化學(xué)作為一門研究物質(zhì)及其變化規(guī)律的自然科學(xué),它的產(chǎn)生、形成與發(fā)展都是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。在高中化學(xué)新課程中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是十分重要的教學(xué)內(nèi)容,又是新課程所倡導(dǎo)的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式。實(shí)驗(yàn)有助于創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識與技能,啟迪學(xué)生的科學(xué)思維,訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀,對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。下面我就如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維創(chuàng)新等能力談幾點(diǎn)體會(huì)。
一、實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較喜歡,主要是覺得化學(xué)變化的現(xiàn)象新奇有趣,但是喜歡并不等于會(huì)觀察。學(xué)生只有真正掌握了正確的觀察方法,具備了良好的觀察能力,觀察興趣才能被培養(yǎng)起來,并持續(xù)下去,學(xué)習(xí)才有主動(dòng)性。因此培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力時(shí),讓學(xué)生明確觀察的目的、任務(wù),并引導(dǎo)學(xué)生按計(jì)劃、有步驟的進(jìn)行觀察是十分必要的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師需要在充分保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的前提下加強(qiáng)對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)。
1.抓住學(xué)生的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生有目的地觀察。
學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)需要教師的引導(dǎo)和啟迪。在觀察活動(dòng)開始時(shí),學(xué)生往往帶著強(qiáng)烈的興趣和好奇心,但是注意力往往不集中,好奇、好熱鬧,對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象往往不能明確目的,分不清主次,甚至?xí)雎粤吮举|(zhì)現(xiàn)象。因此教師在教學(xué)時(shí),必須抓住學(xué)生的心理特征,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模幸庾R地引導(dǎo)學(xué)生有重點(diǎn)、有目的地觀察。
2.提高學(xué)生精確、全面的觀察能力。
在一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,其現(xiàn)象往往不是單一的,而是多種多樣的。如變色、沉淀、燃燒、爆炸、發(fā)光、發(fā)熱等現(xiàn)象。因此,觀察不僅僅要用視覺,還要用到聽覺、嗅覺和觸覺。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生盡可能多地應(yīng)用感官,帶著問題多角度細(xì)致地觀察,以獲取全面的信息,從而使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,通過細(xì)心觀察,準(zhǔn)確地捕捉到實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)現(xiàn)象,培養(yǎng)全面觀察的能力,激發(fā)觀察興趣,樹立觀察實(shí)驗(yàn)的自信心。
3.提倡邊觀察邊思考。
對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察應(yīng)不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)中所能直接感知的東西,更重要的是對所能感知的內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真的思考。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)有意識地設(shè)置一些問題,引導(dǎo)學(xué)生正確觀察,深入思考, 使觀察和思維緊密結(jié)合,從而使認(rèn)識過程由感性階段上升到理性階段,提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。如鈉的氧化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,我向?qū)W生設(shè)疑:剛切開的金屬鈉是銀白色的、有金屬光澤,放置片刻后為什么表面會(huì)變暗呢?是不是有什么新物質(zhì)生成了呢?如果有新物質(zhì)生成,那是什么物質(zhì)呢?反應(yīng)類型呢?另外,鈉在燃燒時(shí),試管中的鈉為什么會(huì)先融化成球狀再燃燒呢?這是鈉的物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì)呢?
