关朝珠
(广东省佛山市顺德区容山中学 广东 佛山 528303)
中学化学实验具有多种教学功能,在化学教学中注重以化学实验为手段,不但有利于帮助学生化学概念的形成、物质性质的认识和化学理论知识的理解和巩固,而且有利于培养学生的实践技能、探究意识和创新能力[1]。 新课标下的中学化学实验教学应立足基础,着眼能力,大胆放手,有意识地引导学生去动手,并由此诱发学生各种实验能力的发展。
在实验教学中究竟应该如何放手? 如何提高能力呢? 笔者结合自身实践,谈谈几点拙见。
平时我们的一些实验多为演示实验,有些教师怕麻烦,把演示实验变为视频实验,甚至用黑板或讲述代替,这给学生动手能力带来很大的障碍。 如何最大限度地让学生参与实验? 如何让学生在动手中落实各项实验操作规程,并在动手中通过动脑去分析解决问题呢?
变演示实验为分组实验,让学生有更多的实验体验,在实实在在的实验中,感悟出实验的真谛。 学生喜欢分组实验,但大多数学生会因为“好玩”而可能仅仅局限在看各种有趣的实验现象,只认识物质性质而忽视了很重要的方面——自身动手能力的培养,所以能否最大限度地提高学生的动手能力,还得看教师对分组实验课的课堂管理和设计。 我采用的流程是:预习—合作交流—展示—归纳—实验—归纳,且每一步只要学生能搞定的都放手给学生去独立完成。
以选修五学生实验《有机物的分离、提纯》为例:第一步:课前预习,前一天晚上安排学生预习(配有学案),在实验前要求学生必须认真预习实验内容,杜绝“照方配药”式的操作。 第二步:课堂前3 分钟小组讨论,交流互助昨晚的预习学案。 第三步:展示8 分钟,小组推选同学上讲台,自选一个专题:蒸馏、重结晶、萃取,并能结合实例就原理、仪器、操作、注意事项等方面进行讲解,小组内可以补充,其他小组可以随时提问。 第四步:点评、归纳,先同学互相点评,老师再点评,侧重讲重结晶。 第五步:动手操作,学生严格按操作步骤准确地进行实验,仔细地观察实验现象,如实地记录,独立认真地思考实验现象。 第六步:归纳和分享。 同学先以小组为单位归纳实验过程中自己的疑问和操作错误的地方,老师再归纳示范。 最后要求学生课后进行正确分析,写好实验报告。 通过这六步,大多数的学生都参与到课堂中, 并都有机会锻炼自己,尤其在实验的规范操作和表达能力方面更有帮助。 经过几次的训练,分组实验课堂从原来的简单热闹转向有序的开心、充实的锻炼,而实验过程中也能涌现更多理性的、科学的思考。
化学实验的过程就是开发学生思维的过程。 它能完整地把握有关知识之间的联系,实现认识过程的飞跃,从而达到化学创造的完成。 我在实验教学中对培养学生创造性思维[2],做如下的尝试。
(1)改进演示实验,不断创新。 改进演示实验不仅是为了使实验更趋合理化,更重要的是从中让学生学到科学研究和解决问题的方法,这对学生思维能力的发展将起到促进作用。 我经常引导学生一起对现象不明显、费时间的演示实验进行大胆创新。 在我的带动下,不少学生对化学实验改进产生了浓厚兴趣,有些学生甚至在家里购置微型实验仪器自己做实验。
如必修1 中《一氧化氮和二氧化氮的相互转化》实验,课本上提供的铜和稀硝酸反应生成NO,然后试管上端由于无色的NO 接触到O2而变成红棕色的NO2,这样既不明显又不太环保。所以我和几个学生一起分析后决定改进,我提醒他们既要考虑到毒性又要考虑到现象明显。 学生通过查阅资料,提供了几个方案,我们一起实验后采取了其中一个方案(见下图1),轻而易举地解决了这个问题:把二氧化氮收集在分液漏斗中,然后把充满二氧化氮的分液漏斗倒立在水槽中,并轻轻摇动,观察红棕色逐渐褪去,水面逐渐上升,当红棕色全部褪去后,拧开分液漏斗活塞,漏斗逐渐出现红棕色,关闭活塞,实验结束再加入足量NaOH溶液吸收多余的气体。实验很成功,NO 和NO2气体的相互转化非常明显。
