摘 要:從當(dāng)代高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀來看,要把升學(xué)教育和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)很好地結(jié)合在一起,我們都要嘗試將微型實驗探究教學(xué)引入到日常教學(xué)中,利用其特有的優(yōu)越性來彌補現(xiàn)代教學(xué)的不足之處,將激發(fā)學(xué)生潛能,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力作為目標(biāo),充分利用學(xué)生的想象力,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用,將綠色環(huán)保思想貫穿始終,發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng),立足培養(yǎng)較全面的高素質(zhì)人才。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué)教學(xué);微型實驗;潛能;創(chuàng)新能力;滲透;核心素養(yǎng)
發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)要求我們的教學(xué)過程中逐步形成適應(yīng)社會發(fā)展、個人終身發(fā)展所需要的必備品格和解決問題的素養(yǎng)與關(guān)鍵能力。中學(xué)階段是學(xué)生集中注意全面深刻感知事物的重要階段,學(xué)生觀察的目的性和自覺性提高了,觀察的概括性和精確性都有較大的提高,思維已經(jīng)由具體的形象思維發(fā)展為以抽象的邏輯思維為主,并且思維的組織性、敏捷性、靈活性、深刻性、批判性有了相當(dāng)程度的發(fā)展。因此在高中化學(xué)教學(xué)中,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)顯得尤為重要,激發(fā)學(xué)生潛能、建立創(chuàng)新意識,是從“知識本位”逐步走向“素養(yǎng)為重”的一個核心問題。
高中階段的化學(xué)基礎(chǔ)知識教學(xué),是對前人研究、發(fā)現(xiàn)所積累的自然科學(xué)知識成果的傳播再現(xiàn),沒有首創(chuàng)性。所以,高中階段所謂的化學(xué)創(chuàng)新教育并非是要我們?nèi)ラ_拓和創(chuàng)新未知的知識體系,而應(yīng)該是要求我們的老師能利用學(xué)生潛在的豐富的想象力,引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生模擬、設(shè)計、探究的實踐活動過程,大大提升學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位,加強學(xué)生的動手能力;并在此過程中引導(dǎo)學(xué)生從大量的感性認(rèn)識中發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象,通過聯(lián)想、判斷、推理和綜合分析,獲取直觀信息,加深對概念、原理的理解,更好地理解和鞏固化學(xué)知識,并在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。針對現(xiàn)在的學(xué)?;瘜W(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和學(xué)生的真實水平,我認(rèn)為在化學(xué)教學(xué)中滲透微型實驗教學(xué)是十分必要的。
一、 高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀淺析
理論上講,高中化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該是教學(xué)的重要目的之一,化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實驗具有很強的可操作性和觀察性,實驗教學(xué)既能成為我們教學(xué)的重要輔助手段,也能在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、推理、設(shè)計、判斷等多方面的綜合能力,能夠很好地激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。但在我們現(xiàn)行的化學(xué)教育過程中,對實驗教學(xué)缺乏重視,在“左腦優(yōu)勢”理論的長期影響下,我們只強調(diào)抽象思維,對形象思維的研究幾乎是空白,忽視了對學(xué)生右腦的開發(fā)利用。