宋延科
(江蘇省黃埭中學(xué) 江蘇 蘇州 215143)
化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實驗教學(xué)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗技能,培養(yǎng)解決化學(xué)問題能力,形成實事求是的態(tài)度有效的途徑和方法。新課改的核心是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)。所謂“心智”是指學(xué)生的內(nèi)在潛能,實驗教學(xué)是開啟學(xué)生心智的密鑰。
近幾年的高考實驗題不再是簡單地考查書本實驗,考查內(nèi)容涉及基本儀器的使用、儀器的改造和開發(fā)、教材中基本實驗方法的拓展、實際操作的全真模擬,未知規(guī)律的探究等。高考化學(xué)實驗題目力圖通過筆試的形式考查學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新設(shè)計能力、獨立分析和解決新問題的能力。因此教師在教學(xué)中應(yīng)以實驗誘發(fā)學(xué)生的思維,提高學(xué)生的動手能力、探究能力、思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。
愛因斯坦說:“興趣是最好的老師。”興趣是學(xué)習(xí)的內(nèi)動力,只有當學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣后,才能由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)化為“我要學(xué)”,才能進入積極的、主動的學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)習(xí)效果也將事半功倍。
實踐活動是產(chǎn)生興趣的源泉。在原電池的教學(xué)引入時,我安排了這樣的學(xué)生實驗,每組同學(xué)的桌子上都放有一個金橘、一個檸檬、一根銅絲和一段鎂條、靈敏電流計。在金橘或檸檬中平行插入一根銅絲和一根鎂條,用導(dǎo)線與靈敏電流計相連,電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),當學(xué)生看到有電流產(chǎn)生時,十分欣喜,產(chǎn)生了強烈的求知欲。高中化學(xué)的很多實驗,像濃硫酸和蔗糖的“黑面包”實驗、“白紙顯字”、“氯氣使鮮艷的菊花褪色”、“蘸有白磷的酒精燈不點自燃”等小實驗,均可使學(xué)生產(chǎn)生了強烈的好奇心,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。
在教學(xué)過程中對書上的實驗只要條件允許我都做,有時自己尋找材料去做演示或?qū)W生實驗。如果有些實驗比如溴苯的制取,硝基苯的制取等,由于實驗室通風設(shè)備不好的原因,我讓學(xué)生觀看一些實驗錄象也有一定的效果。在各類可比性考試中,我教的班級教學(xué)平均分要高出平行班級十幾分到二十分。
科學(xué)實驗需要學(xué)生具有實事求是、嚴肅認真的態(tài)度,具有勇于探索、不怕失敗的精神,這就要求在實驗中,教師對學(xué)生的實驗步驟、操作程序等進行嚴格要求,不得有絲毫馬虎。在配制一定濃度的溶液,用量筒量取一定體積的濃溶液時,有的學(xué)生將量筒用水洗,洗滌液也到入燒杯中,這種錯誤的操作,導(dǎo)致實驗結(jié)果不準確。因此,在實驗中,教師應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生嚴肅、認真的實驗態(tài)度同規(guī)范操作統(tǒng)一起來,通過言傳身教,要求做到操作規(guī)范、儀器擺放整齊合理,有條不紊,使學(xué)生從中體會到科學(xué)的東西來不得半點馬虎,從而養(yǎng)成科學(xué)嚴謹?shù)牧?xí)慣,減少人為的實驗誤差。
中學(xué)化學(xué)中對一些知識的描述或結(jié)論多數(shù)是定性的,沒有定量化,這樣可能造成科學(xué)性錯誤。例如:用氯化鈣溶液區(qū)分碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液時,要嚴格控制溶液的濃度和用量。分別向2mL 0.1mol/L碳酸鈉溶液、2mL 0.1mol/L 碳酸氫鈉溶液中,加入2滴(注:1mL=20 滴) 0.1mol/L 氯化鈣溶液時,二者都有白色沉淀。教學(xué)參考書上說后者溶液無沉淀,什么原因?qū)е露加谐恋砟兀?后來我將氯化鈣溶液改為0.001mol/L,碳酸鈉溶液中有白色沉淀,碳酸氫鈉溶液中無沉淀。說明有些實驗必須控制濃度,不能不加思索地告訴學(xué)生結(jié)論。
