浅议微型实验在高中化学教学中的作用

戴坤旭

摘要:本文是结合中学教学改革,在使用《普通高中化学课程标准(实验)》教科书(以下简称“新教材”)(必修1、必修2)的教学中,同步开展微型化学实验,结果表明,微型化学实验,能有效激发学生的学习兴趣、促进学生的智力、能力发展、有利于培养学生的科学态度以及环保意识和绿色化学理念等。

关键词:新教材;高中化学;微型实验;能力

中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2009)12-0160-02

微型化学实验“是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量比对应常规实验节约90%以上”。微型化学实验以其节省时间、节约经费、操作安全、现象明显、易于开展、减少污染等优点而在世界各国得到迅速发展。

普通高中化学课程标准(实验)分为必修和选修两部分,第一部分(必修)2个模块,第二部分(选修)包括6个模块。各个课程模块都有相应的实验,且实验不分演示实验和学生实验,旨在教师根据实际情况尽可能多地开设学生实验,让每个学生都有机会动手参与实验。这个新课程标准2004年已在广东、山东、上海等地试点实行。这个课程标准的实施对基础教育的改革推动是深刻和多方位的,同样在这场变革中,微型化学实验发挥着越来越重要的作用,扮演着越来越重要的角色。

一、化学实验微型化是化学学科发展的趋势

新课程带来了新教育。新课程教材中安排了许多实验、科学探究等活动,新教材中与以往历届教材不同的一个显著特点是,实验不分演示实验和学生实验。“对于实验室条件已具备、学生能在课内完成、能培养学生操作能力、而且比较安全的实验,要尽可能地让学生去完成。教师要努力去改进实验,使实验现象更明显、成功率更高。”“通过以化学为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力”是新课程的基本理念。通过实验,可扩大学生的知识面,开阔视野,发展智力,培养能力。新教材教科书不仅把“化学实验”作为专题内容,还把它安排在第一章,通过实验把学生引入化学世界,突出了化学实验的基础性和重要性,体现了新课程标准所反映的教学思想。微型化学实验非常有利于培养与发展学生对科学技术的学习兴趣与能力。由于手脑并用,感知与思维相结合,理论和实践的结合,对学生能力的全面发展,创新意识的萌发和实践习惯的养成有极重要的作用,把学生科学实验的训练从狭义的实验室实践加以扩大,紧密联系生活、环境与社会,有利于加深对人和自然环境及科学技术间关系的认识,培养和发展对科学技术的认识及兴趣,化学实验微型化成了化学学科发展的趋势。

二、微型实验在高中化学教学中的作用

(一)微型化学实验可激发学生的学习兴趣

“兴趣是最好的的老师”,夸美纽斯认为:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”心理学研究表明,人们对自己感兴趣的事物,总是力求去探索它,认识它。高中阶段是学生兴趣定向的关键时期,学生的兴趣要靠教师在教学中激发、引导和培养,在开展微型化学实验的第一节课,向学生展示小巧玲珑的微型化学实验仪器,其融教具、学具、玩具于一体,构思巧妙、装置新颖、外观精美,学生拿到手中立即兴趣盎然,爱不释手,马上从心理上缩短了与实验的距离。“加上微型化学实验操作简便、安全、无污染、成功率高,现象明显,使学生在实验操作上敢于大胆动手,心情愉快,信心倍增,从而激发学生的潜力,大大提高了实验的作用。”微型化学实验,给学生创造更多亲自动手尝试的机会,尽可能给学生发展能力的空间,使学生的潜力得以最大限度的发挥,在实验中体验到科学的奇趣,在获得知识的同时,能力也得到了培养和发展,极大地调动了学生学习化学的兴趣。

