新課程改革以后高中化學(xué)以“重視基礎(chǔ)、突出能力、關(guān)注探究、聯(lián)系實際、促進(jìn)發(fā)展”為指導(dǎo)思想,以知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度為化學(xué)教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來看現(xiàn)在的化學(xué)教學(xué)特別注重學(xué)生的實驗探究能力,而學(xué)生要具有很好實驗探究能力除了要具有化學(xué)實驗基本操作能力和實驗現(xiàn)象的描述能力以外,更重要的是學(xué)生具有設(shè)計實驗方案和實驗步驟的能力。這就要求教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗探究能力和探索、創(chuàng)新精神。而一個實驗成功的關(guān)鍵除了有規(guī)范的實驗操作外,更重要的是要有一個正確、合理、完整的實驗方案。經(jīng)過這幾年的化學(xué)教學(xué)發(fā)現(xiàn),從學(xué)生對高中化學(xué)的掌握情況來看,學(xué)生對實驗的認(rèn)識都比較差,特別是實驗設(shè)計存在問題更為突出。所以在化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生設(shè)計實驗方案能力的培養(yǎng)顯得尤其重要。現(xiàn)對化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生設(shè)計實驗方案能力的培養(yǎng)與提高簡要總結(jié)分析如下。
1基礎(chǔ)知識和實驗技能是化學(xué)實驗設(shè)計的基本要求
1.1在化學(xué)教學(xué)中要讓學(xué)生深刻理解化學(xué)基本理論是實驗設(shè)計的基礎(chǔ)。任何理論(或假設(shè))的提出、發(fā)展和完善,都有一定的實驗事實作根據(jù),如原電池原理的實驗根據(jù)是銅—鋅原電池實驗;某些有機(jī)物之間反應(yīng)機(jī)理的確定是在實驗中利用了示蹤原子等。類似的實例道出了以下規(guī)律:實驗事實→理論的建立(或假設(shè)的提出)→再實驗→理論的發(fā)展和完善。
1.2要讓學(xué)生熟練掌握常見元素及其化合物的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的實驗事實以及中學(xué)階段典型單質(zhì)、化合物的制備原理和方法?;瘜W(xué)實驗是證實某物質(zhì)是否具有某種性質(zhì)的唯一手段。中學(xué)階段的大部分化學(xué)實驗都是定性實驗,這些實驗雖然簡單,但確實可以培養(yǎng)學(xué)生透過實驗現(xiàn)象看清反應(yīng)實質(zhì),進(jìn)而推斷物質(zhì)的微觀組成、結(jié)構(gòu)與實驗結(jié)果的相互關(guān)系。物質(zhì)的制備原理是以物質(zhì)的性質(zhì)為基礎(chǔ)的,某一物質(zhì)的制備方法不止一種,但教材上采用的方法則是實驗室中最常見的最好方法,熟悉了這些實驗,在設(shè)計實驗時就能夠靈活選擇實驗原理。
1.3要讓學(xué)生掌握中學(xué)化學(xué)常規(guī)實驗手段,熟悉常見儀器的規(guī)格、用途及使用注意事項。常規(guī)實驗手段是化學(xué)實驗的基礎(chǔ),綜合實驗是常規(guī)實驗的綜合運(yùn)用,即使那些高、精、尖的實驗也離不開常規(guī)實驗,因而教材中所有實驗都要盡可能地讓學(xué)生在課內(nèi)或課外一絲不茍地完成。通過動手,一方面達(dá)到對常規(guī)實驗操作的熟練掌握,同時熟悉常見儀器的應(yīng)用范圍和使用注意事項。
2設(shè)計實驗必須有化學(xué)實驗總體觀
任何一個化學(xué)實驗都包含以下內(nèi)容:實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗設(shè)計、實驗藥品、儀器、裝置、實驗操作及操作規(guī)程和實驗結(jié)果的處理。這就是化學(xué)實驗的六要素。中學(xué)階段一般一個實驗的整套裝置應(yīng)該包括以下幾個方面:發(fā)生裝置,根據(jù)物質(zhì)本身的性質(zhì)來決定;凈化裝置,根據(jù)實驗中可能出現(xiàn)的雜質(zhì)進(jìn)行分析,選擇合適的除雜試劑;干燥裝置,根據(jù)制備氣體本身的性質(zhì)選擇合適的干燥劑;收集裝置,根據(jù)氣體的密度和溶解性來判斷采用什么收集方法;尾氣處理裝置,
如果制備氣體是有毒氣體,必須進(jìn)行尾氣處理,一般采取洗氣法或者點燃的方法。實驗?zāi)康氖呛诵?,實驗原理是達(dá)到實驗?zāi)康牡睦碚摳鶕?jù)。實驗程序是能否完成實驗的關(guān)鍵,它的設(shè)計以實驗原理為基礎(chǔ)。藥品、儀器、裝置是物質(zhì)保證,這些物質(zhì)條件的選擇是由實驗原理和實驗程序決定的,同時對實驗程序也起著制約作用。實驗操作及注意事項是實驗得以順利、安全進(jìn)行的保證,它的制定要由實驗程序和實驗用品來決定。實驗結(jié)果的處理是對實驗是否達(dá)到預(yù)期目的所進(jìn)行的檢驗,在解釋實驗現(xiàn)象、處理所測得的數(shù)據(jù)、分析實驗誤差等項工作中必須對各要素進(jìn)行綜合分析。
