實驗在化學教學中起著舉足輕重的作用。實驗教學可以幫助學生形成概念,獲得化學知識和實驗技能,培養觀察和分析能力,有助于培養實事求是,嚴肅認真的科學態度和科學思維方法。但是目前沿用的課本教材,過度突出學科中心、專業范圍過窄、忽視人文精神、忽視科學態度和科學方法的培養,尚不能完全適應目前提出的新的教育理念。
在具體的教學與實驗中,我嘗試著變通化學實驗,注意“三結合”“三整改”,在培養學生的探究能力方面,收到了較明顯的教學效果。
一、“三結合”
1.教師演示與學生練習結合
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。演示實驗本來是由教師在課堂上做并指導學生觀察的實驗,在初學時,這種演示實驗必須由教師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,以培養實驗操作的技能和技巧。在學生們做了幾個分組實驗之后,就可以最大限度地將演示實驗轉化為學生在教師指導下完成的演示實驗。學生的好奇心強,富有參與精神,很樂于自己動手做實驗,這不僅創造和培養了他們的觀察能力、思維能力和實際操作能力,也鍛煉了他們大膽、心細、勇于表現的良好品質。
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50mL5.3mol/L的稀H2SO4反應, 結果第二組在把鐵粉倒進H2SO4時,溶液像沸騰一樣,大部分都溢出來,這意外讓學生驚慌失措,經過分析比較,認為鐵粉可能太細、太純了,于是有學生建議H2SO4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,由于時太長,最終得到FeSO4晶體又很少。而第一組的同學在實驗過程中沒有出現什么意外,但得到的晶體普遍較少。通過這個實驗,培養了學生解決問題的能力。
2.集中練習和分散練習結合
練習是形成技能的基本途徑,而集中練習和分散練習的緊密結合可以更有效地促進實驗技能的形成。所謂分散,就是將一個實驗操作的技能,分解為若干個單項進行練習,而集中是將若干個單項進行練習組成一個較為復雜的綜合練習。
比如,對于含有多種離子未知液的檢驗, 可以分解為單個離子的檢驗又可集中為含有多種離子未知液的檢驗等。例如: Cl-、Br-、I-、SO42-、CO32-、OH-、H+、Na+、K+、NH4+等常見離子的檢驗,第一是將有關離子檢驗中相互干擾及防止干擾的方法進行討論整理。SO42-、CO32-應該酸化區別;Cl-、SO42-、CO32-應用氯化鋇溶液和酸化的方法進行檢驗。第二是考慮溶液中離子共存的問題。H+與CO32-,H+與OH-,NH4+與OH-等應該用離子反應的知識進行分析判斷。
3.定性實驗和定量實驗結合
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的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。
如,在“鈉的化合物”一節中有關鹽酸和碳酸鈉溶液的反應,添加了一個對比實驗:在5mL0.1mol/L的鹽酸中逐滴滴入飽和碳酸鈉溶液、在飽和碳酸鈉溶液中逐滴滴入5mL0.1mol/L的鹽酸。這種半定量演示實驗的引入,會使學生得出一個新的知識:物質之間的反應,可以因反應物“量”的不同或反應物滴加的“順序”的不同而獲得不同的產物。
二、“三整改”
1.改驗證實驗為探索實驗
通常情況下,學生實驗都是安排在講完新課后進行的,而且大多是讓學生重復教師課堂上演示過的實驗。這樣的實驗只是起到鞏固書本知識和訓練操作技能的作用,屬于驗證性實驗。它不利于調動學生的積極性,甚至挫傷了學生的探索積極性;一切現象和結論都是學生已知的。嚴格的操作程序和方法把學生的智慧、手腳束縛得死死的,不利于培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。化學實驗的現象總是多方面的,而這些復雜的現象又是人們認識物質變化的向導。探索性實驗不僅要求有一定的操作能力、觀察能力,還要求把觀察實驗的過程和抽象思維的過程結合起來,要求有“去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里”的分析方法,通過宏觀現象,認識到微觀世界的本質變化,把感性認識上升到理性高度。
例如,我在講二氧化碳的實驗室制法時,事先準備了如下幾組實驗:(1)碳酸鈉與稀鹽酸反應;(2)純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應;(3)石灰石與稀鹽酸反應;(4)石灰石與濃鹽酸反應;(5)石灰石與稀硫酸反應。讓五名學生到前面來依次分別做這五個實驗,然后讓同學們共同討論:在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適?為什么?在經過討論和爭論之后,同學們得出共同的結論:實驗室應用石灰石(或大理石)跟稀鹽酸反應制取二氧化碳最適合。
2.改演示實驗為邊講邊實驗
一些演示實驗的現象不明顯,可見度校盡管操作較簡單,但如果由教師在前面做,學生們在下面觀察,效果就會很不好。而把它改成邊講邊實驗,效果就很顯著,由不受學生歡迎到很受學生歡迎。
3.改分組實驗為單人實驗
這樣做使每個學生都能親自動手操作而且獨立進行。它有利于培養良好的學習習慣,使學生們懂得:辦任何事情都要有目的、有計劃,還要有堅持到底的決心。最重要的是有利于培養獨立工作的能力,這也是教育本身所急需培養的一種能力。
作者單位:襄汾職業技術教育中心