摘要:化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗是中學化學的優勢乃至生命。如何在實驗中培養中學生的觀察能力、操作能力、科學素質、探究能力、創新能力等,進而培養學生嚴謹求實的科學態度,熱愛科學,服務社會,是一個值得探討的問題。
關鍵詞:化學課堂;實驗教學;學生能力
中學化學實驗對培養中學生的觀察能力、操作能力、科學素質、探究能力、創新能力等,有不可替代的作用;對塑造中學生的求真務實的人格、百折不撓的意志、團結合作的精神,有十分重要意義;對訓練中學生的科學方法、科學精神,培養學生的科學能力,有一定作用。
一、 化學實驗能有效培養學生的觀察能力、操作能力
首先,科學地觀察一個實驗,需要調動視、聽、嗅、觸等多種感官,全面地觀察裝置、現象、操作。不僅要觀察實驗的局部,還要觀察實驗的整體;不僅要觀察主反應的現象,還要觀察次反應的現象;不僅要觀察主要現象,還要觀察次要現象;不僅要觀察實驗的明顯現象,還要觀察實驗的隱含現象。如Na與水的反應中,若沒有仔細的觀察,就難以將Na的浮、熔(直到消失)、游、響、紅(滴加無色酚酞溶液)的現象觀察全面。Cu和稀HNO3的反應中,我們不僅要把觀察重點落在Cu片的變化及溶液的變化上,還要注意到無色氣體產生,到試管口后變成紅棕色氣體。在比較電解質溶液的導電能力實驗中,燈泡的明暗程度固然是觀察的核心,但同時還有一個易被忽略的隱含現象:電極上有氣體產生。隱含現象往往更能激發人的求知欲,最終獲得偉大的發現。學生不能全面地、準確地去描述實驗現象,往往是學生不能科學地進行全面觀察的表現。
其次,在學生實驗的教學中,鑒于以往學生帶著實驗報告進實驗室,看著報告做實驗,對照教材填報告的“照方抓藥”,為了報告而實驗的狀況,我們提出了帶著“手、眼、腦”進實驗室的要求,要求學生除了做記錄外,不準帶教材或實驗報告進實驗室。由于失去了“藥方”,學生就必須在課前認真預習,在化學實驗過程中仔細觀察,認真分析,小心“診斷”,從而由“看一步做一步”轉變為“一邊想一邊做”,達到了眼的細心觀察,手的認真操作,腦的積極思考協同發展的目的,從根本上改變了“玩實驗”的不正確態度。
教師要為學生的動手操作創造盡可能多的機會,這不僅活躍了課堂氣氛,更重要的是鍛煉了學生的操作能力。學生在實驗考查或考試中,常出現下列問題:使用天平時,游碼不在“0”處,就急著去調橫梁螺絲;沒有關閉分液漏斗活塞,就往里面加液體;噴泉實驗中,擠壓膠頭滴管前忘記打開止水夾;不會檢驗裝置的氣密性等。這些問題反映出,學生平時缺乏操作訓練,只是在看教師的個人演示或“紙上談兵”。
二、 大力開辟第二課堂,培養學生的科學素質
教育的首要任務應該是培養學生熱愛科學的精神。為此,我們在反復實踐的基礎上,開放了學生實驗室,提供第二課堂陣地。鼓勵學生根據學習的需要自行設計一些驗證性或探索性實驗(有時也可以由老師提供課題),調動學生的主動性,同學們說“有一種做科學家的感覺”。正是在這種感覺的驅動下,科學家嚴謹求實的工作態度和獻身科學的精神日益在學生身上形成并得以強化。
三、 以實驗事實為依據,訓練學生的科學思維方法,培養學生的探究能力
