王 明
(江蘇省太倉高級中學(xué) 江蘇 太倉 215400)
化學(xué)是一門以實驗為基石的文化基礎(chǔ)課,實驗對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力具有深遠(yuǎn)的影響。高中學(xué)生特別是初始年級接觸化學(xué)的時間并不長,在學(xué)習(xí)方法及思維方式上還未形成良好的習(xí)慣,因此要讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)化學(xué),實驗教學(xué)對提高化學(xué)課堂教學(xué)效率的作用意義非凡。但現(xiàn)在學(xué)生的分?jǐn)?shù)是檢測教師教學(xué)質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn),所以不少教師就忽視了學(xué)生全面發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高,盲目地去追求眼前利益,面對化學(xué)實驗是能不做就不做,能少做就少做,從而“節(jié)約”出大量的時間來講實驗、做習(xí)題。結(jié)果會怎樣呢?能提高學(xué)生的成績嗎?我想未必,這樣的學(xué)生只會說實驗而不會做實驗,到最后也只是記得快忘得也快。面對新課程的改革,該如何去平衡實驗、時間、課堂效率三者之間的矛盾呢?教學(xué)有法,但無定法,個人認(rèn)為不必拘泥于課本,對于課本實驗可以根據(jù)不同的學(xué)情,教師可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,讓調(diào)整、修改后的實驗更好地服務(wù)于課堂。本文就結(jié)合教學(xué)實踐,來談一談自己在這一方面的心得與體會。
案例1:氯氣的性質(zhì)
氯氣是一種密度大的有毒氣體,雖有通風(fēng)設(shè)備,但實驗室內(nèi)的氯氣總是排不干凈,很容易中毒。并且在教材中需要4瓶氯氣,收集工作太大,所以很多學(xué)校不做這個實驗?;谝陨显?qū)嶒炦M(jìn)行探究,最終得出以下實驗方案。實驗改進(jìn)裝置如圖所示,A為濕潤的pH試紙、B為濕潤的有色布條、C為干燥的有色布條、D為濕潤的品紅試紙、E為新鮮紅色花瓣、F為稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,另需要的儀器與試劑分別是:氯氣(二個小組一瓶)、氫氧化鈉溶液、針筒(每組一只)。在實驗操作時,學(xué)生只需抽取氯氣放入如圖所示的試劑瓶中,稍等片刻即可觀察到濕潤的pH試紙先變紅后褪色;濕潤的有色布條、品紅試紙、花瓣均褪色;干燥布條無明顯現(xiàn)象。如果效果不明顯可多次利用針筒充入氯氣,待有明顯現(xiàn)象后振蕩試劑瓶酸化的硝酸銀溶液出現(xiàn)白色沉淀,驗證了實驗的同時也除去了試劑瓶中剩余的氯氣。沒有抽取完的氯氣可讓學(xué)生用針筒抽取氫氧化鈉溶液注入其中完成第七個實驗。在整個操作中不需兩分鐘的時間即可完成七個實驗,大大節(jié)約了實驗所需的時間,并且在整個操作中不會涉及到氯氣的泄漏問題,在教室中即可完成學(xué)生實驗,另外還可根據(jù)學(xué)校不同的要求任意添加或減少實驗,我想對于這樣的實驗,老師應(yīng)該不會再有拒絕的理由了。
案例2:乙炔的性質(zhì)
在乙炔的制取過程中,教師往往要面對以下問題:第一,學(xué)生搭建制取儀器速度太慢,生成速率不好控制;第二,在制取乙炔過程中往往會有H2S、PH3等氣體生成;第三,乙炔使酸性高錳酸鉀和溴水褪色所需時間相對乙烯較長。從以上問題出發(fā),用改進(jìn)的微型裝置 (如圖所示)可以解決以上所有問題,并且一次性完成制取及三個性質(zhì)實驗。
說明:在大試管中用飽和食鹽水和碳化鈣制取乙炔,如果速率太快可在試管底部放一些碎冰渣,在碎冰渣上面放少許碳化鈣固體,這樣可以大大降低其反應(yīng)速率;裝置中濾紙甲上浸有酸性高錳酸鉀溶液,濾紙乙上浸有溴水溶液,這樣減少了酸性高錳酸鉀與溴水的量,也就縮短了褪色所需時間;干燥管中放置堿石灰,利用干燥管中的堿石灰進(jìn)行除雜(H2S、PH3等氣體)得到純凈的乙炔氣體,然后可進(jìn)行點燃實驗。
同樣利用上述的實驗設(shè)計原理還可以對SO2的性質(zhì)實驗進(jìn)行類似的改進(jìn),在這里就不一一贅述了,總而言之利用改進(jìn)后的微型實驗更能夠為我們的課堂服務(wù),既沒有耽誤教師課堂上的寶貴時間,也讓學(xué)生感受到了實驗的魅力所在,培養(yǎng)了他們的科學(xué)創(chuàng)新能力。但是在這之前教師要付出更多的時間在實驗準(zhǔn)備上,如果能看到您的學(xué)生在課堂上盡情的去實驗、盡情的去探究實驗的真諦所在,哪怕工作量再大,所需時間再長,教師也會樂在其中。
