董海峰
(青海師范大學,青海西寧 810008)
化學學科是一門特殊的專業,隨著科學技術的不斷發展,化學實驗是化學科學理論產生、發展和驗證的實踐基礎,在無機化學教學大綱中就明確規定了化學實驗的目標、任務和內容.化學實驗作為一門基礎專業課,在學生學習化學的過程中發揮著不可替代的作用。實驗課對于激發學生學習積極性,培養學生主動探究科學理論知識,全面落實培養科學素養的目標,具有十分重要的特殊作用。也是培養和提高學生的觀察、思維、分析、解決各種化學反應現象能力的手段。
大部分化學知識均來自于實驗,實驗的設計與編排能刺激學生的大腦神經,引起思維的積極活動,激發學生的求知欲?;瘜W實驗是人們認識和研究物質,創造性地運用科學理論知識和實驗技術手段,有計劃、有目的地實施探究性實踐活動的過程。
現代化學實驗教學理論提倡教師要充分發揮學生的主體性,實驗教學要面向全體學生,培養學生的創新精神和實踐能力,提高學生的科學素養,促進學生的全面發展,化學實驗要貼近生活和社會,改變實驗的教學模式,重視和強調實驗教學的自主性和開放性,廣泛應用實驗探究、情境教學、合作學習和實踐教學等有效的模式,保證學生在實驗過程中的主體地位。傳統的實驗過分強調技能和技能訓練,沖淡了實驗探究和實驗思維,出現學生不理解技能要領,只是機械模仿的現象。
實驗者是化學實驗的主體,可以是教師也可以是學生,實驗者通過實驗手段來控制實驗對象,使其發生變化。實驗對象是化學實驗研究的客體,實驗對象所表現的各種屬性,又作用于實驗儀器,并通過實驗儀器為實驗者所感知?;瘜W實驗內容主要包括物質的制備或合成、分離與提純和檢驗、鑒別、鑒定等。化學實驗教學中實驗方法一般包括基本操作方式、物質的分離與提純方法和物質成分分析方案等。在化學實驗教學改革中要緊密結合國家教育教學的要求,在實驗試劑和物品的選擇方面,注意聯系學生的社會和生活實際,選取身邊常見的化學物質作為實驗用品和實驗試劑,使學生產生親切感?;瘜W實驗內容方面加強綠色環保的教育理念,選用綠色化的試劑,采用微型化學實驗裝備,積極鼓勵學生自制儀器、自行設計實驗方案,注重聯系學生的社會和生活實際,對于激發學生注意身邊的化學現象,解釋身邊的化學現象,具有很大的作用。增加化學實驗的趣味化,通過趣味實驗生動、鮮明和新奇的化學變化來激發學生的實驗興趣和探究欲望。實驗設計是實驗教學的策劃書,在進行實驗設計時要遵循科學性、綠色化、可行性、安全性和簡約性原則。選取污染性小、試劑用量少的微型化學實驗,開展微型化學實驗訓練,降低化學反應的污染程度。優選設計出多個實驗方案,然后根據效果明顯、綠色化、裝置簡單易操作等實際情況,進行教學調整并加以完善。
實驗是學生獲取化學知識、驗證化學理論知識并進行化學知識創新的重要手段。長期以來,實驗僅僅作為證明教材和教師正確的工具,忽視實驗的探究功能?;瘜W實驗應該滿足學生發展科學探究能力的需要,有無探究價值是針對學生而言,如果問題過易,學生不需要怎么思考就能解決,或者問題過難,學生不管怎么思考也難以解決,這樣的問題,對學生來說,就沒有探究價值,或探究價值很小。實驗內容有無探究價值,不僅要考慮學生的需要,還要考慮學生所在學校的基礎條件。例如:蔗糖能否溶解于水?蔗糖能否無限制地溶解于水?蔗糖能否溶解于其他溶劑(氯仿或苯)?對于這三個問題,有的問題太容易,不具有探究價值,有的問題中所用的試劑對于偏遠地區的學生來說很難找到,也同樣不具有探究價值。
例如在“人體吸入和呼出的氣體有何不同?”的實驗中,可以按照教師課前提出問題—學生查閱資料制定實驗設計方案—課堂進行實際操作—收集整理實驗現象或實驗數據—分析實驗現象得出實驗結果—課后反思與評價,這種師生交流的探究模式,在老師的啟發下逐步完成,小組合作效果顯著,學生在各環節都能夠積極思考,踴躍發言,使教學達到了比較滿意的結果。在“鐵生銹原因”的實驗中,可以按照創設情境—明確問題—提出假說—驗證假說—得出結論—交流與應用的探究模式,模式中假說的形成要經過提出假說和驗證假說兩個階段,實驗檢驗是驗證假說最直接、最可靠、最有力的方式。
一是合理分配演示實驗和學生實驗。這兩類實驗是根據化學教學中實驗主體的不同而進行的一種人為劃分,教師可根據所在學校和學生的實際情況來選擇。二是演示實驗向隨堂實驗轉化。演示實驗存在一定的問題:可見度小,老師是“演員”,而學生是“觀眾 ”,只是看熱鬧。如果學生自己親自去動手做實驗,可以使學生的角色發生變化,不但能掌握操作方法,還能使觀察的現象更清晰,印象更深刻。三是將有些驗證實驗轉變為探索性實驗。驗證性實驗是先有結論,后有實驗驗證結論的準確性。即結論在前,實驗在后,這種實驗是被動的,要充分把握好兩種實驗在化學教學中的作用,將驗證實驗作為實驗探究活動的表現形式之一,兩者緊密結合起來,發揮應有的作用。
隨著信息技術與化學課程整合的發展,為了達到教學效果的最優化,對于一些現象不明顯的實驗,可以通過模擬將其放大;對于嚴重污染或存在危險的實驗,可以利用多媒體加以解決;對于錯誤實驗操作導致嚴重后果的實驗,也可以模擬起到引以為鑒的作用;對于反應速度很快或很慢和化工生產中的生產流程等實驗都可以運用多媒體模擬實現。因此,計算機模擬實驗在一定程度上提高了實驗的成功率和教學效果。網絡教學可以突破傳統課堂的時空限制,進行遠距離學習,大容量的網絡資源庫能引導學生對某一問題進行更深入的研究和討論,發揮合作互助的作用,很好地體現教育的公平性,學生在整個過程中享有充分的自主權,處于中心位置,有利于學生個性的形成,培養他們創新思維以及發現問題、提出問題和解決問題的能力。
化學實驗在化學教學中具有非常重要的作用,針對目前創新型人才的培養模式,化學實驗教學也要不斷改革,轉變實驗教學方式,優化教學手段,從而激發學生的創新動機,培養分析問題和解決問題的能力。