多以考試要求講實驗,背實驗應(yīng)付,課堂實驗也多以演示為主,由老師“一人做,大家看”,把原本該有的生動的實驗畫面轉(zhuǎn)化為枯燥、干癟的文字或符號,強化為學(xué)生的死記硬背,失去了化學(xué)實驗教學(xué)帶給學(xué)生的新鮮感,無法體現(xiàn)學(xué)生的設(shè)疑、設(shè)計、動手、觀察、歸納、總結(jié)能力,導(dǎo)致學(xué)生化學(xué)實驗的目的不明確,失去了對化學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣,無法培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)情懷。從而使化學(xué)教學(xué)失去了在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)系統(tǒng)中別的學(xué)科不可替代的特殊作用。究其原因,一是傳統(tǒng)教育思想和教學(xué)方法的影響,二是受升學(xué)考試、教材、設(shè)備的限制。顯然,這些因素使我們的教學(xué)受到很大的局限,學(xué)生的學(xué)習(xí)會感到枯燥乏味。
二、 微型實驗及其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要作用
1. 微型化學(xué)實驗的概念
微型化學(xué)實驗(M.L.)是近年來國際和國內(nèi)化學(xué)界,在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想對常規(guī)實驗進(jìn)行改革而發(fā)展起來的化學(xué)實驗的新方法和新技術(shù)。微型化學(xué)實驗是用微小型的儀器,盡可能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過程,以減少試劑在器皿上的附著量,用盡可能少的試劑來進(jìn)行實驗(試劑量一般為常規(guī)實驗的1/10~1/1000),從而極大地減少了實驗的“三廢”,是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在化學(xué)實驗中的具體體現(xiàn)。微型化學(xué)實驗受到各國化學(xué)界的重視。
2. 微型化學(xué)實驗對中學(xué)化學(xué)教育的意義
(1) 簡化實驗教學(xué),提高課堂效率
微型化學(xué)實驗可以就地取材、因地制宜,盡可能地使用身邊價廉易得的物品作為替代品,自行改裝實驗儀器,收集實驗藥品,安全便攜,方便操作,經(jīng)濟省時,學(xué)生可以輕松地將實驗用品帶入課堂進(jìn)行邊學(xué)邊做實驗,自主開展實驗,實現(xiàn)了可以讓學(xué)生多動手,多觀察的課堂教學(xué)模式,從根本上改變了老師做,學(xué)生看的灌輸式教學(xué)模式,真正意義上實現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位,激發(fā)、調(diào)動學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,從而實現(xiàn)自己動手創(chuàng)造條件開展實驗,有效解決實驗資源短缺的問題。
(2) 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生潛能
愛因斯坦講過:“想像力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上一切,推動著進(jìn)步,并且是知識進(jìn)化的源泉。”想象能力對于學(xué)生形成創(chuàng)新能力具有積極的作用,因此在教學(xué)中要充分利用學(xué)生的想象力,適當(dāng)?shù)毓膭顚W(xué)生通過自己對知識的理解設(shè)計一些簡單易行的微型實驗,充分發(fā)揮自身的潛在力量,不禁錮思維,簡化課本原本煩瑣的實驗,探索適合自己的簡單、快捷的實驗,在整個過程中充分調(diào)動學(xué)生的積極性,利用學(xué)生的發(fā)散思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,改變中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的枯燥現(xiàn)狀,從而起到激發(fā)學(xué)生的求知欲及對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣的作用。將原有的舊的“要我學(xué)”的死板教學(xué)改為“我要學(xué)”的主動模式,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實驗觀察能力、探究能力,提高學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的綜合能力,有助于“自主學(xué)習(xí)”能力的培養(yǎng)與養(yǎng)成。
(3) 滲透綠色環(huán)保教育,發(fā)展核心素養(yǎng)