图1 NO2 和NO 的转化
图2 喷泉实验
(2)借助化学实验,扩展思路。 一个实验往往可以让学生观察到很多现象,提出许多问题,促使他们联想、对比,可以扩展学生的思路。 一堂课的演示实验不可能面面俱到,即使大部分时间都用于演示,其效果也是不佳的甚至还会起负作用。 在启发学生思考的同时,对实验进行合理安排,合并同类实验,并尽可能做到精讲多练,用一个实验进行分析、综合,让学生从思考中得出结论,从而扩展了思维范围。
例如在讲《喷泉实验》时,学生已经知道NH3和HCl 气体与水的喷泉实验的装置、实验现象及反应原理,教师进一步提出:你能否根据这个实验原理,改进该实验装置? 在我的鼓励下,我们又收集到好几套不错的装置图,其中还有一组同学自告奋勇上台展示他们小组如(上图2)的改进实验效果,大家掌声如雷。在此基础上我追问:喷泉形成的实质是什么? 你还知道哪些喷泉实验的原理? 通过小组内激烈的讨论,学生自己逐步归纳出喷泉实验的实质(在一定条件下气体被某种液体的大量吸收,产生压强差)和各种喷泉实验的化学原理,从而大大扩展了学生的思路。
后来学生开发了10 种不同反应原理形成的喷泉和归纳生活中的各种喷泉原理,还提出了不少改进措施, 这一成果荣获广东省青少年科技创新大赛二等奖。 学生有无穷的潜力只要敢于放手,学生通过摸索学到的比老师灌输的要多得多!
探究型实验是化学实验的一大特色和亮点,是培养学生探究能力的重要环节。 可是不少学生在这块内容上却无从下手,也得不到很好的磨练。 如何创造机会,让学生多做探究性实验呢? 很多老师因为怕麻烦而多采取纸上谈兵的办法,这是很难达到真正探究的效果的。 其实要解决学生探究实验解题能力的问题并不难,我一般用两个办法:(1)在实验教学中补充几个启发性、探索性强的学生实验(取自苏教版选修6《实验化学》、人教版选修2《化学与技术》一书),如硫酸亚铁铵的制备、侯氏制碱法、菠菜中色素的提取、硝酸钾的提纯等,让学生再到实验室进行综合磨练。 (2)设计针对性练习。 在学生做题训练上,老师要学会放手(可以增加思考题),让学生在已有的知识基础上,提出一个或若干个探究点,让学生自己去设计、自己提问题、自己解决问题,不要只是简单地让他们“照单抓药”,只有这样才能真正地提高学生的探究能力。
例如:在高三补充《菠菜中色素的提取》实验中,我要求学生结合2008 年广东高考题实验题中菠菜中草酸根的提取和探究,小组内互相设计思考题,结果学生提了很多有价值的问题:(1) 为什么菠菜提取草酸根或色素都要研磨、捣烂而不是象海带提取碘元素那样灼烧? (2)色素的浸取为什么使用石油醚—乙醇混合溶剂,你对萃取剂的理解有否变化? (3)过滤浸取液为什么不用滤纸而用棉花塞在漏斗颈部即可? (4)为什么过滤后要用水洗涤滤液? 等等。 然后小组就这些问题讨论、辨析,很多学生豁然开朗,受益匪浅。
有些教师苦于找不到合适的探究素材,其实探究的题材在教材中随处可见。 例如:银镜反应是中学化学一个有趣的实验,同学们在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。 我发动学生收集期刊上的有关银镜反应[3]的条件的研究,银废液的回收利用等内容,我们一起设计了从银氨溶液的量、乙醛的量、温度、反应体系、pH 等多个变量控制的探究实验题。 该素材的选取的根据与出发点是:银镜反应的反应条件探索的落脚点是中学化学日常教学中的问题,能够突破中学化学知识框架,从更广阔的视野设计试题,在银镜反应实验中找到可以生长的知识点,找到一个能够与高等化学结合的切入点。 而银的废液中提取银,即银废液的回收利用在高等化学中是一个重要的研究课题,而且涉及的知识内容比较基础,与中学化学内容联系比较紧密,可以找到结合点。