二、實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是指根據(jù)一定的目的和任務(wù),開展能動(dòng)的思維活動(dòng),產(chǎn)生新的認(rèn)識,創(chuàng)造新事物的能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力,我們應(yīng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與探索性,如設(shè)計(jì)問題的情境,改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究實(shí)驗(yàn)等,讓學(xué)生自己提出問題,進(jìn)行大膽的猜想、假設(shè),然后為驗(yàn)證自己的猜想和假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在整個(gè)活動(dòng)中應(yīng)能自己找出實(shí)驗(yàn)的原理,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,討論實(shí)驗(yàn)方案,并選擇實(shí)驗(yàn)儀器,體驗(yàn)知識獲取的過程,充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、探究能力、創(chuàng)造能力等方面的特殊功效。學(xué)生的思維活動(dòng)是在他們感到迫切需要解決新問題時(shí)開始的,因此,在教學(xué)中我們還應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)疑作用,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所學(xué)知識具體化、條理化、問題化,啟發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈求知欲望,使學(xué)生始終處于有效的積極思維狀態(tài)。例如,我將必修1教材中Al(OH)3的制備和性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為探索性的由學(xué)生自己分組完成下面三個(gè)實(shí)驗(yàn):
1.在2支試管中各加入10ml 0.5mol/L Al2(SO4)3溶液,分別滴加氨水,直到產(chǎn)生大量白色沉淀。
2.繼續(xù)向兩只試管中分別滴加NaOH鈉溶液和氨水。
3.將第二步實(shí)驗(yàn)中不溶解的白色沉淀分裝在2支試管中,分別滴加NaOH鈉溶液和HCl溶液。
學(xué)生經(jīng)過自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),表現(xiàn)出了很大的操作興趣,同時(shí)進(jìn)入了科學(xué)探索的情境中,增強(qiáng)了創(chuàng)新意識,提高思維能力。通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,同組同學(xué)之間討論得出結(jié)論: Al(OH)3是兩性氫氧化物,實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)鋁的重要化合物——Al(OH)3的性質(zhì)這一教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)學(xué)生在自己動(dòng)手操作的過程中,產(chǎn)生了很多疑問,如:①Al(OH)3能與強(qiáng)堿反應(yīng),也能與弱堿反應(yīng)嗎? ②制取Al(OH)3時(shí),用強(qiáng)堿好還是用弱堿好? ③從哪一組實(shí)驗(yàn)可以證明Al(OH)3是兩性氫氧化物?等等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,而問題的產(chǎn)生在創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)中起到至關(guān)重要的作用。總之,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們要盡量給學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手的機(jī)會(huì),培養(yǎng)他們獨(dú)立思考的習(xí)慣,發(fā)展他們的創(chuàng)造能力。我們應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)原理積極展開思維,逐步提高分析問題和解決問題的能力。
三、實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力
實(shí)驗(yàn)操作技能體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生的綜合素質(zhì),有些學(xué)生理論分?jǐn)?shù)非常高,但實(shí)驗(yàn)考查時(shí)手忙腳亂,不知從哪里開始,先做什么,后做什么,以致得不到應(yīng)有的現(xiàn)象,甚至由于錯(cuò)誤操作損壞儀器,乃至發(fā)生危險(xiǎn)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要途徑,我們必須做好三方面工作:①基本儀器的使用,了解常用儀器的功能和使用時(shí)注意事項(xiàng)。②實(shí)驗(yàn)基本操作技能,包括:儀器連接、布局合理,便于觀察,操作準(zhǔn)確等,在實(shí)驗(yàn)過程中教師要嚴(yán)格把關(guān)。③多提供給學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì),例如,將演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn),多渠道培養(yǎng)其實(shí)踐能力。
四、實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)的能力
加強(qiáng)定量實(shí)驗(yàn)的研究是新課程中一大特點(diǎn)。在完成實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí),還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄,利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如,選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》中的中和熱測定實(shí)驗(yàn),學(xué)生要記錄至少三次平行實(shí)驗(yàn)的起始溫度和終止溫度,算出溫度差,并取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù),最后結(jié)合相關(guān)常數(shù)和公式求出中和熱數(shù)值大小。當(dāng)然,我們還應(yīng)要求學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,如實(shí)反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果,找出結(jié)果偏小或偏大的原因,研究探討出現(xiàn)誤差的原因。整個(gè)實(shí)踐過程對學(xué)生來說是一個(gè)挑戰(zhàn)性的過程,在這個(gè)過程中他們不僅能真正感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程,還可以培養(yǎng)收集處理信息、獲取新知識、分析和解決問題的能力,以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。
總之,在新課程教學(xué)中,我們要正確認(rèn)識新課改的目標(biāo),樹立正確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,認(rèn)真研究新教材實(shí)驗(yàn)教學(xué),優(yōu)化化學(xué)課堂教學(xué)方式,鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手、勤動(dòng)腦,敢于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中不斷培養(yǎng)觀察能力、創(chuàng)新思維能力,不斷超越自我。