每個人都有好奇心,興趣是最好的老師,托爾斯泰也說過:“成功的教學(xué)所需要的不是強制,而是激發(fā)學(xué)習(xí)愛好”,所以作為一名21世紀(jì)的教師,更要想盡一切辦法讓你的學(xué)生主動學(xué)習(xí)、熱愛學(xué)習(xí),方法是什么?對于一名化學(xué)教師而言,我想就是實驗,特別是趣味實驗,用生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)動機,讓你的課堂充滿活力,從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。
幼兒園的課程以游戲為主,強調(diào)玩中學(xué),學(xué)習(xí)內(nèi)容直觀、具體、形象。而進(jìn)入小學(xué)后,學(xué)習(xí)成為了重頭戲,集中課堂又多以老師說學(xué)生聽為方式來進(jìn)行,孩子動手操作實踐的機會大大減少了。相比于幼兒園,這種學(xué)習(xí)方式較為單調(diào)、枯燥,容易造成孩子的不適應(yīng)。
案例3:乙炔氣體燃燒
通常教師都是先講解實驗室如何制取乙炔,然后搭建裝置進(jìn)行制取,最后再燃燒讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,看起來也是順理成章,但如果換成興趣實驗“冰塊的燃燒”效果是否會更好呢?教學(xué)片斷如下:
【興趣實驗】冰塊的燃燒:冰塊上放些電石,用火柴點燃冰塊,觀察。
【學(xué)貴有疑】是冰塊真的在燃燒嗎?是電石在燃燒嗎?
【學(xué)生活動】學(xué)生甲:肯定不是冰塊在燒,可以只點燃電石來驗證一下,經(jīng)該同學(xué)驗證電石不能燃燒。學(xué)生乙:冰塊上放些電石不點燃看看有什么變化,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)劇烈,有大量的氣泡出現(xiàn),又發(fā)現(xiàn)氣泡可以點燃,最后證實是生成了可燃性氣體。
【說明】反應(yīng)原理:乙炔氣體可以由電石(固體)和水二者直接反應(yīng)得到,該反應(yīng)劇烈,并釋放大量的熱量。方程式為: CaC2+2H2O▲HC≡CH ↑+Ca(OH)2
這樣是不是更能激發(fā)學(xué)生的求知欲呢?最后可以讓學(xué)生根據(jù)剛才的實驗現(xiàn)象再來討論在實驗室中該用怎樣的裝置來制取乙炔氣體,若要控制乙炔產(chǎn)生的速率,如何從試劑上改進(jìn)等問題。
案例4:蛋白質(zhì)的性質(zhì)
在課前為每組學(xué)生提供半杯牛奶與半杯橙汁,學(xué)生看到后都很好奇,甚至有個別學(xué)生想飲用,但想到是化學(xué)課也只好作罷,這時我卻要求學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗,大家你看看我,我看看你,都不知該如何下手。有位學(xué)生將牛奶和橙汁混合在一起,奇怪的現(xiàn)象出現(xiàn)了,其他的同學(xué)效仿也出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。這位學(xué)生向我發(fā)問:白色沉淀是什么?為什么會出現(xiàn)白色沉淀?牛奶和橙汁發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng)?學(xué)生心中充滿了疑問。對于學(xué)生的問題我做而不答,只指出學(xué)完本節(jié)課內(nèi)容就自己知道了,學(xué)生的注意力自然都集中到課堂上了。
通過化學(xué)實驗的趣味化,可以有效的調(diào)節(jié)課堂氣氛,使學(xué)生由被動的聽講轉(zhuǎn)化為積極主動的觀察與思考,而且趣味實驗也給學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的開展提供了新的途徑。
有一類實驗,現(xiàn)象不太明顯,不特別提醒學(xué)生很容易忽略,對于這類實驗教師的感覺就是雞肋,食之無味,棄之可惜。那我們不妨對課本實驗稍作改動,使其現(xiàn)象明顯化,學(xué)生只有自己主動觀察到的現(xiàn)象才會記憶深刻,才會問起緣由、認(rèn)真探究。
案例5:原電池
在鋅銅原電池中,學(xué)生觀察到的現(xiàn)象往往是電流計指針的偏轉(zhuǎn),銅片上的氣泡往往觀察不到,而教師還要學(xué)生強記住銅片上產(chǎn)生氣泡,鋅片上無氣泡產(chǎn)生,的確有點強人所難。在這個問題上新教材處理的就比較得當(dāng),它在接電流計指針之前,先直接連接鋅片與銅片放于稀硫酸中,然后再接電流計,不但符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,并且在銅片上會有大量的氣泡產(chǎn)生,教師也就好講解了。最后還可以提問接上電流計后雖有電流通過,但銅片上氣泡為何減少,讓學(xué)生來思考。
案例6:銀鏡反應(yīng)
