自主設計實驗，升華化學素養(yǎng)

◇　江蘇　袁春華

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自主設計實驗，升華化學素養(yǎng)

◇江蘇袁春華

化學具有很強的實踐性,化學實驗,對整個化學學科的發(fā)展起到舉足輕重的作用,通過實驗,不僅可以使學生更深刻地理解和融會所學化學知識,而且可以培養(yǎng)學生的實踐技能．但是,如果按書本上設定好的步驟進行的實驗,即便能夠做到透徹了解每一步的目的及其所涉及的知識,但由于學生并沒有真正參與進來,因此也很難提升學生的探究能力,而這種結果是不符合新課標要求的,所以要求教師能夠引導學生學會設計實驗,筆者根據自己的教學經驗提出了一些想法．

1　趣味引導,激發(fā)設計興趣

托爾斯泰曾經說過:“成功的教學,所需要的不是強制,而是激發(fā)學生學習的興趣．”一個對學習興味盎然的學生,會對各種問題和現象產生好奇,能夠在學習中灌注全部熱情,投入全部精力,自然就能夠取得好成績．實驗現象頗具趣味性的化學實驗,不僅能夠使課堂教學更加生動有趣,還能極大地調動學生的積極性,激發(fā)學生自己設計實驗的興趣和欲望．筆者在課堂教學時,就常常會演示一些有趣的小實驗．比如,筆者在課堂上做過制作彩色溫度計的實驗．

【實驗原理】 氯化鈷的水合物加熱時會失水,溫度不同失水量不同,不同含水量的氯化鈷的水合物顯示不同顏色．

【實驗步驟及現象】 首先在試管中加入95%的乙醇至試管中間位置,再加入少量紅色氯化鈷晶體,搖晃試管使氯化鈷溶解,緩慢加熱試管,溶液顏色由常溫時的紫紅色直至變?yōu)榧兯{．

隨著實驗的進行,課堂氣氛變得非常活躍,學生互動也非常積極,極大地促進了學生學習知識的熱情和設計實驗的興趣．

2　規(guī)范操作,奠定設計基礎

化學實驗的設計是一項非常嚴謹的工作,只有滿腔熱情是遠遠不夠的,設計的實驗想要達到實驗目的也不是靠天馬行空的想象力來完成的,它需要較高的化學素養(yǎng)和嚴謹的科學態(tài)度,當然,還有必備的化學知識,而這些僅僅依靠單純的學習課本知識是不夠的,只有親自參加實驗,深刻體會每一步規(guī)范操作背后所隱含的意義,以及不規(guī)范操作會引發(fā)的后果,才能在自己設計實驗時做到科學嚴謹,不會因為一些小細節(jié)而使實驗結果出現偏差．筆者在課堂和實驗教學的過程中,會反復強調規(guī)范操作的重要性,所謂失之毫厘,謬以千里,是最能在化學實驗里體現出來的．

比如,做用排氣法收集氣體的實驗時,導管必須伸到接近集氣瓶底部的位置,這樣做有利于排盡集氣瓶內的空氣,從而收集到純度較高的待測氣體;做中和滴定實驗時,滴定管要先用蒸餾水清洗,然后用標準液潤洗,再盛標準液,否則會使攝取的標準液濃度和理論值出現偏差,從而影響實驗結果的準確性,滴定管讀數時須先等1～2min再讀數,30s后,待中和反應進行完全,溶液顏色不再變化,再觀察錐形瓶內溶液,判斷實驗結果,在一些化學實驗中,步驟的先后也有著嚴格的要求,如在加熱試管時,必須先均勻加熱后局部加熱,還有一些操作規(guī)范,雖不會對實驗結果產生影響,但卻很可能引發(fā)安全事故,這更要求學生不能忘記,比如,在加熱裝有液體的試管時,試管口千萬不能對著人,否則可能造成燙傷,而如果試管內裝的是腐蝕性液體,則可能造成更嚴重的傷害．

實驗時,通過規(guī)范的操作和仔細的觀察,可使學生獲得最生動直觀的感性認識,再通過思考總結,就能將這些感性認識化為學生自己設計實驗時的寶貴知識和經驗,為學生自己設計實驗奠定堅實的基礎．

