于清蕾
【摘 要】本文論述培養(yǎng)化學學習能力的策略,從演示實驗,鼓勵自主動手;探究實驗,激活創(chuàng)新意識;開展家庭實驗,提高創(chuàng)新能力;從而培養(yǎng)高中化學的核心素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】化學實驗 學習能力 核心素養(yǎng)
【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2019)08B-0149-02
化學實驗的實際操作和探究能力是學生學好化學,為更深層次的學習打好基礎(chǔ)的關(guān)鍵,也是幫助學生激起化學興趣,減小知識和應(yīng)用之間距離的有重要因素。在化學教學中筆者會積極結(jié)合實驗來培養(yǎng)學生善于觀察、思維、動手操作的習慣,從而幫助其培養(yǎng)學習能力,發(fā)展高中化學核心素養(yǎng)。
一、放手演示實驗,鼓勵自主動手
在高中化學的實驗中,筆者會在課前準備好器材。在課上為學生講述演示實驗的過程及注意事項,請一組同學來進行操作并讓其他學生自主觀察并記錄。在演示實驗結(jié)束后詢問學生從實驗中觀察到了什么現(xiàn)象,得到了什么結(jié)論,從而調(diào)動學生學習的主動性,讓學生自己自主地走進知識學習的主題。
(一)設(shè)計方案,放飛個性思維。通常的化學實驗,以前教師都會在課前設(shè)計好實驗步驟、準備好用具,并分組,讓學生在課上按照分組順序利用實驗儀器,緊跟探究步驟進行實驗,從而得到一定的結(jié)論。這會使學生產(chǎn)生化學學習的惰性,因此,筆者將化學實驗課堂交給學生,讓學生自主設(shè)計實驗進行探究,從而訓練學生的科學思維。
例如,筆者教學人教版高中化學必修一第三章第一節(jié)“金屬化學性質(zhì)”這一節(jié)時,為了幫助學生打破化學實驗的思維定式,筆者在實驗前準備一些金屬 Mg、Na、Fe、Cu,讓學生在課上觀察這些金屬的一些表面性質(zhì),仔細觀察和觸摸這些金屬。學生通過觀察,知道這些金屬的顏色,發(fā)現(xiàn)這些金屬的硬度都較高,且一般為固態(tài)。然后設(shè)置問題:這些金屬有沒有一些微觀的性質(zhì)?之后讓學生一起動手來驗證這些性質(zhì)。比如,為學生準備充足的器具,讓學生分別研究金屬燃燒的性質(zhì)。科學分組讓學生先自主設(shè)計好自己的實驗方案,教師與學生共同檢查安全性和尋找不合理性的問題后,讓學生自主實驗驗證。經(jīng)過驗證,學生很明顯發(fā)現(xiàn) Mg、Na 燃燒的條件很簡單,熔點很低并且燃燒時發(fā)白光;而 Fe、Cu 的燃點很高,需要較高的溫度才能融化,并且燃燒也有不一樣的光。這樣讓學生自主設(shè)計實驗放飛思維來探究金屬的不同性質(zhì),從而培養(yǎng)學生的學習能力。
讓學生根據(jù)實驗需要自主設(shè)計實驗步驟,選擇合適的實驗器材進行探究和驗證,從而在設(shè)計、選擇、探究的過程中,幫助學生一步步地鍛煉自己的科學思維,提升自身的學習能力,發(fā)展高中化學核心素養(yǎng)。
(二)分析數(shù)據(jù),得出具體結(jié)論。在小組實驗結(jié)束后就是分組實驗的最后一步—— 整理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果。這也需要小組之間進行相互協(xié)作,共同討論研究數(shù)據(jù)的整體傾向,從而在產(chǎn)生矛盾和處理矛盾的過程中培養(yǎng)學生的學習能力,發(fā)展自身的核心素養(yǎng)。
例如,筆者教學人教版高中化學必修一第二章第二節(jié)“離子反應(yīng)”這一節(jié)時,為了幫助學生盡快同步發(fā)展學習能力,在實驗結(jié)束后筆者先詢問每個小組得出的數(shù)據(jù),再將所有數(shù)據(jù)整理到黑板上。先讓小組分析、討論結(jié)果,再讓組與組之間進行交流整合。學生經(jīng)過對化學實驗的探究、對數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)當 H+、OH-、Ca2+、SO42-、CO32- 發(fā)生反應(yīng)時是不受其他離子干擾的,并且在短時間內(nèi)可以很清晰地觀察到 Ca2+ 和 SO42- 一點點生成難溶于水的 CaSO4,Ca2+ 和 CO32- 生成難溶于水的 CaCO3。