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        開放化學(xué)實驗室提高學(xué)生實驗素養(yǎng)

        2017-04-01 08:49:50張曉紅
        中學(xué)化學(xué) 2017年2期
        關(guān)鍵詞:實驗室化學(xué)探究

        張曉紅

        一、問題的提出

        作為江蘇省列席教師之一,筆者于2016年11月參加了在湖南長沙舉行的第30屆中國化學(xué)奧林匹克決賽。該賽事是中國高中化學(xué)最高賽事,分理論考試和實驗考試兩部分,最終成績按理論占比百分之六十、實驗占比百分之四十綜合計算。高手如云是對參賽學(xué)生的整體評價,跌宕起伏卻是對理論成績排名與理論和實驗綜合成績排名的體會。部分理論成績獲得高分的學(xué)生,在加上實驗成績后排名一落千丈。筆者不禁深思,能奮筆疾書大學(xué)化學(xué)難度理論試卷的學(xué)生,為什么頻頻在實驗部分出現(xiàn)各種失誤?

        實驗是化學(xué)教學(xué)的靈魂,是探究物質(zhì)性質(zhì)及其變化規(guī)律的重要工具,也是很多學(xué)生對化學(xué)這門學(xué)科感興趣的主要因素,而在學(xué)校學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生真正碰觸化學(xué)實驗的機會太少。雖然教材中各教學(xué)模塊均有演示實驗、學(xué)生分組實驗和探究活動,但是考慮到課時進度、操作方便等因素,教師常將部分分組實驗改為演示實驗、演示實驗改為視頻展示。近幾年,筆者不止一次發(fā)現(xiàn)學(xué)生自行購買實驗器材和藥品,私下在家中做實驗,其間存在的安全隱患著實令人擔(dān)憂。筆者認(rèn)為,在這樣的背景下,開放化學(xué)實驗室勢在必行。

        二、探索途徑,提高開放實驗室的可操作性

        1.建立建全開放實驗室規(guī)章制度

        開放化學(xué)實驗室并不是指學(xué)生可以隨意進出實驗室,自行選擇儀器和藥品進行各種化學(xué)實驗。在實驗室正式開放給學(xué)生之前,教師要做好一系列的準(zhǔn)備工作。要建立建全實驗室的規(guī)章制度,帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)《開放實驗室規(guī)章制度》、《開放實驗室學(xué)生守則》等,強化實驗室安全管理,激發(fā)學(xué)生實驗安全意識,嚴(yán)肅認(rèn)真對待每一次的化學(xué)實驗。另外,要認(rèn)真做好開放實驗室的檔案記錄工作。

        2.實驗室資源的充分利用與及時補充

        中學(xué)化學(xué)實驗室一般除了儀器、藥品以外,還有多種類型物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)模型。準(zhǔn)備一個小實驗室,長期展示常見有機物的球棍模型、各種晶體結(jié)構(gòu)模型等,只要學(xué)生有需求,隨時可以開放。教師要關(guān)注實驗器材的更新,比如盒裝的球棍模型,實驗室可以批量購買,參照圖書館借閱圖書的規(guī)章,做好登記工作后借給學(xué)生帶回家學(xué)習(xí)研究。對一部分有想法、不只滿足課堂教學(xué),自主確立實驗課題的學(xué)生,在確保實驗安全的情況下,實驗室盡最大可能滿足學(xué)生的需求。

        3.實驗室開放時機的合理選擇

        中學(xué)化學(xué)實驗室一般配備1~2名實驗員,負(fù)責(zé)全?;瘜W(xué)實驗準(zhǔn)備工作,工作量大且辛苦。如何高效利用化學(xué)實驗室又減少實驗室工作人員的工作量?首先考慮分組實驗,一次學(xué)生分組實驗需要實驗員準(zhǔn)備近一周時間,教師可以在每一次分組實驗后,統(tǒng)計對于當(dāng)次實驗感興趣或者實驗時沒有成功想再次實驗的學(xué)生名單,在實驗室儀器和藥品更換前與實驗員約定時間,允許學(xué)生再次實驗。其次是實驗室開放時間的選擇,選修課、自習(xí)課、活動課以及課余時間都可以開放,但是需要用實驗室的學(xué)生必須提前和實驗員預(yù)約,填寫使用化學(xué)實驗室預(yù)約單(實驗?zāi)康?、需要儀器、藥品等)。

        三、精選內(nèi)容,切實提高學(xué)生化學(xué)實驗素養(yǎng)

        學(xué)生喜歡化學(xué)實驗,多是因為化學(xué)實驗?zāi)軌虍a(chǎn)生光、聲、熱、沉淀、氣體等新奇的現(xiàn)象,這也是化學(xué)學(xué)科獨特的魅力所在。教師應(yīng)該抓住契機,引領(lǐng)學(xué)生不只是看表象,而是透過現(xiàn)象看本質(zhì),充分認(rèn)識化學(xué)實驗的科學(xué)性、嚴(yán)肅性,對化學(xué)實驗的目的有更深層次的追求;指導(dǎo)學(xué)生精選實驗內(nèi)容,學(xué)會在實驗探究的過程中,記錄有效的實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù),分析和推理解決問題。實驗探究過程能培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的觀察能力、思維能力以及創(chuàng)新能力,切實提高學(xué)生的實驗素養(yǎng),幫助學(xué)生領(lǐng)悟化學(xué)知識,將化學(xué)知識應(yīng)用于今后的社會和生產(chǎn)實踐。