化學(xué)實驗教學(xué)在我們的環(huán)保教育中也負(fù)擔(dān)著重要的職責(zé),而且教課堂教學(xué)更具有直觀性和實際意義。而微型化學(xué)實驗中實驗儀器以及試劑用量的微型化,使得實驗過程中所排放的廢水、廢氣、廢渣等污染物數(shù)量和原始實驗相比大大減少,在很大程度上降低了對環(huán)境的污染。例如:SO2的性質(zhì)檢驗實驗中,不停更換檢驗試劑時部分SO2會擴散到空氣中,影響學(xué)生的觀察及老師的實驗,污染空氣,學(xué)生可以針對這些問題利用注射器、若干藥瓶及塑料管設(shè)計連貫、相對密閉的一整套儀器來克服問題。改進(jìn)后的微型實驗中,不僅實驗現(xiàn)象明顯,減少了反應(yīng)物的用量,降低了教育成本,節(jié)約了資源,而且極大地減少了有害、有毒氣體的排放。
微型化學(xué)本身是一種綠色化學(xué),是對學(xué)生環(huán)保意識最生動、最現(xiàn)實的教育,能使學(xué)生從自身樹立起關(guān)心自然、關(guān)心社會的意識,培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感,發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng),將教學(xué)和生活緊密聯(lián)系在一起。
三、 微型實驗舉例
1. SO2的性質(zhì)的驗證實驗中,實驗試劑用量不小,且SO2為有毒污染性氣體,過度的排放會造成酸雨??筛臑樽⑸淦鲗嶒?,利用一支注射器和若干青霉素小藥瓶做反應(yīng)器、檢驗裝置及尾氣吸收裝置,用輸液管連接成整體,取材容易,方便攜帶,防止廢氣排放,不受場地限制,現(xiàn)象明顯。
2. 在銅與稀硝酸的反應(yīng)中,由于NO會立即與氧氣反應(yīng)生成NO2,不易觀察到NO的顏色,且兩種氮氧化合物均為有毒的污染性氣體。可將實驗改進(jìn)為注射器實驗:先將螺旋好的細(xì)銅絲放入注射器中,推出空氣,減少氧氣,吸取稀硝酸,讓反應(yīng)在注射器中進(jìn)行,產(chǎn)生的氣體可以將注射器的活塞頂起,由于注射器內(nèi)幾乎無空氣,可以清晰地觀察到無色的NO氣體;而后拉動活塞,讓空氣進(jìn)入,則可以明顯地觀察到氣體顏色的變化。有助于學(xué)生更好地理解NO轉(zhuǎn)化為NO2的反應(yīng)。實驗簡便易行,現(xiàn)象明顯,用量少,污染小。
3. 中學(xué)化學(xué)中常見到MnO2做催化劑的反應(yīng),不妨讓學(xué)生利用研究性學(xué)習(xí)的時間,指導(dǎo)、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計微型實驗測定其催化活性,還是可以利用注射器實驗。
四、 小結(jié)
作為新事物的微型實驗尚不完善,還有待發(fā)展。它的方法本身還存在一定的局限性:微型化學(xué)實驗范圍有限,制備物質(zhì)的產(chǎn)率偏低。這是因為儀器粘附等損耗相對于原料用量的比例較大,此必須要注意實驗技巧,否則實驗失敗的概率還是比較大,所以在我們的教學(xué)中,微型實驗有點名存實亡,關(guān)注的人很多,但是付諸實踐的還是比較少。在倡導(dǎo)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成教育背景下的高中化學(xué)教學(xué)中,我們必須看到微型化學(xué)實驗既可以作為獲取直觀化學(xué)現(xiàn)象的手段,也可以作為培養(yǎng)創(chuàng)新能力,提高設(shè)計能力的有效手段。既可以在課堂上很好開展,也可以帶進(jìn)生活,從實驗儀器的選擇、自制到實驗課題的選擇及實驗過程的進(jìn)行和實驗結(jié)果的分析,都能很好地調(diào)動學(xué)生的積極性,充分發(fā)揮其主觀能動作用,更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,強化學(xué)生的動手能力,進(jìn)一步加強學(xué)生對自然科學(xué)知識的理解。
總之,中學(xué)化學(xué)微型實驗不是簡單的微縮,也不是對常規(guī)實驗的補充,更不是與常規(guī)實驗的對立,而是在有效實現(xiàn)“盡可能小劑量實驗、省資源、少污染、減成本”的前提下,既輔助化學(xué)老師對自然科學(xué)知識的傳播教授,同時提升學(xué)生的動手動腦能力,挖掘?qū)W生的創(chuàng)造能力,并且不斷強化學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,發(fā)揮學(xué)生潛力,培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的一種較好的教學(xué)方法,應(yīng)該滲透在我們的高中化學(xué)教學(xué)中。
參考文獻(xiàn):
[1]郭雨聲.中學(xué)微型化學(xué)實驗初探[J].福建教育學(xué)院學(xué)報,2005年03期.
作者簡介:
劉潔英,甘肅省蘭州市,蘭州33中。