中学化学实验学习方法的探讨与实践

2010-02-17 13:17陈翠平
中国现代教育装备 2010年20期
关键词:化学实验方法

陈翠平

广东省江门中医药学校 广东江门 529000

中学化学实验学习方法的探讨与实践

陈翠平

广东省江门中医药学校 广东江门 529000

化学教育对培养学生的科学素质有着不可推卸的责任。笔者观察到学生普遍忽视学习方法的重要性以及学科知识的内在系统性,要使学生得以自主地获取更多的知识和技能,使学生获得较高的综合素质和学习能力以及持续发展的核心竞争力,引导学生培养正确的学习方法尤为重要。

化学实验 学习方法 探讨与实践

化学是以实验为基础的一门学科,是强调理论联系实际的学科,要学好化学,不能不学好化学实验的方法,不能不培养化学的思维能力。我国国务院颁发的《全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020年)》中将“初步认识科学本质”作为行动目标之一,要“通过科学教育使学生逐步领会科学的本质”“发展学生对科学本质的理解”。作为自然科学之一,化学教育对培养学生的科学素质有着不可推卸的责任。

著名美籍华人作家黄全愈先生在《素质教育在美国》一书中写道:“中国学生学得多悟得少,美国学生学得少悟得多,授人以鱼,不如授人以渔。如果我们在初级阶段只搞适应应试教育的智力开发,到高级阶段才培养人的创造力和研究能力,将难以培养出自己的诺贝尔奖获得者。”

在实际工作中,笔者观察到学生普遍忽视学习方法的重要性以及学科知识的内在系统性,而两者正是学生基本素质中最应关注的内涵之一。知识过于零散,处理实际问题时因为把握不住思考或求解问题的更为普适的基本思路往往只能求助于对书本知识的记忆,“照猫画虎”或“照葫芦画瓢”式的学习方式和由此形成的思维惯性,将导致实验中只能照处方抓药,缺乏独立的思维,并且难以真正做到自主学习。

由于教学学时和对教材篇幅的限制,化学实验教学的内容只能坚持“少而精”的原则,要使学生得以自主地获取更多的知识和技能,使学生获得较高的综合素质和学习能力以及持续发展的核心竞争力,引导学生培养正确的学习方法尤为重要。

一、“阅读”学习法

通过引导学生阅读,使学生认识化学发展的历史和美好的前景,走进化学科学的王国,激发探究化学科学奥秘的兴趣。我国古代教育家孔子曾指出:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”乐学是学习的最高境界,兴趣是最好的老师,有了兴趣就有了主动学习和自主学习的积极性,进而发展成为最重要、最强大、最有效的学习动力,从而提高学习的效率和水平,促进个性的健康发展。

阅读主要是介绍与教学内容有关的化学史料或联系实际的知识,集科学性、思想性和文学性为一体,不仅有利于学生开阔视野,丰富知识,而且有益于提高他们的学习兴趣、培养自学能力,对加深理解和掌握教材起到一定的作用。

比如,有些同学对实验不感兴趣的原因是害怕危险,怕麻烦。化学家诺贝尔一生致力于炸药的发明和生产,在工作间发生爆炸,造成包括其弟在内的2人遇难,在其身心交瘁的情况下,仍然坚持实验研究,发明了黄色炸药、胶质炸药、无烟火药等。莫瓦桑从事氟的研究,曾因中毒而中断了4次实验。莫瓦桑不但没有因中毒停止实验,还给自己增加了工作量。通过对这些内容的阅读和了解相信同学们后会有所感触。

有些关心社会生活的同学,当遇到有关化学新闻事件时,应该学会利用网络或书籍帮助自己澄清迷惑。如“苏丹红事件”就是一个很好的实例。苏丹红分子式为C16H12N2O,化学成分是一种萘的化合物,属偶氮类染料,共有4种变体,分子式虽有差异,但毒性相同。它不是食品添加剂,主要用于溶剂、蜡、汽油等增色和为鞋油、地板等增光。由于它价格低廉对光线的敏感性不强,食品添加了苏丹红后,能够长期保持鲜红的颜色,所以它被一些不法商家应用到了食品中。科学家通过实验发现,该染料会导致鼠类患癌,在人类肝细胞研究中也显示出可能致癌的特性。

通过阅读,增强了对文字的理解能力,更重要的是增加了对化学的了解,增强了化学直觉思维能力。

二、“触类旁通”学习法

很多青年学子,都曾被雪莱《西风颂》里的诗句“冬天已经来了,春天还会远吗?”感动过,但是很少有人知道诗人雪莱还洞悉科学世界。由西方文化产生的科学技术,在辉煌了二三百年,主宰了世界,为人类谋取了很大的福利之后,到了今天,其弊端日益暴露,比如大气污染、臭氧层空洞、环境污染、淡水资源匮乏、生态平衡破坏、新疾病层出不穷等,这些弊端在近200年前就被雪莱预言过。

再比如国学大师季羡林,他自称对科技史懂得不多,可是出于偶然性,他在研究印度文化和佛教文化时,碰到了制糖史的问题,他研究后,随之发表了一篇《蔗糖的制造在中国始于何时?》的论文。

由上可知,人类文化本就是相通的,我们在学习化学之余,不防多阅读和思考一些人文类的问题,也许专心投入化学时间长了,难免会有枯燥死板乃至厌烦的感觉,学点人文知识,换一换脑筋,就像是磨刀一样,刀磨过之后,又锋利起来,回头再来学化学,会感到精神抖擞,奇思妙想,纷至沓来,从而让你学得轻松,学得快乐,增长见识,同时还能学以致用。