又如: 溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液共熱的消去反應(yīng),在課堂上做了實驗總是看不到預(yù)期的現(xiàn)象,得不到能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的氣體,百思不得其解。后來我與邢老師經(jīng)過反復(fù)地實驗研究,發(fā)現(xiàn)原來是溴乙烷的沸點太低,還沒來得及反應(yīng)就全揮發(fā)了,達不到消去所需溫度,現(xiàn)在的教科書已經(jīng)改成1-溴丙烷,而不再用溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液做消去反應(yīng)這個實驗了,這樣的結(jié)論對學(xué)生也是一個完美的解釋。
在實驗教學(xué)活動中,要對實驗的真實現(xiàn)象進行探討,完善,尋求原因,而不是一味地回避。有時要考慮定量問題,有時要考慮實驗本身是否嚴密,在修正完善的過程中,學(xué)生不僅能通過實驗學(xué)到探究事物奧秘的本領(lǐng),而且能培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是老師教,學(xué)生聽,這種注入式教學(xué)方法,極大地挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,課堂效率也不高??茖W(xué)的學(xué)習(xí)方法是在知識的形成和獲得的過程中進行的。在“實踐”中學(xué),在“體驗”中學(xué),實驗是最好的選擇。加強實驗教學(xué),發(fā)揮實驗的探究功能,可以進行科學(xué)方法的系統(tǒng)訓(xùn)練。教師應(yīng)給學(xué)生提供足夠的空間和時間,放手讓學(xué)生去思考、去實踐,引導(dǎo)學(xué)生積極地投人到自主學(xué)習(xí)和探究的活動中。鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題,發(fā)表不同的見解,尋求不同的答案,充分尊重學(xué)生思想中的閃光點,使學(xué)生的潛力得到最大程度的開發(fā)。
在進行《化學(xué)2》“電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能”教學(xué)時,學(xué)生做了用石墨為陽極,鐵片為陰極電解氯化銅溶液后,有的學(xué)生就提出這樣的疑問:若把兩電極換一下會怎樣? 若電解質(zhì)為其它溶液時,電解反應(yīng)有什么規(guī)律呢? 這時,教師不必馬上回答,而是啟發(fā)學(xué)生獨立設(shè)計實驗并自己動手去檢驗。有同學(xué)用銅片作電極,得出鐵片、銅片作陽極時陽極本身要參與反應(yīng),并寫出相對應(yīng)的電極反應(yīng)式;學(xué)生設(shè)計用石墨作電極電解飽和食鹽水,電解硫酸銅溶液,得出Cl-、OH-失電子。通過學(xué)生探究,得出結(jié)論:電解時活性電極本身要參與反應(yīng),若為惰性電極時,陽極上陰離子失電子被氧化。有同學(xué)在電解硫酸銅溶液時,以硬幣或鑰匙作陰極,實驗后發(fā)現(xiàn)在硬幣或鑰匙表面上鍍了一層紅色的銅,從而對電鍍的概念有了更深刻的理解。通過學(xué)生獨立設(shè)計并動手做實驗,不僅鍛煉了學(xué)生的思維能力,而且大大增強了學(xué)生的實驗探究能力,實驗教學(xué)是開啟學(xué)生心智的密鑰。
《教育新理念》中指出“過程教學(xué)比結(jié)果教學(xué)更重要,因為任何知識都有它的來龍去脈,都有它產(chǎn)生、發(fā)展、更新的過程?!弊非笾R發(fā)展的過程,就是將我們的思維活動一步步帶入深入的過程?;瘜W(xué)實驗現(xiàn)象可能有顏色、氣味、狀態(tài)的變化,可能有發(fā)光、放熱等劇烈現(xiàn)象的出現(xiàn)等。如果學(xué)生不能明確實驗?zāi)康摹⒁蠛托栌^察的主要內(nèi)容,不知道運用多種感官全面觀察思考,只注意到那些刺激、新奇的熱鬧場面,就不能更好地反映實驗的本質(zhì),達不到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。如何培養(yǎng)學(xué)生思維能力(心智)呢?
