摘要:化学是一门以实验为基础的学科,实验是中学化学的优势乃至生命。如何在实验中培养中学生的观察能力、操作能力、科学素质、探究能力、创新能力等,进而培养学生严谨求实的科学态度,热爱科学,服务社会,是一个值得探讨的问题。
关键词:化学课堂;实验教学;学生能力
中学化学实验对培养中学生的观察能力、操作能力、科学素质、探究能力、创新能力等,有不可替代的作用;对塑造中学生的求真务实的人格、百折不挠的意志、团结合作的精神,有十分重要意义;对训练中学生的科学方法、科学精神,培养学生的科学能力,有一定作用。
一、 化学实验能有效培养学生的观察能力、操作能力
首先,科学地观察一个实验,需要调动视、听、嗅、触等多种感官,全面地觀察装置、现象、操作。不仅要观察实验的局部,还要观察实验的整体;不仅要观察主反应的现象,还要观察次反应的现象;不仅要观察主要现象,还要观察次要现象;不仅要观察实验的明显现象,还要观察实验的隐含现象。如Na与水的反应中,若没有仔细的观察,就难以将Na的浮、熔(直到消失)、游、响、红(滴加无色酚酞溶液)的现象观察全面。Cu和稀HNO3的反应中,我们不仅要把观察重点落在Cu片的变化及溶液的变化上,还要注意到无色气体产生,到试管口后变成红棕色气体。在比较电解质溶液的导电能力实验中,灯泡的明暗程度固然是观察的核心,但同时还有一个易被忽略的隐含现象:电极上有气体产生。隐含现象往往更能激发人的求知欲,最终获得伟大的发现。学生不能全面地、准确地去描述实验现象,往往是学生不能科学地进行全面观察的表现。
其次,在学生实验的教学中,鉴于以往学生带着实验报告进实验室,看着报告做实验,对照教材填报告的“照方抓药”,为了报告而实验的状况,我们提出了带着“手、眼、脑”进实验室的要求,要求学生除了做记录外,不准带教材或实验报告进实验室。由于失去了“药方”,学生就必须在课前认真预习,在化学实验过程中仔细观察,认真分析,小心“诊断”,从而由“看一步做一步”转变为“一边想一边做”,达到了眼的细心观察,手的认真操作,脑的积极思考协同发展的目的,从根本上改变了“玩实验”的不正确态度。
教师要为学生的动手操作创造尽可能多的机会,这不仅活跃了课堂气氛,更重要的是锻炼了学生的操作能力。学生在实验考查或考试中,常出现下列问题:使用天平时,游码不在“0”处,就急着去调横梁螺丝;没有关闭分液漏斗活塞,就往里面加液体;喷泉实验中,挤压胶头滴管前忘记打开止水夹;不会检验装置的气密性等。这些问题反映出,学生平时缺乏操作训练,只是在看教师的个人演示或“纸上谈兵”。
二、 大力开辟第二课堂,培养学生的科学素质
教育的首要任务应该是培养学生热爱科学的精神。为此,我们在反复实践的基础上,开放了学生实验室,提供第二课堂阵地。鼓励学生根据学习的需要自行设计一些验证性或探索性实验(有时也可以由老师提供课题),调动学生的主动性,同学们说“有一种做科学家的感觉”。正是在这种感觉的驱动下,科学家严谨求实的工作态度和献身科学的精神日益在学生身上形成并得以强化。
三、 以实验事实为依据,训练学生的科学思维方法,培养学生的探究能力
鼓励学生如实记录自己观察到的一切现象,包括实验失败时“异常现象”、某些因副反应干扰产生的“异常现象”等,以塑造学生的求真务实的人格。在上初三化学《氧气的实验室制法》时,在用KClO3和MnO2制出O2后,我让几个学生描述自己观察到的现象,只有一个学生说所得气体中冒白烟;又让几个学生扇闻所得气体的气味,尽管每个学生都被呛得直咳嗽、眉头紧锁、手捂鼻子,但学生都照背上节教材的结论说:“没有气味。”只有一个学生说:“好难受!刺激性气味太强了。”我首先热情地赞扬了他尊重事实,敢说真话的精神,教育其他学生要以实验事实为依据,然后再给指出原因——这个反应同时生成少量有刺激性气味的Cl2和氯的氧化物,所以所得O2有刺激性气味且有白烟,激发学生的探知欲望。
以实验事实为依据很有说服力,可以训练学生的科学思维方法,培养学生的探究能力。再如Na与水反应的产物:从加入的酚酞变红,确定有碱生成;通过收集产生的气体并验证其可燃性,确定有H2生成。Cu与浓H2SO4反应:从溶液呈蓝色,确定CuSO4的存在;从产生的气体的漂白性,确定SO2的生成。
生活中的很多问题,都可引导学生通过实验去探究,如尾气、酸雨、水质等。操作→现象→结论及解释,既是以实验事实为依据鉴定一种物质的基本步骤,也是一种科学思维方法。
四、 认真开展实验制作,培养学生积极灵活的思考能力
创造性思维是所有思维形式中品质最高、最有价值的一种思维形式,为了培养学生的创造能力,在实验教学方面,我们开展了实验装置改进和微型实验装置制作的一些活动。
引导学生进行分析、讨论,鼓励学生对其进行改进,然后选出最佳实验装置。以钠在氯气中燃烧为例,教材中的演示装置有以下三点不足:一是实验过程中有氯气残留和逸出,污染空气;二是所用氯气需课前事先制取,不仅不方便、有时还会影响实验效果;三是有时操作不慎会引起燃烧匙的燃烧。学生在改进过程中积极踊跃,设计了很多微型实验装置进行的改进方案。微型实验装置的研制意义,是它促使学生对化学反应原理进行再认识,对实验装置的再设计,而在这个过程中学生的积极灵活的思考能力也得到了极大的开发。
化学实验装置的改进和研制,有助于学生综合能力的提高,也是素质教育行之有效的重要手段,只要我们能坚持不懈地开展下去,就一定会硕果累累。
五、 鼓励分析、设计实验,培养中学生的创新能力
分析、设计实验的过程,实际上就是一个学生综合应用知识解决问题的过程,也是一个鉴赏评价实验的过程。如在学习了金属活动性强弱的判断标志之后,首先让学生设计实验以验证Mg、Al、Fe金属活动性的强弱。虽然实验的设计并不困难,但留给了学生一个思维的空间。
教材中有些实验可以和环保、健康、能源等问题有机联系起来,让学生进一步设计或改进。如在Na和水的反应中,为便于H2的收集和检验,可对书上的装置做哪些改进?经过讨论,学生设计出正确的排水集气装置:用试管或锥形瓶,百叶窗尖嘴导管的橡皮塞。很多定性、定量、分离提纯等操作,都可让学生去分析、设计。同时还要着意去挖掘化学实验中的创造性因素,如通过加碘盐的有关实验,除了使学生明确:加碘盐的鉴定、测量方法,微量元素与健康的关系之外,还应使学生知道:并非所有食品都要使用加碘盐。
中学化学实验是素质教育的一个重要阵地,必须引起化学教学工作者的高度重视。只要摆正化学实验教学在中学生素质教育中的正确位置,树立以学生为主体的指导思想,认真总结,深入研究,素质教育就会在化学实验教学中持续发展。
参考文献:
[1]于荣华.普通高中化学实验教学实施现状及改进对策的研究[D].辽宁师范大学,2012.
[2]李环宇.基于教师教育的化学实验教学能力研究[D].陕西师范大学,2014.
作者简介:
宋青松,四川省南充市,四川省南部县建兴镇初级中学。