问题:在放手初期有可能会出现这样、那样的一些问题,如:课堂没那么有序,甚至会比较乱;一个问题抛出去,讨论无边无际,放得出去收不回来,教学进度无法完成;学生提问、质疑环节,学生不敢提问题或提不出问题;学生怕出错,不敢回答问题;学案设计难度不好把握。 其实不用太担心,这些问题以我们老师的勇气和智慧是可以控制好并解决的。 课堂秩序乱一点有什么关系? 学生能参与课堂,提高能力是关键,只要老师牵好主线,慢慢就能收放自如,一切尽在掌控中。 学生没有问题,提不出问题或不敢提问题,说明教师平时没有调动他们的思维或者学生的主体性不强,其实学生的“封闭”很大程度上是因为害怕同学的嘲笑和教师的否定, 正好说明了老师要改变教学模式,敢于放手才对,教师应以合作者、学习伙伴的角色出现,使学生大胆地表达自己独特的想法,说出自己的疑惑和错误。 当然学案设计还要照顾到对各层孩子的关注,问题设计要精心,环环相扣,让后进生不被冷落,中等生有成就感、优秀生能提升。
思考:大胆放手更能培养学生的能力,放手并非不管,而是指在教师不加讲述的情况下,学生依靠自己的力量去获得新知识,寻求解决问题的方法。 放手是为了让学生有更多的自主,让学生找回自我,让他们在宽松、愉悦的氛围中去发现问题、分析问题和解决问题。 它的优点是:由于学习者亲自发现事物的关系和规律,能使学习者产生幸福感和自信心,从而提高学习者学习的积极性;由于学习者自己把知识系统化、结构化,所以能更好地理解、掌握和记住学习的内容,也能更好地运用所学的知识[4]。
教育家夸美纽斯在《大教学论》中,这样描述其理想的教育:“找出一种教育方法, 使教师因此可以少教,但是学生可以多学;使学校可以因此少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦,独具闲暇、快乐及坚实的进步。 ”
只要提供足够的时间,运用适当的设计,提供必需的资料和条件, 学生完全可以依靠自己的力量去获得新知识,寻求解决问题的方法[4]。 所以在教学活动中,在教师的精心设计和引领下,可以大胆放手,让学生去学,去探索,去实践,一定可以创设以自身兴趣和内在需要为基础、 以主动体验和探索解决问题为特征和以促进主体创新意识和能力发展的课堂实践。
总之,教师无论是在演示实验教学中还是在学生分组实验教学中, 都应该有意识地着眼学生能力,同时敢于放手,让学生在更大的锻炼中提高能力。 能用自己的一杯水,引出学生的一桶水的老师才是优秀的老师。 学生的潜能是无限的,只要老师精心设计,让出一个舞台,就一定能收获一片精彩。
[1] 冯克诚等.中学成功教学体系—中学化学实验教学改革及操作指导[M]. 呼和浩特:内蒙古大学出版社,2000:33-35
[2] 马昆, 柯儒杰. 21 世纪中学化学创新实验设计与探索全书[M]. 通辽:内蒙古少年儿童出版社,1999:5-15
[3] 姚如富. 有关银镜反应的研究[J]. 实验教学与仪器, 1996,(4): 39-40
[4] 吴崇光主编. 教学心理[M]. 广州:广东教育出版社,1993:35
[5] 吴崇光主编. 教学心理[M]. 广州:广东教育出版社,1993:37-38