首先,教師要善于啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生,以確定觀察的內(nèi)容和順序。例如,在把綠豆大小的堿金屬鉀投入盛有CuSO4溶液的實驗中,通過教師的引導(dǎo),學(xué)生充分運用眼、耳、手、鼻等多種感官全面地觀察實驗的進程,知道先觀察什么,后觀察什么,重點觀察什么,做到有的放矢,既不放過刺激的爆炸、燃燒,又不忽略稍縱即逝的顏色變化、沉淀的溶解等現(xiàn)象;這時,學(xué)生便會發(fā)現(xiàn)有火花生成,看到有藍色不溶物產(chǎn)生,聽到爆鳴聲,感觸到試管壁發(fā)熱等一系列現(xiàn)象。多感官、全方位的觀察,會進一步激發(fā)學(xué)生去探究現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因。
其次,教師還要引導(dǎo)學(xué)生進行分析和總結(jié)??茖W(xué)的觀察只有同分析問題、解決問題統(tǒng)一起來,才能尋求現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,觀察才具有生命力。在以上的實驗中,經(jīng)過分析,學(xué)生了解到鉀與溶液中的水反應(yīng)生成KOH 和H2,放出大量的熱,當積聚的熱量達到H2著火點,H2便會跟空氣中的O2迅速化合,產(chǎn)生火光,并發(fā)出爆鳴聲; 生成的KOH 與溶液中的CuSO4反應(yīng)生成藍色Cu(OH)2沉淀。學(xué)生不僅深切感受到了金屬鉀的活潑性,而且得出活潑的堿金屬在水溶液中不能把CuSO4溶液中的Cu 置換出來,加深了對置換反應(yīng)的理解;此外,還鞏固了初中學(xué)習(xí)過的燃燒等知識。因此,在觀察過程中,通過教師引導(dǎo)學(xué)生分析、總結(jié),找出現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因,得出內(nèi)在的規(guī)律性,從而提高了學(xué)生的分析思維能力,從而完成由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的思維上升過程。
素質(zhì)教育的核心是要促進學(xué)生的全面發(fā)展,而學(xué)生發(fā)展的一個重要方面就是探究意識的形成與主動參與能力的培養(yǎng)。布魯納強調(diào):“教一個人某門學(xué)科,不是要他把一些結(jié)果記下來,而是教他參與把知識建立起來的過程。”因此,教學(xué)要盡可能用討論探究的方式展現(xiàn)知識的形成過程,把知識的授受過程變?yōu)橹R的探究過程,最大限度地引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動,教給學(xué)生探究學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)學(xué)生積極思考、正確思維的品質(zhì),促進學(xué)生的全面發(fā)展。
在驗證“過氧化鈉的性質(zhì)”的學(xué)生實驗中,要檢驗過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉一般會選擇酚酞,而加酚酞后出現(xiàn)先變紅后褪色。我問學(xué)生為什么? 有的學(xué)生說:“ 過氧化鈉有漂白性,過氧化鈉使紅色的酚酞溶液褪色?!倍袀€學(xué)生卻提出疑問:“過氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中加酚酞,紅色也會褪去,其原因也是因為過氧化鈉的緣故嗎? 我沒有直接回答,而是引導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)資料,認真討論,分組進行實驗求證。在學(xué)生的積極參與下,大家獻計獻策,有個聰明的學(xué)生設(shè)計了如下學(xué)生實驗:將水直接滴入盛有過氧化鈉固體的試管,現(xiàn)象是:反應(yīng)激烈,有大量無色氣體產(chǎn)生。待不再產(chǎn)生氣體10 分鐘后,將所得溶液分成兩份。一份滴入無色酚酞溶液,溶液先變紅后褪色。一份加入少許二氧化錳靜置到不再產(chǎn)生氣體后,也滴入無色酚酞溶液,卻發(fā)現(xiàn)溶液變紅不再褪色。