摘 要: 本文對高中化學實驗的作用及學生操作能力的培養作了研究。
關鍵詞:實驗的作用 途徑 方法
1 化學實驗的作用
1.1 獲知——獲取化學知識和技能。
化學是一門基礎自然科學,它所研究的是物質的組成、結構、性質、變化以及合成等等。許多概念的形成比較抽象,學生難以理解,而借助于化學實驗往往能取得事半功倍的效果。
例如:學習氯水性質的時候,為了讓學生更好地理解、掌握氯水的酸性和漂白性,我在教學中增加了一個學生實驗,要求學生設計完成以下實驗:1.怎樣證明氯水的酸性和漂白性?2.在滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中,滴加氯水,溶液褪色,褪色的原因可能有哪兩個?怎樣證明?通過這樣的教學設計,不但鞏固了所學知識,且為后續學習二氧化硫的漂白性作了鋪墊。
1.2 激趣——激發學習興趣和參與意識。
一堂課成功的因素是多方面的,但首要的是取決于教師對雙邊活動的精心設計。教師按照自己的教學設計,在教學過程中時時引導學生的思維,設計一些有針對性、階梯性的簡明扼要的問題,使學生能拾級而上。在學習過程中,學生在教師精心設計的問題中步步前進、逐步深入,最終仿照教師的類似手段去應用知識,獨立得出結論,甚至創造性地得出結論。學生的知識得到了應用,且獲得了成功的喜悅,增加了學習的新動力。
例如,在講授氫氧化鋁的兩性時,可把演示實驗變成邊講邊實驗,在實驗前設計以下問題,引導學生的思維:
a.把硫酸滴入氯化鋇溶液中與把氯化鋇溶液滴入硫酸中產生的現象會不會不同?
b.把氯化鋁溶液逐滴滴入氫氧化鈉溶液中與把氫氧化鈉溶液逐滴滴入氯化鋁溶液中現象有何不同?
c.把偏鋁酸鈉溶液逐滴滴入鹽酸中與把鹽酸逐滴滴入偏鋁酸鈉溶液中現象又有何不同?
d.綜合b、c,可得出什么樣的結論?
學生在教師設計的問題的引導下,興趣大增,迫不及待地從實驗中尋找答案,發現溶液滴加順序的不同可能會產生不同的現象,再通過閱讀有關的內容,了解了事物的本質,同時相關知識也得到了鞏固、復習。這樣的教學設計能使重點突出、難點分散突破,并使學生通過自己動手實驗,對這一點知識的認識更為深刻,同時激發了學習化學的興趣。
1.3 循理——訓練學習、研究、應用化學知識與技能的方法、規律和思維。
學習活動的核心成分是思維品質的培養,需結合具體化學教學內容和過程進行,化學實驗為之提供了生動的場景。
1.4 求真——培養勇于探索、實事求是、實踐出真知、實踐是檢驗真理唯一標準的科學精神和科學態度。
實驗是創新之本。化學家的發明成果大都出自實驗室,實驗是驗證、探索、發現新事物最重要可靠的手段。教材中的實驗大致可分兩種類型——驗證性實驗和探索性實驗。在教學過程中要注意驗證性實驗,培養學生實驗的基本方法。在此基礎上。安排一些探索性實驗,借以激發學習興趣,培養實事求是、勇于探索性的精神。對于學生設計的實驗方案,如果立意創新、方案合理、切實可行,在保證安全的情況下,都可以讓學生進行實驗,鼓勵學生樹立信心,培養勇于探索、勇于實踐的科學精神和科學態度。
2 提高學生實驗能力的途徑和方法
2.1 教師演示與學生練習相結合
教材中的演示實驗和學生實驗,內容相當豐富,為培養和發展學生的實驗能力提供了良好的條件。在學習掌握操作技能時,教師應首先示范每個操作的分解動作,然后示范連貫動作,最后讓學生模仿練習、逐漸掌握操作要點,并通過多次有效的練習,培養實驗操作的技能和技巧。
比如在高三實驗復習硫酸亞鐵晶體的制備,實驗原理和方案設計很簡單,實驗時第一組用含雜質的鐵屑,第二組用鐵粉,分別與50ml 5.3mol/L的稀H SO 反應,結果第二組在把鐵粉倒進稀H SO 時,溶液像沸騰一樣,大部分都溢出來,這個意外讓學生驚慌失措。經過分析比較,學生認為鐵粉可能太細、太純了。于是有學生建議H SO 分批慢慢加入,結果就沒溢出來。有部分學生后來趁熱過濾時,由于間隔時間太長,最終得到的FeSO 晶體很少。而第一組的學生在實驗過程中沒有出現什么意外,但得到的晶體也普遍較少。通過這個實驗,學生意外地感受到顆粒大小與反應速率的關系,學會了“滴入、加入、倒入”等術語,了解了定性實驗與定量實驗操作難度的差距,培養了學生解決問題的能力。
2.2 定性實驗和定量實驗相結合
定性的化學實驗只能宏觀地認識物質的組成和變化規律,只有定性和定量的化學實驗緊密結合才能更為深入地認識物質的本質及變化規律。所以在培養學生實驗技能的時候,特別要注意定量實驗技能的培養。
2.3 獨立操作和實驗設計相結合
化學實驗能力的培養和提高,完成實驗習題是培養學生獨立設計實驗的重要途徑和方法。學生可以根據實驗習題的要求,運用所學知識和技能,設計實驗的步驟和方法,選擇試劑和儀器,擬定實驗方案。經教師指導和審查后,由學生獨立進行實驗,并待實驗完成后再進行討論和議論。這樣可使學生在爭論中互相啟發、互相補充,提高知識的運用能力,用實驗方法獲取新的知識。
比如復習氯氣的實驗室制法和有關性質時,要求學生從科學性、安全性、可行性、簡約性等方面設計一套實驗裝置,裝置中應包括氣體的發生裝置、凈化干燥裝置、性質實驗裝置、收集裝置、尾氣處理裝置。通過這種實驗設計,學生不僅可以鞏固已有的化學知識,而且可以有效地掌握新知識,更重要的是注入和滲透一種考察、解決問題的觀念和意識。這樣不僅節約了復習時間,同時又拓寬了學生的思路,提高了思維的能力。
以上是筆者在教學中對實驗教學的幾點體會,不足之處請同仁指正。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”