(二)微型化学实验可培养学生的观察能力和分析问题、解决问题的能力

观察又称“思维知觉”,是一种有目的的、有计划的知觉活动,观察的目的是探索和发现,达到对事物及其变化规律的认识。观察是学生发展智力、增长知识、认识世界的重要途径之一,也是学生认识事物、累积知识的基本方法。没有敏锐的观察力就不会有灵敏的思维力、丰富的想象力和良好的记忆力。任何人的观察能力都不是与生俱来的,而是在长期实践活动过程中培养起来的。科学实验表明,人的各种感观受到的刺激都会在大脑中留下痕迹,多种感观的共同活动,可以使大脑更全面地捕捉事物的性质及其变化的特征,从而达到对事物的较为全面准确的认识,很多化学物质的性质及其变化过程,都需要多种感官协调配合,才能达到观察的目的,微型化学实验能给学生提供更多动手的机会,可有意识地训练学生协调运用多种感观进行观察,使观察自觉成为认识事物过程中的一个步骤,从而提高观察质量。学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论等多种学习方式,在提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集数据、解释与结论、表达与交流等活动中,可增进对科学探究的理解,发展科学探究能力,培养学生的观察能力和分析问题、解决问题的能力,培养出自信、自强、尊重科学、勇于探索的高质量人才。

(三)微型化学实验可培养学生的自学能力、动手操作能力

自学能力是学生独立探究,自主探求新知识、新技能的能力。培养自学能力是当今世界各国教育界对付科学技术日新月异的发展所采取的一种具有时代特征的育人对策。自学能力是终身受益的,是一项综合性很强的能力。

“不善于与物质打交道,不研究各种化学现象,不亲自动手实验就不可能学好化学”。人民教育家陶行知也说过:“要创造,非你用脑的时候,同时用手去实验;用手的时候,同时用脑去想不可。手和脑一块干,是创造教育的开始;手脑双全,是创造教育的目的。”微型实验操作简单易行,可使过去以较多时间“讲科学”过渡到以较多时间“做科学”,学生可自行设计实验、在家中进行实验,还可收集一些废品“变废为宝”,自制仪器,学生通过翻阅书报、杂志,上网查资料,调查收集数据等,将设计的实验付于行动,对学生的自学能力提高有很大帮助,同时动手机会多了,学生的实验操作能力自然就得到提高。“以学生发展为本,促进学生学习方式的转变”是新教材设计的思路,进行微型化学实验,引导学生在实践中学习、在生活中学习,可以克服单一知识灌输式的接受性学习的弊端,发展学生终身学习的愿望和能力,增强学生的实践能力,以及对社会的适应能力,让学生学会学习、学会合作、学会生存、学会求真。

(四)微型化学实验可培养学生探索、创新的思维能力

继承与创新是人类文化发展的根本,是人类战胜客观困难得以存在和进步的根本,也是培育人才的根本。在教学过程中深深体会到,一方面中学生有潜在的创新能力,有想象力,有独立思考的能力;但另一方面很多中学生受传统教育束缚,他们的创造力,想象力和独立思考能力没有机会得到充分发挥。微型化学实验注重把实验的改进创新与培养学生进取精神结合起来,让学生学会实验改进的方法技术,体验改进成功的喜悦,为培养学生的创新精神提供了最佳环境,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。

(五)微型化学实验有利于学生科学态度的培养和科学方法的训练

微型化学实验中有的实验一次不成功,需要进行几次,这就要有毅力,不怕困难和麻烦;有的微型实验结果与书上常规实验的结论不一致,要求学生要尊重观察到的事实和现象,并找出原因,进行解释;在实验过程中,由于微型实验仪器小,所需药品、试剂少,在观察中,更需要做到准确和精细,不允许有半点粗心大意。因此,实验的每一步操作、观察、记录、分析、解释和数据处理都要求学生要认真细致、集中精力、一丝不苟,注意实验过程中各个环节。因此,微型实验有利于学生养成实事求是、理论联系实际的科学态度;养成谦虚谨慎、脚踏实地的学习作风;养成善于质疑、勇于探索、刚毅顽强、百折不挠的科学精神,要求实验者还必须有一定的预见性和应变能力。