我讓大家按照這位同學(xué)的方法大家都來做了這個探究實驗,大家很好奇,認真地做了實驗,經(jīng)過激烈的討論,學(xué)生得出結(jié)論:(1) 過氧化鈉與水反應(yīng)時先生成氫氧化鈉和H2O2,此時的H2O2不會立即分解。(2)在過氧化鈉與水反應(yīng)后的澄清溶液中加酚酞,紅色會褪去,不是Na2O2而是H2O2的緣故。對于這樣的結(jié)論,學(xué)生質(zhì)疑課本的科學(xué)性,盡管是自己做實驗得到的現(xiàn)象。我向?qū)W生解釋了課本這樣做的原因: 學(xué)習(xí)是一個逐步深入的過程,限于高中學(xué)生認知水平及學(xué)業(yè)方面的考慮,課本將一些知識進行了簡化處理是有道理,同時鼓勵學(xué)生要善于思考,善于發(fā)現(xiàn)問題,不要迷信權(quán)威,大膽質(zhì)疑,勇敢探究。實踐證明實驗是培養(yǎng)學(xué)生探究精神的重要途徑,可提高學(xué)生的探究能力,所以實驗教學(xué)是開啟學(xué)生心智的密鑰。
學(xué)生不僅在課堂上思維活躍、討論熱烈,在探究活動的過程中獲得了成就感,激發(fā)了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,而且還把探究精神和創(chuàng)新意識延續(xù)到課外,從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
分組實驗有利培養(yǎng)同學(xué)之間的協(xié)作精神。由于每個同學(xué)已有的經(jīng)驗與知識背景不同,思考問題的方式不同,對事物的理解也各不相同,所以每個人看到的都是不同側(cè)面,通過合作拓展了學(xué)生的視野。通過充分的討論交流,對自己和他人的觀點進行判斷,相互交流,談?wù)勛约旱囊庖姾涂捶?。使智力由“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”,迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花。
利用原電池原理讓學(xué)生動手制作簡易的燃料電池和水果電池。學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識和身邊的材料設(shè)計實驗,每人完成一份實驗報告,然后把設(shè)計類型相近的歸為一組,通過分析討論,再總結(jié)出一套新的實驗方案,進一步完善。學(xué)生的想象力實在太豐富了,他們有的把廢舊的鋅片和碳棒取下來洗凈,插到稀硫酸中,再連接一個小電珠,小電珠真的會發(fā)光;有的用多孔碳棒做簡易氫氧燃料電池……還有很多各具特色。最后每個小組各成員分工合作,把本組討論的成果相互交流,進行認真評選。這樣,每位同學(xué)都能參與到活動中,加強了同學(xué)們之間的協(xié)作,每人都獲得了無限的樂趣和成就感。
總之,在高中化學(xué)教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的認知水平,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)新知識情景設(shè)計實驗,完成實驗并評價實驗。上課時我們要改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法,在教學(xué)過程中教師只作為一個引導(dǎo)者和促進者,大量時間用在學(xué)生思考、分組討論、設(shè)計實驗上。對知識予以整合,讓學(xué)生自己構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。加強實驗教學(xué),并根據(jù)實驗進行深入地思考,可以開發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和實驗探究能力,所以實驗教學(xué)是開啟學(xué)生心智的密鑰。讓學(xué)生在實踐中掌握真知,培養(yǎng)學(xué)生思維能力,提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),成為一個懂得學(xué)習(xí),會學(xué)習(xí)的人。
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