將本組的實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象和其他組的進行對比分析,學生發(fā)現(xiàn)這些離子發(fā)生反應(yīng)都生成了 CaCO3、CaSO4 等難溶于水、難電離的物質(zhì)。將每個小組的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行對比分析,得到最終結(jié)論:離子之間的反應(yīng)不受其他離子的影響,并且反應(yīng)速率很快,易生成難溶解的物質(zhì)。
實驗是為了培養(yǎng)學生學習化學的興趣,鍛煉學生的動手操作能力。教師要想鍛煉學生的思維能力、培養(yǎng)學生的學習能力,最重要的步驟還是對實驗數(shù)據(jù)的整理、分析。在分析的過程中小組間會產(chǎn)生一些矛盾,學生會平衡每個人之間的能力,這樣在一次次的討論、研究的過程中將結(jié)果的矛盾、棱角“磨平”,最終得出一個合理的、完美的實驗結(jié)論。
二、增設(shè)探究實驗,激活創(chuàng)新意識
單一、陳舊的化學實驗會使學生逐漸對化學學科感到乏味,覺得化學實驗都是一些層次較低的操作,遠沒有想象的有意思,這就需要教師為學生多創(chuàng)設(shè)一些實驗結(jié)論不固定的探究實驗,從而在實驗的過程中逐漸激發(fā)學生的思維創(chuàng)新性。
(一)基于主題,深度漫朔。為學生增設(shè)探究實驗,讓學生仔細觀察其中的實驗現(xiàn)象,從而激發(fā)學生學習的內(nèi)驅(qū)力。例如,筆者教學人教版高中化學必修二第一章“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”這一單元時,會帶領(lǐng)學生先認識元素周期表,并讓學生自己先嘗試將元素周期表中的元素進行分類,詢問學生如此分類的原因,再將準確的分類展示給學生。此時學生就會產(chǎn)生疑問:為什么這樣分?并從心底想知道這個元素和周圍元素之間會有什么區(qū)別和聯(lián)系?這會直接促使學生自主以這種元素為主題,進行擴散并深度的探究,以了解其中的原理。帶領(lǐng)學生走進實驗室,為學生準備好實驗器材,讓學生分組探究筆者所設(shè)置的分類中的元素有什么共同性質(zhì)。經(jīng)過實驗探究,學生很快發(fā)現(xiàn),對于同一周期的原子來說,以 C、N、O 為例,從左到右隨著原子序數(shù)的增加,單質(zhì)的還原性相應(yīng)減弱,氧化性逐漸增強;同一族的元素自上至下原子的序數(shù)增加,以 Li、Na、K 為例,所對應(yīng)的單質(zhì)的還原性逐漸增強而氧化性逐漸減弱,所對應(yīng)的簡單陰離子的還原性減弱,簡單陽離子 K+、Na+ 的氧化性增強。
通過探究實驗,學生發(fā)現(xiàn)原來與生活息息相關(guān)的元素有這么多我們還未探究到的性質(zhì),如果接下去研究那么會不會有更多的驚喜?在探究的過程中潛移默化地激發(fā)了學生學習化學的內(nèi)驅(qū)力,間接地培養(yǎng)了自身的學習能力。
(二)縱橫對比,建構(gòu)體系。高中初期為學生演示的化學實驗都較簡單、易操作,學生由于已經(jīng)有九年級化學實驗的知識儲備,因此可能會覺得化學知識已經(jīng)沒什么新意,逐漸失去了對化學學習的興趣。此時筆者會結(jié)合實驗將各知識點之間進行縱橫比對來為學生建構(gòu)一個新的學習體系,借助新體系的吸引力來激發(fā)學生學習化學的興趣。
例如,筆者教學人教版高中化學必修二第一章第二節(jié)“元素周期律”這一節(jié)時,經(jīng)過上節(jié)課對元素的分類,學生很快調(diào)動自己的學習能力,并將這節(jié)課的內(nèi)容和上節(jié)課的內(nèi)容進行比對。此時讓學生將橫向同一周期的元素之間進行對比,再將縱向同一主族元素之間進行對比,重新架構(gòu)同一周期、同一主族元素之間的區(qū)別和聯(lián)系。學生幾乎都可以完整地分析出元素的周期律,得到結(jié)論:除稀有氣體外,對于同一周期的元素來說,由左到右的原子序數(shù)逐漸遞增,其還原性和氧化性的變化有一定的規(guī)律,但元素的原子半徑在逐漸遞減;對于同一主族的元素來說,從上至下隨著原子序數(shù)的增加,其還原性和氧化性的變化也有一定的規(guī)律,而原子的半徑卻在逐漸遞增。如此幫助學生將知識進行了簡單的重復和更新,建構(gòu)一個更全面的知識體系。將學生頭腦中已存在的知識進行“翻新”整理,更新學生頭腦中原有的對化學的看法,從而在一次次的更新中逐漸調(diào)動學生學習化學的內(nèi)驅(qū)力,這是幫助學生學好化學的關(guān)鍵之一。