科学方法是学生获得化学知识的主观手段[8]。中学化学实验的落脚点是培养化学学科的基本素养,不仅要有科学的态度,科学的精神,更为重要的是学会一些科学方法,掌握一些将来进行科学研究必备的基本功。微型化学实验开展过程中,涉及到的科学方法既有观察、实验等感性认识的科学方法,也有科学抽象、假说等理性认识的科学方法。学生借助微型化学实验直接与物质及其变化打交道,这是他们的物质观、自然观、世界观赖以形成的重要渠道。在设计实验方案,使用仪器和进行实验操作,实验思维,收集有关事实、资料、数据,解释实验现象和分析实验结果的过程中,观察、比较、分类、分析、综合、抽象和概括等科学方法的采用,对学生是一种切实有效的方法论教育。

(六)微型化学实验可培养学生的环保意识和绿色化学理念

绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学。它是人类与自然和谐的化学,已经成为当前化学研究的热点和前沿。其目标是研究和寻找能充分利用无毒害原材料,最大限度地节约能源,在各环节都实现净化无污染反应途径。如今,环境问题已经成为全球性的问题,新课程标准强调消除环境污染,已将环境保护与绿色化学写进教材(新教材必修2第四章第2节),微型化学实验使用的药品、试剂少,仪器小,它能改善实验室空气质量,能最小限度地使用有毒、可燃、有腐蚀性或有爆炸性的药品,可将污染降为最低,充分体现了绿色化学理念。在中学化学教育中开展绿色化学教育是当前每一位中学化学教育工作者面临的崭新课题,任重道远。在这个课题中,在帮助受教育者树立绿色化学观念、中学化学实验绿色化等方面,中学微型化学实验是一座不可或缺的桥梁,将发挥重要的作用。

三、微型实验在高中化学教学中前景广阔

微型化学实验深入到教学中,让学生尽可能实现人人都有机会动手,人人的能力都能得到最在限度的提高,实现“尽可能多地开设学生实验”的新课程目标,微型化学实验可谓是化学教学中的一朵奇葩。在经济发达的地方,能够使实验更加节约,使学生养成勤俭节约的优良品质,在经济欠发达的地方,能够使实验得以进行,培养学生艰苦奋斗的革命精神和勇于探索的创新精神,微型实验作为一种新颖的实验形式,可使学生在“微型”世界里感受到“外面的世界很精彩”。实践证明,微型化学实验有利于培养学生创新意识和绿色化学意识,提高学生的综合素质与学习质量,省时省钱,符合素质教育的要求。因此,微型化学实验为中学化学教学改革开辟了一条新途径,具有广阔的应用前景和推广价值。

参考文献

[1]周宁怀、朱绮琴.,10年来微型化学实验在我国的进展[J].杭州师范学院学报(增刊),1998,(4).

[2]人民教育出版社、课程教材研究所、化学课程教材研究开发中心编著,普通高中课程标准实验教科书——化学必修1、2教师教学用书,[M].北京:人民教育出版社,2004.

[3]王绪玲、孙广义、于淑坤、富彦珍、仇丽英、李青山,微型化学小博士箱的研制与应用[J].高师理科学刊,2000,(4).

[4]张慧,从微型化学实验着手培养学生能力[J].宁波教育学院学报,2001,(4).

[5]郑继伟,“学会学习”口号的教学论和心理学基础[J].杭州大学学报(哲社报)1996.(2).

[6]广东省基础教育课程改革工作领导小组编,广东省普通高中新课程实施指导,广东:广东教育出版社M].2004.

[7]时振、阴金香、林天舒、程永升,绿色有机化学实验改革—微型化学实验,清化大学化学系生物系

[8]刘知新.化学教学论M].北京:高等教育出版社,1997.

[9]朱恩,中学微型化学实验与绿色化学教育,浙江省临海市回浦中学

[10]周宁怀,微型化学实验[J].大学化学,1991,(5).