吕艳春
化学是一门以实验为基础的学科。实验不仅可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学学科中的概念,获得化学学科的知识和实验技能,而且有助于培养学生严肃认真的科学态度,使其习得科学的学习方法,提高独立解决问题的能力,由此产生创新的欲望和动机。在新课改背景下,教师更应注重实验教学行为的有效性,提高化学课堂效率。
一、优化演示实验设计
在教学中,教师要根据教学内容和学生实际,合理设计探索性实验和验证性实验,教师演示实验和学生分组实验,并针对不同类型的实验设计有效的教学程序,使实验教学更具有效性。特别是在设计演示实验时,要精心设计实验过程,通过恰当的问题,引导学生通过观察实验将新旧知识串联起来,形成知识体系。例如,笔者在演示人教版化学九年级下册第十单元课题2《酸和碱的中和反应》实验10-8时,在向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时,与学生有这样一段对话:
师:(先将无色的酚酞溶液滴到无色的氢氧化钠溶液中,溶液变红色)为什么溶液会变红色?
生:因为氢氧化钠的水溶液呈碱性。
师:(继续向溶液中滴加稀盐酸直至恰好变成无色)这时溶液中有哪些溶质呢?
生:酚酞、氯化钠。
师:氢氧化钠和稀盐酸去哪儿了呢?
生:它们发生反应了。
师:(继续向反应后的溶液中滴加过量的稀盐酸)这时溶液中又有哪些物质?
生:(轻松地说出)氯化氢、酚酞、氯化钠。
师:有什么办法证明稀盐酸过量了?
生:(思考一会儿后)可以用铁。
师:你是怎么想到用铁的?
生:根据酸的性质,酸可以和氢前的金属反应,反应时有氢气产生。
师:那么根据这个性质,还可以用哪些金属证明稀盐酸过量?
生:铝、锌、镁等。
师:太棒了!除此之外,酸还有哪些性质?根据这些性质,还能找到哪些方法证明酸的存在?
以上教学环节通过环环相扣的追问,不仅帮助学生复习了酸不能使酚酞变色的性质,而且还通过滴入过量的稀盐酸,让学生设计实验证明稀盐酸的存在,使学生复习了酸的其他性质。
当在教学中遇到某些实验现象不够明显或不易成功时,教师应设法将其优化,以提高实验教学的有效性。例如,在做人教版化学九年级下册第十一单元的实验“碳酸钠溶液和澄清石灰水反应”时,如果向盛有少量碳酸钠溶液的试管里滴入澄清石灰水,实验现象不明显,不便于学生观察。在教学中,笔者将其改为向少量饱和澄清石灰水中滴入一滴饱和碳酸钠溶液,实验现象非常明显,笔者便以此提问学生:为什么改进前实验现象不明显,而仅仅是将添加试剂的顺序调换,且碳酸钠溶液的用量更少,实验现象却非常明显呢?学生通过对此问题进行探讨,进一步培养了分析问题和解决问题的能力,实验的教学效果得到了加强。
二、注意演示实验的规范性
教师在课堂上的演示实验具有示范作用,通过演示实验,可以让学生初步了解和掌握化学实验的基本思路、基本技能和基本方法。在进行演示实验时,教师应向学生介绍实验仪器的使用方法以及注意事项,引导学生分析演示实验的思路及方案,并着重引导学生对实验结果进行科学分析,得出正确的实验结论。因此,教师需在课前准备好每一个演示实验,不忽略每一个细节,最好课前试做一遍:检查仪器和药品是否齐全,操作是否规范,现象是否清晰;对于出现明显实验现象需要较长时间的实验,应提前做好一个备用实验,确保学生能观察到明显的实验现象;实验操作应遵循实验的规范流程,为学生做好示范。如将铁丝放入硫酸铜溶液中、溶液由蓝色变为浅绿色的实验,就应提前一节课左右做好,以便让学生观察到明显的实验现象;又如在演示使用胶头滴管的实验时,必须强调滴管不能伸入容器内、不能碰到容器壁、不要将滴管平放或倒放、不要把滴管放在实验台上或其他地方、用过的滴管要立即用水冲洗干净(滴瓶上的滴管不要用水冲洗)、严禁用未清洗的滴管再吸取别的试剂等,让学生养成良好的实验习惯。
三、明确学生实验目的和要求