三、開展家庭實驗,提高創(chuàng)新能力
學習從來不是一個人的事情,一個人進行單一的學習會導致查看不到自身的不足之處,不能很好地將自己的情況和別人進行對比。因此筆者會為學生創(chuàng)設(shè)家庭化學實驗,使學生在合作的過程中增進對化學知識“用處”的解讀,以提升自身的能力。
(一)實踐聯(lián)動,營造實驗氛圍。筆者在高中化學的教學中會為學生設(shè)計一些實用的家庭實驗,并讓學生自主設(shè)計實驗步驟。筆者只是幫助學生檢驗其設(shè)計步驟的安全性和合理性,輔助其用科學的方法進行實驗。以此為學生營造有效的實驗氛圍,逐步培養(yǎng)學生的學習能力。
例如,筆者教學人教版高中化學必修二第二章第一節(jié)“化學能與熱能”這一節(jié)時,為了創(chuàng)造貼近學生生活的實驗氛圍,從而讓學生自主地將知識和具體的實踐聯(lián)動起來,在進行實驗前,筆者先設(shè)置和學生生活相關(guān)的問題:“請根據(jù)實驗來寫出甲烷完全燃燒生成液態(tài)水的方程。”學生開始先進行簡單思考:甲烷就是 CH4,完全燃燒生成液態(tài)水,剩下的就是 C 元素和 O 元素,C 和 O 可以生成 CO2、CO。此時學生就會產(chǎn)生疑惑,從心底想要了解清楚到底產(chǎn)生了什么物質(zhì)。接著帶領(lǐng)學生進行實驗,先制備 CH4、O2,再將兩種氣體進行充足的反應(yīng)并檢驗產(chǎn)生的物質(zhì)。經(jīng)過檢驗,學生發(fā)現(xiàn)是 H2O、CO2;將兩種氣體按照 6∶1 的比例進行反應(yīng),再讓學生觀察并檢驗生成物,學生很快發(fā)現(xiàn)此時產(chǎn)生的是 H2O、CO。
在高中化學課堂中借助化學實驗,給學生充足的時間和空間用科學的實驗方法進行化學探究,從而在進行探究過程、享受探究成果中逐漸培養(yǎng)學生的學習好習慣,幫助學生發(fā)展高中化學核心素養(yǎng)。
(二)參與實踐,解決具體問題。對于高中化學這一個具有強烈探究性和創(chuàng)造性的實驗來說,帶領(lǐng)學生參加具體實踐,增強團隊之間的交流與合作,是幫助學生提升學習能力的關(guān)鍵步驟之一。
例如,筆者教學人教版高中化學選修四第四章第三節(jié)“電解池”這一節(jié)時,筆者會直接詢問學生:“我們沒有 O2 就無法生存,如何在沒有化學藥品的情況下如何利用生活用品制取 O2?”學生此時會非常疑惑:“沒有化學藥品怎么能制取出 O2 呢?”帶領(lǐng)學生帶著問題進行電離實驗。先為每組學生準備一個盛滿水的水槽、兩根導線、電源,然后讓學生自己動手實驗。將導線一端與電源連接,另一端和水槽中的水相接,等待 30 秒觀察現(xiàn)象。在這過程中學生很容易發(fā)現(xiàn),一開始水面有小氣泡跑出來,再過一會兒氣泡越來越多,時間再長一些氣泡逐漸減少。此時讓學生猜測這些氣泡是什么氣體。很多學生根據(jù) H2O 的構(gòu)成,會猜測是 H2O 蒸汽、O2、H2,讓學生自己結(jié)合每種氣體的不同集氣方法收集氣體并進行檢驗。學生經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)其中含有 O2 和 H2。由此掌握了簡便制取 O2 的辦法。
將學生所學的知識寓于具體實踐中,讓團隊之間進行交流分析,從而在交流的過程中讓學生的能力和能力之間進行互補;幫助學生在解決問題的過程中,逐漸提升自己的學習能力發(fā)展核心素養(yǎng)。對于高中的化學學習來說,已經(jīng)不是簡簡單單停留在對幾種實驗器材的認識、幾種氣體和物質(zhì)的反應(yīng)生成上,更多的還是通過對化學知識的學習,讓學生了解到生活中常見物質(zhì)的產(chǎn)生原理和性質(zhì),從而培養(yǎng)自己的學習能力,將所學知識熟練有效地應(yīng)用到生活中。
【參考文獻】
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(責編 盧建龍)