        1.緊扣教材,夯實學(xué)生實驗技能

        人教版高中化學(xué)必修一第一章的標(biāo)題即是“從實驗學(xué)化學(xué)”,凸顯出實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重要地位。這一章提出四種最常見、但卻非常重要的物質(zhì)分離方法:蒸發(fā)、過濾、萃取、蒸餾,前兩種學(xué)生在初中階段接觸過,用于粗鹽的提純,后兩種中蒸餾比較容易理解,萃取有一定難度。雖然課時計劃安排了分組實驗,但是由于學(xué)生個體間存在著知識、經(jīng)驗等差異,所以并不都能順利在課堂上完成實驗,更談不上通過實驗去理解四種分離方法的原理。對于部分動手能力較弱的學(xué)生,有必要在課后開放實驗室,讓他們有充分的時間接觸實驗儀器和藥品,并通過相互交流與協(xié)作,熟悉常規(guī)儀器的使用,明白規(guī)范操作的原因,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。教材中的分組實驗多為基礎(chǔ)的經(jīng)典性實驗,這些基礎(chǔ)實驗手段是學(xué)生進一步探究化學(xué)知識的重要工具,因此有必要緊扣教材內(nèi)容開放實驗室,夯實學(xué)生基本實驗技能。

        2.聯(lián)系生活,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

        化學(xué)源于生活,最終又服務(wù)于生活。聯(lián)系生活與社會實踐的實驗內(nèi)容既可以激發(fā)學(xué)生的實驗探究興趣,又可以讓學(xué)生感受到生活處處有化學(xué),清楚知道課堂所學(xué)知識在實際生活中可以解決什么問題。作為化學(xué)教師,絕不只是教會學(xué)生解題,而是要能夠引導(dǎo)學(xué)生從課堂回歸生活,用學(xué)會的知識解決生活中的問題。生活中的實驗素材有很多,比如:紅牛飲料罐子的成分?削皮的蘋果發(fā)黃是不是有三價鐵離子生成?自來水里是否含有氯離子?游泳池里藍色的池水是因為加了硫酸銅嗎?當(dāng)知識累積到一定高度,當(dāng)思考成了習(xí)慣,學(xué)生會不斷發(fā)現(xiàn)更多的問題,進一步需要通過實驗來驗證自己的想法,這也是推動化學(xué)實驗室開放的原始動力。

        3.習(xí)題疑難,幫助學(xué)生感性理解

        高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“通過實驗探究活動,掌握基本的化學(xué)實驗技能和方

        法,進一步體驗實驗探究的基本過程,認(rèn)識實驗在化學(xué)科學(xué)研究和化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用,提高化學(xué)實驗?zāi)芰??!钡壳案呖贾挥欣碚摽荚嚕虼酥荒芡ㄟ^試題體現(xiàn)這一要求。離子共存問題、根據(jù)現(xiàn)象鑒定物質(zhì)是否存在問題、滴定分析中指示劑的選擇問題、無機工藝流程中常出現(xiàn)的除雜提純問題等等,有時候?qū)W生不能領(lǐng)悟教師的單純講解,需要更加直觀的感性認(rèn)識。教師可以引導(dǎo)學(xué)生定期整理與實驗有關(guān)習(xí)題中的疑難問題,小組合作設(shè)計實驗方案,并向?qū)嶒炇姨岢鰰嫔暾?,利用課余時間走進實驗室,通過實驗探究感性理解有疑難的習(xí)題。

        4.競賽拔高,增強學(xué)生科研能力

        因材施教是教學(xué)中一項重要的教學(xué)方法和教學(xué)原則,教師應(yīng)根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力以及自身素質(zhì),選擇適合每個學(xué)生特點的學(xué)習(xí)方法來有針對性的教學(xué)。對于特別熱愛化學(xué),有意識要參加化學(xué)競賽或今后有志于沿著化學(xué)方向發(fā)展的學(xué)生,更有必要開放化學(xué)實驗室,為他們提供一個可以自由研討、自主探究的場所。第30屆中國化學(xué)奧林匹克決賽實驗試題是“醋氨己酸的合成及含量分析”,要求學(xué)生根據(jù)試題信息,自主選擇儀器、試劑和材料合成醋氨己酸,再用自己標(biāo)定出濃度的氫氧化鈉溶液測定醋氨己酸的含量。實驗時間為五個小時,要求學(xué)生獨立完成整個實驗過程,做好實驗數(shù)據(jù)的記錄和分析處理工作,最終得出結(jié)論。對于這樣一群學(xué)生,我們不僅要開放實驗室,還要為他們創(chuàng)設(shè)部分大學(xué)化學(xué)實驗室才具備的條件,為向社會傳輸優(yōu)秀的化學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。

        發(fā)揮好化學(xué)實驗室這個平臺,把實驗室的儀器、藥品等向?qū)W生有目的地開放,不僅能充分發(fā)揮實驗室的資源效益,更為關(guān)鍵的是通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動,使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程,進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,強化科學(xué)探究的意識,促進學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生的實驗素養(yǎng)。

        (收稿日期:2016-12-15)

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