学生分组实验能使学生通过亲手操作,掌握实验步骤,理解实验原理,从而提高动手能力、观察能力和思维能力。在组织学生操作实验前,教师不但要自己明确实验目的和要求,还要让学生明确实验目的和要求。许多化学实验现象是一晃而过的,但部分学生对于实验的兴趣,往往是出于“好玩”“有趣”,“玩”过之后并不知道实验原理是什么,为什么要这样做,实验现象说明了什么,从而导致实验教学低效甚至无效。因此,在学生实验前,教师要让学生知道实验目的和要求,明确实验观察的要点,使学生产生积极的学习动机。思维有方向,观察有目标,操作才会认真,实验才会有效。如要求学生做“铁丝在氧气中燃烧的实验”之前,应引导学生明确以下操作注意事项:在集气瓶中装少量水,点燃系在螺旋细铁丝底端的火柴,待火柴快燃尽时,插入盛有氧气的集气瓶中,铁丝从上往下伸入瓶中(不能碰到瓶壁)。还要让学生在实验的过程中思考以下问题:为什么要在瓶中放少量水或细沙?为什么要在细铁丝底端系一根火柴?为什么要待火柴快燃尽时,才插入盛有氧气的集气瓶中?为什么要将铁丝从上往下伸入瓶中?如果学生的实验没有出现火星四射的现象,应引导学生分析有可能出现的原因,并指导其改进后重做,使学生亲历发现问题、形成问题进而解决问题的过程,以此培养学生严肃认真的科学态度,增强学生的实验分析能力。
四、有序组织学生实验
在组织学生做实验前,教师应先做一次,以便掌握实验成功的条件,估计学生实验时可能遇到的困难,拟出要向学生强调的操作要领、观察要点及注意事项。在学生实验前,教师可根据学生的知识水平和动手能力对其进行分组,以便于学生能互相合作完成实验。同时还要指导学生课前预习实验内容,明确实验目的,熟悉实验内容,理解实验的基本原理和操作步骤,掌握实验装置所需的仪器和组装过程,了解相关的注意事项,并提出一些需要通过观察、总结才能得出结论的问题,让学生带着问题进行实验,以提高学生的观察能力及分析能力。如在用高锰制氧气的实验中,要求用排水法收集氧气,教师在强调实验步骤的同时,可提问学生:为什么要先检查气密性?为什么瓶中要装满水?为什么试管口要塞一团棉花?为什么要等气泡均匀放出时才开始收集气体?为什么结束实验时要先把导管从水中移出再熄灭酒精灯?当学生认真探讨这些问题的可能答案之后,便会带着好奇、求知的心态去做实验,当每个问题的答案均被一个个有趣的实验现象证实之后,学生对知识的理解将会深化,对化学的兴趣也将会进一步提高。
学生实验应组织有序、操作规范、全员参与,教师要及时进行监控和指导,确保实验过程有序。教师在巡视指导的过程中,特别要注意一些动手能力稍差的学生,发现他们出现问题时,应及时给予帮助。当学生实验出现异常现象时,应引导学生分析可能是什么原因造成的。如笔者在组织上面的实验时,有的学生在检查装置的气密性时,发现导管口没有气泡冒出,笔者引导学生查找原因并重新进行实验,直至实验成功。又如在做用稀盐酸除铁锈的实验时,有学生除了观察到铁锈消失、液体变成黄色外,还观察到有气泡冒出,笔者立即表扬其观察仔细,并引导学生分析这是什么原因造成的、这种气体可能是什么气体。当学生通过讨论分析,得知这是因为表面的铁锈被除掉后,露出的铁继续跟盐酸发生反应而产生的氢气时,他们兴奋不已。学生实验结束后,教师要总结分析实验过程中遇到的问题,指出做得好的地方和不足之处,引导学生分析实验失败的原因,使学生获得更多的实验经验;同时还要再次总结实验的目的和蕴含的学科知识,使学生加深认识,巩固学科知识。
化学实验教学应避免学生只观察到实验的表面现象,而要把学生的注意力和兴趣引导到实验操作的规范化、对实验原理的思考、探究实验现象的本质上,特别要重视探究方法和观察方法的引导。因此,教师应精心设计演示实验,规范操作演示实验,明确学生实验的目的和要求,有序地组织学生实验,让学生充分体验化学学习的快乐,切实提高化学学科素养。
(责编 周翠如)
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