學生能力的培養各異
若按照實驗的目的進行劃分,化學實驗可分為探究性實驗和總結性實驗;根據實驗中質與量的關系,化學實驗則可分為定量實驗與定性實驗。不同種類的實驗針對性不同,必須在教學過程中分別進行具體的操作與嘗試。
1.探究性實驗能夠增強學生的探索能力
探究性實驗旨在培養學生的問題意識,在情感、態度與價值觀方面發展學生學習化學的興趣,體驗科學探究的艱辛和喜悅,感受化學世界的奇妙與和諧。在探究性實驗中,教師要挖掘教材內容,收集和參考一些理論聯系實際的生動材料,創設課堂教學情境,結合此實驗所表現出的原理來對學生進行引導,激發學生的探究欲望,在實驗探究過程中充分挖掘學生的潛力,引導學生發現問題、提出問題,并從不同角度、用不同的方法去思考解決問題。
例如,在學習氫氧化物的過程中,學生總會遇到具有探究意義的問題,這時就需要安排學生進行實驗來幫助理解。如探究氫氧化鋁發生電離平衡時,總結出氫氧化鋁能夠溶解在強酸以及強堿溶液中的原因:這是由于氫氧化鋁電離平衡時,向左及向右移動的過程中都會產生偏鋁酸鹽,即易溶于水的鋁鹽。進一步探究偏鋁酸鹽與鋁離子在什么狀況下能夠相互轉化,對于此類實驗能夠給予學生怎樣的啟發,對制取氫氧化鋁有怎樣的幫助等一系列的問題。學生在對這些問題進行回答與研究的過程中,很好地培養了探索能力、知識遷移能力。
2.總結性實驗能夠培養學生的驗證能力
總結性實驗開始時需要教師進行由淺而深的表述,使學生對驗證的結論有更準確的延伸,同時還要對單一變量進行詳細的解釋。對于有些結論,要用有力的實驗過程進行證明,這就需要實驗的準確性,不允許任何一個步驟出現疏忽與遺漏,這樣才能夠對給定的結論進行充分的證明,從而培養學生的邏輯推理能力和驗證能力。
3.定量與定性實驗能夠提高學生的數據處理能力
定性分析與定量分析是相互統一、相互補充的。定性實驗是定量實驗的基本前提,沒有定性分析的定量分析是一種盲目的、毫無價值的定量分析。定量分析必須建立在定性分析預測的基礎上,二者相輔相成。定性分析是定量分析的依據,定量分析是定性分析的具體化,二者結合起來靈活運用才能取得最佳效果。對高中化學定量實驗問題的解決,需要學生具有關于定量實驗較完善的知識結構。完善的知識結構主要指清楚每種類型定量實驗的實驗原理、實驗步驟、儀器的選擇和使用、數據處理及分析,并能通過類比遷移去解決其他類似的問題。在進行此類實驗時,需要教師將實驗原理與數據結合到一起,用“量”來對實驗進行合理說明。同時還有一個更重要的注意事項,就是對于有效數字的處理,教師要充分講解清楚,從而提高學生對于數據的處理能力。例如,在測定中和熱、氣體體積,酸堿中和滴定,晶體中結晶水的測定等實驗中,既要讓學生掌握定量儀器的使用,又要注意培養學生對實驗數據的處理能力。
由于不同類型的實驗對于學生能力的培養不同,不同內容的實驗對學生認知能力的提高也不同,這就需要教師對各種實驗要有充分的研究與把握。這樣,在教學中教師才能夠根據講課的內容,選取正確的實驗方式,進而更好地對學生進行實驗教學。只有這樣合理運用實驗的方法,才能使化學實驗在化學教學中收到較好的效果,才能夠更好地培養學生的探索能力。
參考文獻
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(責任編輯羅艷)endprint