3　鏈接生活,深化設計底蘊

許多學科都來源于生活,并且最終的目的就是服務生活,化學更是與生活密切相關．學生很容易在生活中發(fā)現一些化學現象,而且能用課本或實驗中的一些知識加以解釋,這樣不僅能進一步激發(fā)學生設計實驗的興趣,而且依賴于生活的多樣性,還能進一步拓展學生的思維,啟迪設計實驗的靈感,更重要的是,在探究生活中的化學現象和問題時,需要查閱資料，這個過程極大地拓寬了學生的知識面,豐富了學生的設計底蘊,因此,筆者在授課過程中常常會有意識的引導學生注意生活中的化學現象及其隱含的知識．

比如,我們都知道水果可以解酒,可是知道其中原因的并不多,筆者在講涉及乙醇的化學實驗時提出這個問題,學生課下查閱資料后將答案反饋給筆者．又如,將新鮮的雞蛋放入石灰水中可以達到保鮮的目的,這是由于雞蛋釋放出的二氧化碳與石灰水發(fā)生化學反應生成的碳酸鈣堵住了雞蛋表面的微孔,從而防止雞蛋氧化變質．

化學的身影顯示在生活中的方方面面,從每個人的衣食住行到社會的環(huán)保甚至再到科技產品的研發(fā)都離不開它,只要以探究的眼光用心觀察,一定能發(fā)現許多化學知識在生活中的巧妙運用,這樣學生能在觀察學習中積累豐富的實驗素材，提高設計實驗的能力,深化設計實驗的底蘊．

4　多元激勵,明晰設計方向

設計實驗首先要有實驗目的,然后據此提出實驗原理,設計實驗步驟.要讓學生自己成功設計出實驗還需多方面引導與激勵,要通過多種方法,使學生對于設計實驗有一個清晰的思路,明確設計實驗的方向．引導時要把握分寸,絕不可直接或間接講出實驗環(huán)節(jié)的設計,要將這個發(fā)展思維能力的最佳環(huán)節(jié)放給學生．

比如,在講到“乙醇的分子結構”時,引導學生去比較乙醇與乙烷分子結構的異同,讓學生自己聯想已經學過的乙烷的分子結構,推斷乙醇的分子結構式,學生經過思考后認為乙醇有可能的2種分子結構式是CH3—O—CH3和CH3CH2OH,那么,乙醇的分子結構式到底是前者還是后者呢?2種不同的結構式會有什么不同的性質呢?這個問題激勵著學生自己設定情境,用實驗的方法確定乙醇的分子結構式,最后,經過討論分析得出,在相同質量的前提下,與足量的鈉反應生成氫氣的量不同,根據這個實驗原理再思考用什么方法測出乙醇與鈉反應釋放出的氫氣的量,然后與2種結構式的情況下與鈉反應放出的氫氣量的理論值進行比較,即可得出實驗結果．

通過各種激勵引導,喚起學生主動探索的欲望,使學生變被動學習為主動學習,自覺運用所學知識解決實際問題,將化學與生活聯系起來,如切開的蘋果放一段時間表面會變紅,是蘋果內的什么物質發(fā)生什么反應了呢?這就是一個很好的實驗課題,又比如將化學與社會結合在一起,我們常常會聽到各種天然氣中毒的案例,而天然氣中含有H2S,那么H2S有什么化學性質,與天然氣能使人畜中毒有什么聯系嗎,這又是一個不錯的實驗案例．

新課標下,學生的創(chuàng)新和探索能力受到了高度的重視,僅僅會做題已不能夠適應當下的社會環(huán)境,教師當積極迎接挑戰(zhàn),全力改進教學模式,使學生由“書呆子”化為“實踐者”,要使學生能自主設計實驗,全面提升學生化學素養(yǎng),做未來的探究者．

(本文是南通市教育科學“十二五”規(guī)劃課題“化學實驗教學與研究性學習的整合研究”(立項編號GH12)研究成果之一.)

江蘇省海門中學)