化學實驗這門課程是通過教學活動使學生把學到的理論知識在實踐操作中進行論證,使理性認識轉化為感性認識,并在感性認識過程中,通過實驗技能知識的積累和獨立思考,不斷豐富觀察力、想象力及分析問題和解決問題的能力,使其智力得到開發。它通過教師演示實驗或組織學生親手實驗操作,能把書本知識由微觀變為宏觀,把抽象變成具體,變無形為有形,使學生易于獲取多方面知識,鞏固學習成果,培養學生的各種能力。
一、運用多媒體教學優勢,培養學生觀察能力
在化學教學過程中,教師應注意對學生觀察力的培養,不斷用實驗啟發學生積極感覺、知覺事物的變化,自覺地觀察實驗中表現出來的現象,在大腦中留下深刻印象,并透過現象,抓住事物的本質。借助攝影演示實驗,既能放大實驗現象,增強實驗的可見度,更易于學生認真、細膩、有序地觀察。例如,教學《分子運動》時,把一培養皿放在投影器承物玻璃面上,在培養皿中加入約2/3體積水,然后用藥匙取一小粒品紅,放入到培養皿中。品紅最初在水中緩緩溶解,漸漸地明顯分成兩支,待片刻后,擴散完成。此時,分子運動的全過程通過光學投影到銀幕上,學生都真實清楚地觀察到,并透過觀察到的現象,認識分子是處在不停的運動狀態中。這就避免了以往教師枯燥無味的說教,又把微觀物質運動狀態通過投影產生清晰的表象展現在學生眼前,直接激發起學生的學習熱情,從而加深對分子概念、性質、結構的理解。實踐證明,借助投影演示實驗,能強化實驗演示效果和實驗的直觀性,有利于培養學生的觀察能力。
二、充分利用教材的選做實驗內容,培養學生思維能力
現行初中化學教材中,選做的實驗內容有九個。根據教學進度,教師可有目的地選做實驗,應用實驗課題,啟發學生積極思維。例如,學生學完酸、堿、鹽知識后,選做鑒別氯化銨、硫酸銨、碳酸銨、硝酸銨四種鹽的實驗。教師要求學生自己設計實驗方案,讓他們動腦思考,想出解決問題的辦法。實驗過程中許多學生都能主動、認真地聯想以前學得的知識,專心研究和組織實驗程序,找出“鑒別”、“區別”或“分別”認識幾種不同的物質解題答案。然后根據四種銨鹽各自的特性,通過一定的實驗操作、將其一一區分開來,并說明實驗的根據,解釋所出現的特殊現象。在物質的鑒別過程中,學生開動腦筋想辦法,通過實驗、分析、鑒別,推斷出所鑒別的某種物質。這種實驗過程,就是學生積極思維的過程。可見利用選做實驗,不僅可以達到完成大綱所規定的教學任務的目的,而且學生的思維能力、分析和解決問題的能力都可以得到培養。
三、分析典型實驗,培養學生的實際操作技能
1. 剖析一個典型實驗,講清一類實驗的操作內容。
如通過實驗室里制取氧氣的實驗分析,可歸納總結出下述操作內容:①儀器的選擇、連接和固定;②裝置氣密性的檢查;③藥品的取用;④加熱方法;⑤氣體的凈化和干燥;⑥氣體的收集和放置;⑦裝置的拆卸。對這些操作,都應講清它們的知識、理論根據。譬如在實驗室里用濃鹽酸和二氧化錳混和加熱制取氯氣時,由于濃鹽酸有揮發性,水的沸點也不高,所以制得的氯氣中可能混有氯化氫和水蒸汽。欲除去,只要用飽和的氯化鈉水溶液洗滌,不能用水,這是因氯氣與水能發生下列反應: C12+H2O→HCl+HClO。根據化學平衡移動原理,可知增加生成物中的Cl濃度,可使平衡向左進行,以減小氯氣的溶解度。又根據氯氣的性質,要想干燥氯氣,只能選用液體或顆粒狀的酸性干燥劑,通常用濃硫酸做干燥劑。
2. 通過對某些實驗操作的分析,向學生闡明實驗操作的要點。
我們在分析某些實驗操作時,為了讓學生學得會、記得牢,總是把操作要點總結成幾個字或幾句話,讓學生便于記憶。如在配制一定體積的摩爾濃度溶液時,在分析演示的基礎上我們總結出:稱(對固態溶質要稱,液態溶質要量)、溶(溶解)、洗(洗滌溶解時容器的內壁)、稀(稀釋至容量瓶的刻度)四字配制法。
四、訓練科學思維、培養創新精神
初中化學85個演示實驗中,先有結論,后演示驗證的有15個。驗證實驗中,學生往往成了“看熱鬧的觀眾”。為了讓學生參與,使學生真正成為課堂教學的主體,我對其中多個演示實驗進行了改進。如“二氧化碳不燃燒、不支持燃燒的性質實驗”設計即為一例。由于實驗改革不僅使學生對“二氧化碳不能的性質實驗”的印象深刻,而且激發了一部分學生的靈感和求知欲。在教師引導下,學生帶著求知的渴望查閱課本,進行自學,不僅對學過的反應進行了復習鞏固,還增強了學生對未學反應好奇心。所以,教師對實驗教學的創新,不僅增強了課堂教學效果,也能激發學生求知與創新的意識。怎樣培養學生的創新能力?創新能力依賴于創新思維,它具有敏銳性、發散性、集中性、靈活性和形象性等特征,這些特征的本身就是科學的學習方法。加強創新思維的訓練,也會形成良好的學習習慣。實踐表明,在加強化學實驗教學時,尤其要注意創新能力的培養。例如:利用“假化肥坑農害農的報道”、“不法商販利用自來水冒充純凈水”等事件,組織學生利用所學的知識加以揭穿。要求科研小組的成員設計實驗方案,尋找樣品、了解樣品來源。實驗方案經過科研小組集體論證后,學生對所取樣品進行檢測。這一過程中,學生思維的敏捷性、發散性、集中性、靈活性等都得到了鍛煉。化學教師要密切注視和廣泛收集生活、社會、生產中的化學現象,探討具有實際意義的問題,對學生進行科學思維的訓練和創新精神的培養。
五、重視家庭小實驗和趣味實驗,激發探究欲望
實驗生活化、簡單化、微型化,是21世紀綠色化學的發展要求。教材中的家庭小實驗和趣味實驗如果能在課前布置下去,將有利于激發學生的學習興趣和探究欲望。但多數教師只是簡單地讓學生課后去完成,而課后完成往往是去驗證實驗結果,不利于學生探究能力的養成。如:家用“冰袋”的制作、“檢驗發酵粉加水或加熱都能產生二氧化碳”、“白紙顯字”、“酸雨的檢驗”、“吹氣生火”、“指紋檢驗”等,如果將它們改為課前實驗,在學生不知道其原理的情況下去討論、探究,不僅能為課堂提供更好的實驗素材,而且能開闊學生的思路,增強其學習能力。
總之,教師能否真正運用好實驗這個教學手段,直接關系到教育效果好壞和學習效率的高低。我們國家由于經濟條件有限,城鄉發展不平衡,各地區、各學校的教學條件也有差別,許多儀器設施還不具備,這就要求我們依據當地學校的實際情況,增加實驗投入,自購、自制一部分教具,盡可能給學生創造實驗條件,讓學生在較好的學習環境里掌握更多的知識,具備更多的能力,為二十一世紀的祖國建設輸送合格人才。