摘 要: 化學是一門以實驗為基礎的自然科學,具有可操作性和探究性。高中化學新課程改革將化學實驗提到一個全新的高度,認為化學實驗教學應從實驗的內容和學習要求出發,發揮學生的主動探究性,鼓勵學生通過自主實驗、合作探究等方式來增強學習化學的體驗,提高學科綜合素養。
關鍵詞: 高中化學 實驗教學 必要性 理解 注意點
化學實驗能為化學學習提供必要的感性材料,有利于學生理解化學概念和原理,形成科學的思想和觀念;能為學生提供練習和實踐的機會,有助于培養學生的觀察能力和思維能力,提高實驗操作技能;能激發學生學習化學的興趣,增強學習動機,調動其學習積極性。由此可見,關注化學實驗教學是新課程高中化學教學發展的必然,是培養學生自主學習和合作探究的發展需要。
1.高中化學實驗的必要性
從化學科學的角度看,化學作為一門研究物質及其變化規律的自然科學,其產生、形成都是以化學實驗這種科學實踐為基礎而不斷發展起來的。從17世紀中葉波義耳進行的物質燃燒、動物呼吸的實驗研究,到18世紀中葉羅蒙諾索夫和拉瓦錫對質量守恒定律的論證,以及19世紀初許多化學家對這一定律的實驗論證;從18世紀形成的實驗化學,到20世紀理論化學分支領域的飛速發展和21世紀計算機模擬實驗的逐步形成;從人們對元素、空氣等簡單物質的研究,到現代人工合成各種復雜的天然化合物,等等,無不標志著許多化學家從實驗到發明、發現的光輝業績。實驗是化學的生命線,是化學科學賴以生存和發展的基礎,“沒有實驗,任何新的東西都不能深知”。
從化學教學的角度看,化學實驗是化學教育的基礎和必由之路。取消了化學實驗,也就扼殺了化學教育;不做化學實驗,再有才華的學生也學不好化學。學生學習化學基礎知識、掌握實驗技能、發展智力和培養能力,要靠化學實驗教學的運作;學生養成科學態度、情感意志品質,離不開化學實驗;學生科學世界觀、科學方法論及良好學風的形成,更是與化學實驗教學緊密相關。正如我國著名的化學教育家戴安邦教授所說:“在化學教育中強調化學實驗,無論如何都不會過分;化學實驗室是學生學習化學最有效和收獲豐富的場所。”
2.高中化學實驗的理解
2.1化學實驗是化學課程的有機組成部分
中學化學教學有大量的化學實驗內容,除了完整的學生實驗課,在元素化合物知識教學、概念理論教學、化學用語教學和化學計算等新授課中,以至各種類型的復習課和練習課中,都會出現化學實驗。
新課程高中化學實驗內容的設置,以集中和分散兩種方式加以組織,不僅設置了專門的“化學實驗基礎”主題和獨立的“實驗化學”模塊,以此來強化化學學科特征,還以“實驗”和“實驗探究”等各種形式滲透在“化學與生活”、“物質結構與性質”等其它各模塊中。據統計,在高中化學課程“內容標準”和“活動”中,與化學實驗有關的內容分別約占各自總條目的22%和37%。由此可見,實驗是高中化學課程的重要組成部分,不論是必修還是選修課程,都將化學實驗作為學生獲取知識、發展能力的重要途徑,通過實驗學生能更好地領悟化學知識、體驗科學探究的過程,從而培養學生在實驗情境中運用科學方法解決問題。
2.2化學實驗是實現課程目標的重要推動力
現代化學教學實踐認為:“只重視傳授化學知識和技術的教學是片面的化學教育。全面的化學教育要求化學教學既要傳授化學知識與技術,更應訓練科學方法和思維,還應培養科學精神和品德。”高中化學新課程改革正是體現了這一現代化學教育發展的思想,從設置課程目標來看,化學實驗在課程的教學目標中多處涉及。
實驗對于實現高中化學課程目標具有不可替代的作用,學生在設計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現象、進行數據處理、獲得實驗結論的過程中,不僅能獲取知識、技能和方法,提高探究能力,還能形成良好的情感態度和價值觀。作為目標的化學實驗主要由實驗知識與技能、實驗探究能力和實驗情感態度與價值觀三個方面構成:實驗知識目標主要包括化學實驗事實、有關化學實驗儀器和藥品方面的知識等,實驗技能目標是指基本操作技能、儀器和藥品的選擇和綜合運用技能等三個方面;實驗探究能力是指學生在化學教學中運用實驗來探究化學物質及其變化的本質和規律的一種能力,主要包括發現和提出實驗問題能力、猜想與假設能力、實驗設計能力、控制實驗條件能力、收集證據能力、得出結論能力;實驗情感態度與價值觀目標非常豐富,主要是認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用、體驗實驗探究活動的樂趣、實事求是完成實驗、節約藥品、愛護環境等。
2.3化學實驗激活了學生的合作探究激情。
建構主義學習理論認為學習是一個積極、主動、協作、交互的過程,是學生在具體的問題情境中、在個人經驗基礎上創建思想、解決有意義問題的過程。學習使用一種工具,不僅要了解相關的概念和規則,更重要的是要掌握使用工具的場合和條件。研究表明,在日常情境中,許多學生在利用從正式學習中獲得的知識和技能時常遇到問題,其原因是,源于正式學習的經驗通常是脫離情境的,即某一事實的學習往往孤立于該事實而從中獲得意義的情境。
化學實驗作為一種特殊的學習環境,為學生創設了有意義學習的情境。實驗提供了師生、生生等多種交流合作的機會,能讓學生在較為輕松、活潑的氛圍中理解、探究化學現象,建構對化學科學知識的理解,有利于形成良好的人際關系和積極的學習態度,促進學生科學認知的發展,從而在班級學習者共同體中創建自己的科學觀念。
3.高中化學實驗教學的注意點
率”的實驗探究,使學生了解溫度對化學反應速率的影響。
3.2注意通過典型的化學實驗事實幫助學生認識物質及其變化的本質和規律。例如,通過具體實驗數據引導學生討論堿金屬元素的性質遞變規律。
3.3注意利用化學實驗史實幫助學生了解化學概念、原理的形成和發展,認識實驗在化學學科發展中的重要作用。例如,指導學生查閱元素周期律的發現史料,討論元素周期律對化學科學發展的重要意義。
總之,新課程化學實驗教學要革除傳統教學的積弊,把實驗的主動權交給學生,進一步明確和提高實驗的目的性和實效性,以實現化學實驗教學的人性化、生活化、探究化、綠色化和現代化。