3創(chuàng)造性是實驗設(shè)計的靈魂
學(xué)生在設(shè)計時,首先要學(xué)會通過模仿、移植現(xiàn)有的實驗方案,然后通過獨立思考、探索逐漸在設(shè)計中體現(xiàn)自己的個性,具有一定的創(chuàng)造性。教師在組織學(xué)生開展課外活動時,可引導(dǎo)學(xué)生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品及儀器的代用品、實驗裝置的改進(jìn)等有關(guān)資料,以開闊學(xué)生的視野,啟迪學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維。同時也應(yīng)經(jīng)常提出一些能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問題,盡量給學(xué)生一些動手的機(jī)會,讓學(xué)生在手腦并用的活動中迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。
4培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗?zāi)芰處熎鹬鲗?dǎo)作用
化學(xué)實驗教學(xué)中的實驗設(shè)計練習(xí)更加突出學(xué)生的主體地位,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的積極參與,但如果缺乏教師的主導(dǎo)作用,仍不會有好的教學(xué)效果。在以“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”的教學(xué)思想指導(dǎo)下,要充分發(fā)揮
教師的能動性和創(chuàng)造性。具體來說,教師的主導(dǎo)作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
4.1精心設(shè)計實驗計劃
要使實驗教學(xué)中獲得較好的效果就必須在事前進(jìn)行精心計劃。教師應(yīng)制定明確的探究目標(biāo),使學(xué)生既能掌握教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,又能發(fā)展各種探究能力,形成探究精神和態(tài)度。教師要選擇或補(bǔ)充恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容,使它們適應(yīng)學(xué)生的興趣、知識水平、理解力等。對于哪些內(nèi)容讓學(xué)生探究,開展哪些探究活動,教師要心中有數(shù),而不能盲目或隨意而為。
4.2做好教學(xué)組織安排
教學(xué)組織的成功與否決定著教學(xué)所取得效果的好壞。教師必須學(xué)會確定在什么時候進(jìn)行演示實驗,什么時候進(jìn)行學(xué)生實驗,什么時候進(jìn)行討論,什么時候讓學(xué)生個人發(fā)表意見,什么時候進(jìn)行結(jié)論總結(jié)等等。并且教師要根據(jù)教學(xué)進(jìn)程及時調(diào)整教學(xué)組織形式。
4.3指導(dǎo)教學(xué)過程
在教學(xué)中,教師對學(xué)生實驗設(shè)計探究過程的控制與指導(dǎo)至關(guān)重要。要求教師能做出各種決斷,例如,應(yīng)該在什么時候改變討論方向,當(dāng)學(xué)生考慮問題的思路出現(xiàn)偏差時,如何引導(dǎo)學(xué)生回到正確的思路上來,以及如何抓住機(jī)會發(fā)展科學(xué)技能、培養(yǎng)科學(xué)情趣等。教師還要解決好既要讓學(xué)生對某個題目作更深一層的探討,又要及時地把教學(xué)活動轉(zhuǎn)移到有待學(xué)習(xí)的新內(nèi)容上。教師還應(yīng)針對學(xué)生在實驗設(shè)計中碰到的各種問題及時進(jìn)行個別指導(dǎo)。
總之,化學(xué)實驗設(shè)計是化學(xué)學(xué)科的一個知識升華,只有在掌握好基礎(chǔ)知識等各方面能力后才會有所提高進(jìn)步,學(xué)生必須從日常的課本知識上下功夫,教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行一些科學(xué)的探究方法指導(dǎo),如在課堂教學(xué)中,多采用啟發(fā)探究的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生探究的興趣,結(jié)合具體的教學(xué)實驗,給學(xué)生作分析示范,組織化學(xué)課外興趣小組,模擬科學(xué)家進(jìn)行實驗探究的情景,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法的訓(xùn)練等,使學(xué)生在實驗過程中避免失誤,提高學(xué)習(xí)效率。另外,加強(qiáng)理論與實踐的聯(lián)系,提高學(xué)生素質(zhì)。理論聯(lián)系實際是在實踐中獲得理論的好方法,讓學(xué)生有更多獲得知識的方法,這樣學(xué)生才會將化學(xué)各方面知識駕馭于化學(xué)實驗中。