三、“联想”学习法

课堂教学中,联系联想是实现知识的转化、重组、迁移的很有效的方法,知识的运用和综合都是通过知识的沟通联系来完成的,学生学习新知识、解决新问题,都是“生长”在学生已有知识经验基础上的。在化学实验中,很多实验原理和装置原理是相通的,学习时我们要学会联想。

比如,在《分析化学》中,配制氢氧化钠标准溶液时,为了防止氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的影响,一般要先把氢氧化钠配成饱和溶液,再取适量的饱和溶液稀释成标准溶液,因为在饱和溶液中碳酸钠的溶解度会下降。由这个实验,可以联想到在制取肥皂后,要将肥皂倒入饱和的食盐水中,以及制备乙酸乙酯时,吸收的装置中用的就是碳酸钠饱和溶液,等等,这些实验中采用的都是饱和溶液中溶解度下降的原理。

再比如,碘化钾在酸性条件下,可被氧化剂氧化后生成单质碘,这个实验在《分析化学》碘量法滴定中被广泛应用。有机化学实验中,有关应用溴水的实验很多,由于溴水有挥发性,为防止挥发,生产单位一般加蒸馏水1/3左右作为保护剂。此外,溴水与氯水的性质相似,久置溴水是溴、氢溴酸、次溴酸、溴酸等的混合物。因此,直接使用购买的溴水或者存放在实验室中有一段时间后的溴水,再来做有关实验,往往看不到现象。通过联想,在实验室中都可以采用碘量法中碘被氧化成单质的这种方法解决,只要将碘化钾换成溴化钾,就可自制溴水,实验现象会明显很多。

类似这样的例子很多,如果学生掌握了这种学习方法,就可以很好地理解实验原理,也可以开展研究和探索性地学习,对提高化学思维能力和解决问题的能力大有帮助。

四、“举一反三”学习法

强化学法指导,即不仅要教给学生知识,更重要的是要教给学生学习知识的方法,使学生在理解课本内容的基础上,逐步掌握科学的学习方法,培养学生对学习过程进行反思的意识和能力,变注重学习结果为注重学习过程,变被动学习为主动学习,变接受性学习为探究性学习,让学生在参与探究、合作开放、实践创新的活动中学习化学知识,形成运用化学知识解决问题的能力,从而达到“举一反三、事半功倍”的效果,也就是教会学生用建模思想来解决化学问题,将所认识或待解决的问题建构为概念或数学、物理关系。模型思想在化学教学中的应用非常广泛,一个概念、一条规律、一种反应类型、一个假设体系等都可以成为一个思想模型。这是化学实验教学应该坚持不懈的努力方向,并时刻把这一宗旨融入到日常的教学细节中去。

比如,在化学实验中,有关量筒、刻度移液管、容量瓶、滴定管的读数都是眼睛平视刻度线,弯液面与刻度线相切,学生学会其中的一种仪器,教师要求他们应该变通到其他几种仪器,从而学会归纳总结和找规律。再比如化学反应速率和化学平衡的原理,在区别强弱电解质、电解质的电离平衡以及同离子效应的实验中就要能够很好地理解该原理,并且能灵活运用。

五、精读课本学习法

教科书是人类智慧和多年经验积累的结晶,是重要的教学资源,也是教学内容的重要载体。教学中以教师为中心向以学生为中心的转变过程中,学生主动学习教材,钻研教材,利用教材,自己处理实验过程中出现的问题,探究一些新的想法,这都是提高有效学习的途径,同时也是锻炼学生综合能力和素质、学会自学的很好的方法。

比如,在滴定分析中,酸式滴定管涂凡士林的步骤中,尽管教师做了提醒,也作过相关演示,每个同学都能掌握基本的操作,可是每次都有不少同学由于涂的方法不正确,造成滴定管堵塞。很多同学都不理解,为什么参照教师讲解的方法,同样操作,结果却大相径庭呢?课后,要求同学们自己仔细看书,发现与滴定管塞部位没有擦干水有很大的关系。通过这一次细节的教育,以后同学们看书和操作都要比以前认真。

再比如,《有机化学》醛和酮的性质实验中,有一个与亚硫酸氢钠的加成反应,现象不明显。原本应该生成羟基磺酸钠晶体,加入盐酸后,由于此反应是可逆反应,盐酸会与亚硫酸氢钠反应,使反应平衡向左进行,因此羟基磺酸钠晶体会消失,溶液变澄清。在同学们的分组实验中,基本上很难看到晶体生成后比较稳定地停留在溶液中,总是看到澄清的液体。通过让学生查找教科书,了解到羟基磺酸钠晶体不溶于乙醇,于是在试管中加入少量的乙醇后,再按步骤操作,结果很清晰地看到了每个步骤应该呈现出的现象。同学们大受鼓舞,尝到了通过自己努力成功后喜悦的滋味。

课本中有许多值得学生探究和钻研的问题,在学生学习科目多、时间有限、探究能力还比较薄弱的条件下,笔者认为可以围绕课本进行一些实事求是的钻研性学习,不失为一种很有效的学习方法。

[1]杜芳艳.中学生化学学习困难原因分析[J].中学化学教与学,2005,10:18

[2]姜维萍.简话“苏丹红”及其启示[J].中学化学教与学,2005,10:64

[3]季羡林.我的学术总结[M].北京:钟艺大众文艺出版社,2009

[4]朱心奇.建模思想与解决化学问题能力的培养[J].中学化学教与学,2005,9:12

2010-06-02

陈翠平,本科,工程师。

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