在做乙醛的銀鏡反應(yīng)時,不少教師用葡萄糖代替來增加實驗效果,固然是好的,但卻欺騙了學(xué)生,其實不妨做個對比試驗,讓學(xué)生分析其原因,總結(jié)出乙醛易被氧化,同時也掌握了葡萄糖中含有醛基。
在不違背科學(xué)原理的情況下可以采用類似的方法,使其現(xiàn)象明顯,讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確的觀察到,激發(fā)起想探究下去的欲望,這樣的課堂肯定會很順利地進(jìn)行下去。
這里所說的可操作化就是在學(xué)生分組實驗時,教師對于課本上的有些實驗稍作改動,便于學(xué)生操作。例如在做銅與濃硫酸反應(yīng)時,反應(yīng)很容易進(jìn)行,現(xiàn)象也很明顯,只是不好控制反應(yīng)的進(jìn)程,看到現(xiàn)象后不能立即停止。這里可以把銅片換成銅絲,下面卷成螺旋狀,上面穿過橡膠塞,可以任意拉動使其達(dá)到液面以上來控制反應(yīng)的進(jìn)程。同樣的方法還可以用于硝酸與銅的反應(yīng)。對于學(xué)生來講可能更加喜歡自己可以掌控的實驗,學(xué)習(xí)效率自然就提升了。
在整個高中的教學(xué)中,化學(xué)實驗可分為多種,如教師演示實驗、學(xué)生分組實驗、多媒體實驗課件,教師面對實驗應(yīng)當(dāng)積極地思考,讓這三者有機結(jié)合,發(fā)揮每個實驗最大的效能,以達(dá)到最好的教學(xué)效果,提高課堂教學(xué)效率。
通常一些操作難度大、過程繁瑣、有危險的實驗由教師進(jìn)行演示,例如鋁熱反應(yīng)、鐵絲在氯氣中的燃燒等。面對這一類實驗教師千萬不可馬虎,演示實驗具有很強的直觀性與示范性,學(xué)生可以通過教師的演示,了解儀器的使用方法等,為自行實驗打下堅實的基礎(chǔ),所以教師一定要預(yù)做,要有十足的把握再走上課堂,一旦失敗教學(xué)效果肯定會大打折扣,如果成功了比如“黑面包”實驗,學(xué)生的興奮之情溢于言表,課堂的效率也自然就提升了。
新課堂一直在提倡“讓學(xué)生在生動具體的情境中學(xué)習(xí)”,無疑分組實驗是最好的方法。
案例7:濃硫酸的性質(zhì)
這節(jié)實驗課的任務(wù)是試劑、儀器任選,如何鑒別兩瓶無標(biāo)簽的濃硫酸與稀硫酸溶液。經(jīng)過預(yù)習(xí),小組激烈的討論后開始實驗,有一組做的是在兩個未知試劑的試管中加入少許CuSO4·5H2O粉末,不一會便看到了明顯現(xiàn)象,負(fù)責(zé)解說的同學(xué)說道:“使CuSO4·5H2O變成白色的是濃硫酸,利用的是濃硫酸的吸水性,利用濃硫酸的吸水性還可以干燥氣體但不可以干燥氨氣、硫化氫等氣體?!边@時同學(xué)已經(jīng)在黑板上寫好了這些。另一組又做了另外一個實驗,居然是“黑面包”實驗,雖然說歷經(jīng)坎坷但最后也算是成功了。解說的同學(xué)也說到了利用的是濃硫酸的脫水性,以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),同樣做了板書,還寫了化學(xué)方程式。還有的是直接稱重的方法,利用鐵片、鋁片、銅片分別與之反應(yīng)等等。在不知不覺中,同學(xué)們都成功地驗證出了濃硫酸,其實也已經(jīng)把本節(jié)課所要解決的問題濃硫酸的性質(zhì)掌握得清清楚楚。最后幾分鐘,我只需進(jìn)行簡單的實驗總結(jié)就可以了。
新課程改革后知識量增大,實驗也在增加,有些實驗并不能利用演示或分組來完成,比如反應(yīng)時間太長、不易操作、現(xiàn)象不明顯等。這時多媒體實驗課件就成了教師手中的一大利器。例如在做水果電池時,學(xué)生只能看到電流計指針在偏轉(zhuǎn),效果并不是太好,如換成多媒體可讓學(xué)生看到利用水果電池給iphone手機充電的情景,其效果就可想而知了。再如鋼鐵的生銹,利用多媒體能化慢為快,留給學(xué)生更多的思考空間,使教學(xué)更緊湊。多媒體雖有其優(yōu)點但最終不能代替演示及分組實驗,三者要有機結(jié)合才能發(fā)揮最大的功效。
總而言之,在化學(xué)教學(xué)中單憑教師的三寸不爛之舌就能使學(xué)生對化學(xué)頓悟的做法是不太現(xiàn)實的,把做實驗變成講實驗只會增加學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān),耗時多效率低。作為一名化學(xué)教師應(yīng)該優(yōu)化實驗教學(xué),巧設(shè)實驗,自制一部分教具,盡可能給學(xué)生創(chuàng)造實驗條件,讓實驗去啟發(fā)學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力并提高課堂效率,以達(dá)到最好的課堂效果。
[1] 鄭長龍等.化學(xué)實驗教學(xué)新視野[M].北京:高等教育出版社,2003
[2] 王祖浩,王磊.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2004