鼓勵學生如實記錄自己觀察到的一切現象,包括實驗失敗時“異常現象”、某些因副反應干擾產生的“異常現象”等,以塑造學生的求真務實的人格。在上初三化學《氧氣的實驗室制法》時,在用KClO3和MnO2制出O2后,我讓幾個學生描述自己觀察到的現象,只有一個學生說所得氣體中冒白煙;又讓幾個學生扇聞所得氣體的氣味,盡管每個學生都被嗆得直咳嗽、眉頭緊鎖、手捂鼻子,但學生都照背上節教材的結論說:“沒有氣味。”只有一個學生說:“好難受!刺激性氣味太強了。”我首先熱情地贊揚了他尊重事實,敢說真話的精神,教育其他學生要以實驗事實為依據,然后再給指出原因——這個反應同時生成少量有刺激性氣味的Cl2和氯的氧化物,所以所得O2有刺激性氣味且有白煙,激發學生的探知欲望。
以實驗事實為依據很有說服力,可以訓練學生的科學思維方法,培養學生的探究能力。再如Na與水反應的產物:從加入的酚酞變紅,確定有堿生成;通過收集產生的氣體并驗證其可燃性,確定有H2生成。Cu與濃H2SO4反應:從溶液呈藍色,確定CuSO4的存在;從產生的氣體的漂白性,確定SO2的生成。
生活中的很多問題,都可引導學生通過實驗去探究,如尾氣、酸雨、水質等。操作→現象→結論及解釋,既是以實驗事實為依據鑒定一種物質的基本步驟,也是一種科學思維方法。
四、 認真開展實驗制作,培養學生積極靈活的思考能力
創造性思維是所有思維形式中品質最高、最有價值的一種思維形式,為了培養學生的創造能力,在實驗教學方面,我們開展了實驗裝置改進和微型實驗裝置制作的一些活動。
引導學生進行分析、討論,鼓勵學生對其進行改進,然后選出最佳實驗裝置。以鈉在氯氣中燃燒為例,教材中的演示裝置有以下三點不足:一是實驗過程中有氯氣殘留和逸出,污染空氣;二是所用氯氣需課前事先制取,不僅不方便、有時還會影響實驗效果;三是有時操作不慎會引起燃燒匙的燃燒。學生在改進過程中積極踴躍,設計了很多微型實驗裝置進行的改進方案。微型實驗裝置的研制意義,是它促使學生對化學反應原理進行再認識,對實驗裝置的再設計,而在這個過程中學生的積極靈活的思考能力也得到了極大的開發。
化學實驗裝置的改進和研制,有助于學生綜合能力的提高,也是素質教育行之有效的重要手段,只要我們能堅持不懈地開展下去,就一定會碩果累累。
五、 鼓勵分析、設計實驗,培養中學生的創新能力
分析、設計實驗的過程,實際上就是一個學生綜合應用知識解決問題的過程,也是一個鑒賞評價實驗的過程。如在學習了金屬活動性強弱的判斷標志之后,首先讓學生設計實驗以驗證Mg、Al、Fe金屬活動性的強弱。雖然實驗的設計并不困難,但留給了學生一個思維的空間。
教材中有些實驗可以和環保、健康、能源等問題有機聯系起來,讓學生進一步設計或改進。如在Na和水的反應中,為便于H2的收集和檢驗,可對書上的裝置做哪些改進?經過討論,學生設計出正確的排水集氣裝置:用試管或錐形瓶,百葉窗尖嘴導管的橡皮塞。很多定性、定量、分離提純等操作,都可讓學生去分析、設計。同時還要著意去挖掘化學實驗中的創造性因素,如通過加碘鹽的有關實驗,除了使學生明確:加碘鹽的鑒定、測量方法,微量元素與健康的關系之外,還應使學生知道:并非所有食品都要使用加碘鹽。
中學化學實驗是素質教育的一個重要陣地,必須引起化學教學工作者的高度重視。只要擺正化學實驗教學在中學生素質教育中的正確位置,樹立以學生為主體的指導思想,認真總結,深入研究,素質教育就會在化學實驗教學中持續發展。
參考文獻:
[1]于榮華.普通高中化學實驗教學實施現狀及改進對策的研究[D].遼寧師范大學,2012.
[2]李環宇.基于教師教育的化學實驗教學能力研究[D].陜西師范大學,2014.
作者簡介:
宋青松,四川省南充市,四川省南部縣建興鎮初級中學。