摘 要:化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗是化學教學中不可缺少的重要方法。同時,實驗也有利于培養(yǎng)學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力。因此,在教學中如何高質量地設計實驗顯得尤為重要。
關鍵詞:化學;化學分組;微型實驗
一、分組實驗
課堂教學中開展實驗的形式大致有兩種:課堂演示實驗和分組實驗。其中課堂演示實驗雖然操作規(guī)范、現(xiàn)象準確,但僅僅是過眼云煙,不足以引起學生強烈的求知欲望。而分組實驗不僅能夠有效提高學生自主學習的主動性,還能激發(fā)學生探知欲!分組實驗以班級成員3~4人為一個小組,最好采取就近分組原則,這樣不僅便于學生課堂討論,一起做實驗,而且有利于學生課下做進一步的探討。
分組實驗前,一方面做好實驗步驟的講解,讓學生知道具體的操作流程。另一方面先拋出問題,引發(fā)學生充分思考,吊足學生的胃口,這樣不僅能激發(fā)學生的好奇心,還有利于學生在接下來的實驗中認真觀察思考,而不是僅看實驗現(xiàn)象表面的絢麗。無論實驗成功與失敗,都鼓勵學生大膽分析原因,培養(yǎng)學生的探究能力。如果探究一次不懂,鼓勵學生反復多次做同一個實驗。這樣,不僅使學生作為課堂主體積極參與,與此同時,將學生一步步拉近與科學之間的距離,充分激發(fā)了學生自主學習的能動性。
若反復做實驗,會不會造成環(huán)境污染呢?對于學生安全系數有保障嗎?這就對實驗的設計提出了更高要求!不僅要用量少且有利于學生操作安全,由此可見,微型實驗的設計顯得尤為重要。
二、微型實驗
傳統(tǒng)實驗由于采用玻璃器材,學生操作起來不僅易碎,而且攜帶不便于學生課下繼續(xù)實驗。相反,如果設計微型實驗,不僅操作輕盈簡單,而且便于學生保管,課下繼續(xù)使用、觀察。
譬如,以設計選擇實驗室制備二氧化碳的實驗藥品為例:(1)大理石與稀鹽酸;(2)碳酸鈉與稀鹽酸;(3)碳酸鈣與稀鹽酸。我們用實驗來驗證一下哪一組更適合制備二氧化碳。這時候使用2mL的PV試管,學生分組實驗發(fā)現(xiàn)碳酸鈉與稀鹽酸、碳酸鈣與稀鹽酸反應制備二氧化碳速率過快不便于收集,而大理石與稀鹽酸反應產生二氧化碳的速率適中,因此實驗室制備二氧化碳應該選擇的實驗藥品是大理石與稀鹽酸。微型實驗便于學生觀察,實驗藥品用量少且安全。
例如,設計電解水的微型實驗,采用鉛筆鉛為電極且連接導線、電池,以硫酸鈉溶液為電解液,并滴加1~2滴紫色石蕊試液,其中液體藥品盛放在15mL小塑料杯中,如圖所示。學生操作簡單,通過產生氣泡的多少,學生可以自行判斷是氫氣還是氧氣,以及電極的正負。其中顏色的改變激發(fā)學生思考,在電解過程中產生了什么物質導致正負極兩側的顏色變化不同呢?進一步可以引入原電池的概念,究竟什么是原電池,以及原電池工作的原理是怎樣的,都可以和學生共同做下一步探究。與此同時,學生做實驗不僅僅是有趣,更重要的是能激發(fā)學生的求知欲望,自發(fā)探索知識的主觀能動性。這也是基于核心素養(yǎng)下培養(yǎng)學生多維度的動手與動腦。微型實驗的改進,不僅有利于學生清晰明了觀察實驗現(xiàn)象,同時便于學生反復多次做實驗并深入探究問題。
三、分組—微型實驗
實驗教學是中學化學教學的重要組成部分,而且也是最突出的教學內容。如何更好地開展實驗教學,教師要結合“新課標”要求,即要重視理論教學,同時也要通過大量實驗教學來培養(yǎng)學生的實踐能力。這就需要推動實驗教學模式的變革,而且微型實驗由于具有“微型化”以及“便捷化”等諸多方面的優(yōu)勢和特點,結合分組實驗的團隊協(xié)作,在中學化學教學實驗方面具有重要的支撐作用。
將分組實驗與微型實驗有效結合,充分激勵了學生學習的自主性、創(chuàng)新性,激發(fā)學生學習化學的熱情,同時培養(yǎng)學生應用實踐的能力,把所學到的知識得到更好應用與拓展。分組-微型實驗不僅能夠充分發(fā)揮每一位學生的優(yōu)勢,還能充分調動每一位學生的積極性,讓每一位學生都動起來,并讓學生親自加入到教學活動中,凸顯學生的教學主體地位。這樣,使每一位學生都成為課堂的參與者,而不是課堂的觀賞者。另一方面,分組-微型實驗有利于學生自己主動去探索知識緣由,使學生從被動學到主動探索之間角色的轉變。通過自己的努力,一步一步探索科學,走近科學。此外,通過小組合作,讓學生進一步體會到團隊的力量,學習上大家互幫互助、團結友愛,才能取得更大進步。
總之,化學課堂教學采取分組實驗與微型實驗相結合,不僅豐富了課堂教學,同時也加強了學生的課堂主體地位。除了教師設計微型實驗,我們也可以先引入傳統(tǒng)實驗,鼓勵學生課下自己設計實驗、改進實驗,使微型實驗的用途更加廣泛,以課堂比拼的形式,使單純的知識點更賦予了化學學科神奇的魅力。在設計分組-微型實驗的過程中,學生學以致用,讓書本上的知識點變成一個個跳躍的音符,譜寫出一首首動聽的篇章!
作者簡介:李紹晨(1987.10.02),女,漢族,籍貫吉林,博士。
基金項目:江蘇省教育科學“十一五”規(guī)劃重點課題,課題編號“棲科規(guī)劃”(16)第058號。endprint