樹(shù)立新課程理念促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)

摘要:新課程重視知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要發(fā)展學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、觀察能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞:新課程;化學(xué)實(shí)驗(yàn);有效教學(xué)

有效教學(xué)的核心是“學(xué)生參與”，有效教學(xué)的基本目標(biāo)是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)、體驗(yàn)化學(xué)和探究化學(xué)過(guò)程的重要途徑，在新課程理念下實(shí)施實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)，是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重要任務(wù)。

1、加強(qiáng)實(shí)施探究，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生學(xué)會(huì)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置，正確的實(shí)驗(yàn)步驟及操作方法，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但這種設(shè)計(jì)能力必須建立在平時(shí)的日積月累之上，建立在讓學(xué)生參與探究教材內(nèi)外實(shí)驗(yàn)素材及設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)之上。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)包括藥品及器材的選用、實(shí)驗(yàn)儀器的組裝、實(shí)驗(yàn)操作的方法與步驟等。而教材上所提供的實(shí)驗(yàn)方案往往是現(xiàn)成而完整的，它們是怎么設(shè)計(jì)的?為什么這樣設(shè)計(jì)?要完成的任務(wù)是什么?在教學(xué)中如果只是讓學(xué)生去囫圇接受，那么在變換不定的問(wèn)題當(dāng)中，學(xué)生將會(huì)無(wú)所適從。必須讓學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)載體進(jìn)行探究，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的方法，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

例如實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀抽取氧氣的裝置，在教材(上教版)上有完整的示意圖(圖1)。

根據(jù)圖1，教師也可以按部就班組裝一套展示給學(xué)生，并由此去獲得氧氣。這似乎是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)課題。但這種呈現(xiàn)只是實(shí)驗(yàn)方案的結(jié)果，即使再去講授裝置原理及注意事項(xiàng)，也不能培養(yǎng)出學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力。應(yīng)該把整個(gè)裝置設(shè)計(jì)的過(guò)程交給學(xué)生，并進(jìn)行相關(guān)探究活動(dòng)。這是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的著力點(diǎn)所在。設(shè)計(jì)如下:

A、學(xué)生閱讀教材:高錳酸鉀的性狀，有關(guān)反應(yīng)的文字表達(dá)式(或化學(xué)方程式)。

B、根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，確定反應(yīng)容器選擇的范圍以及反應(yīng)裝置應(yīng)該怎樣固定。

C、怎樣把產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入集氣瓶，并根據(jù)氧氣的物理性質(zhì)選擇收集方法。

D、根據(jù)反應(yīng)條件使用酒精燈，調(diào)整反應(yīng)容器與酒精燈之間的距離(為什么?)。

至此，一套完整的制備氧氣實(shí)驗(yàn)裝置就被設(shè)計(jì)出來(lái)了。在這一過(guò)程中，學(xué)生的探究性活動(dòng)著重表現(xiàn)在從抽象原理到具體裝置的實(shí)現(xiàn)上，形成的是一種思維過(guò)程，培養(yǎng)的是一種思維能力。如根據(jù)高錳酸鉀的性狀和反應(yīng)條件——固體加熱，選擇試管是可以的，也是比較好的;試管的夾持可以用試管夾，但用鐵架臺(tái)固定更為合適;為防止加熱時(shí)產(chǎn)生的水倒流入試管底部，使試管炸裂，應(yīng)讓試管口略低于試管底部以便于水的外流;要把產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入集氣瓶，當(dāng)然要用帶橡皮塞的導(dǎo)管;因氧氣不易溶于水，可用排水集氣法，這樣收集到的氣體比較純;必須用酒精燈的外焰給藥品加熱，所以要調(diào)節(jié)試管的高度，或給酒精燈墊上木塊。整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，當(dāng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)、整理思維過(guò)程時(shí)，他們會(huì)被其中蘊(yùn)涵的分析、比較、綜合等思維方法的魅力深深吸引。從不同角度進(jìn)行對(duì)比，運(yùn)用比較的方法，探究變化的本質(zhì)，這正是思維能力發(fā)展的起點(diǎn)。

這種思維能力一旦形成，在以后的學(xué)習(xí)中都能發(fā)揮出獨(dú)特的作用。教材中有很多實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)都可以讓學(xué)生去自主探究，如用雙氧水和二氧化錳制備氧氣的裝置;探究空氣的成分的實(shí)驗(yàn)裝置;探究質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置等等。當(dāng)然，學(xué)生的探究過(guò)程不能離開(kāi)教師的引導(dǎo)，也不能離開(kāi)教師的評(píng)價(jià)與總結(jié)。

2、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

對(duì)于一些課堂演示實(shí)驗(yàn)，遇到現(xiàn)象不明顯，操作復(fù)雜，污染物不易處理時(shí)，可先帶領(lǐng)同學(xué)們共同分析實(shí)驗(yàn)的不足之處，然后鼓勵(lì)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理的方案，激勵(lì)學(xué)生敢于創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)同一實(shí)驗(yàn)具有自己獨(dú)特、新穎的構(gòu)思和想法，具有自己設(shè)計(jì)上的獨(dú)創(chuàng)性。比如，在學(xué)習(xí)Cu和稀HNO3的反應(yīng)時(shí)，由于NO極易與空氣中的O2化合而生成紅棕色的NO2氣體，若按教材上介紹的用燒瓶作反應(yīng)器，有如下缺點(diǎn):(1)收集NO后，由于剩余反應(yīng)物的繼續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)生的NO會(huì)造成污染。(2)反應(yīng)容器過(guò)大，造成藥品浪費(fèi)。(3)學(xué)生難以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上直觀地得出HNO3與Cu反應(yīng)生成無(wú)色的NO氣體。有的學(xué)生就利用學(xué)過(guò)的知識(shí)，想到通過(guò)排HNO3的方法來(lái)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。由于NO氣體極易與空氣中的O2化合而生成紅棕色的NO2氣體，學(xué)生難以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上直觀地得出稀HNO3與Cu反應(yīng)生成無(wú)色NO氣體的結(jié)論。而改進(jìn)的NO氣體簡(jiǎn)易發(fā)生器，利用NO氣體不溶于水的性質(zhì)，用稀HNO3盛滿(mǎn)整個(gè)試管而將空氣排出，避免了生成的NO與空氣中O2接觸的可能。并將NO的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融為一體，即可清楚地看出實(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物:無(wú)色的NO氣體和藍(lán)色的Cu(NO3)2溶液，打開(kāi)橡皮管夾又可演示NO與O2反應(yīng)生成紅棕色NO2氣體。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)中生成的NO2會(huì)污染空氣，于是又設(shè)計(jì)了通過(guò)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖2)就可以克服上述缺點(diǎn)。打開(kāi)分液漏斗活塞，用稀硝酸裝滿(mǎn)U型管，將管內(nèi)空氣排除，然后關(guān)閉活塞進(jìn)行反應(yīng)，生成的NO氣體將稀HNO3排入右端的漏斗中，避免了生成的NO氣體與空氣中O2接觸的可能，而且將NO氣體的制備與性質(zhì)融為一體，既可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物:無(wú)色不溶于水的NO氣體和藍(lán)色的Cu(NO3)2溶液。當(dāng)打開(kāi)分液漏斗的活塞時(shí)，又可演示NO與O2反應(yīng)生成紅棕色NO2氣體，避免了NO2氣體對(duì)空氣形成污染，且該裝置能重復(fù)使用。有的學(xué)生又指出該裝置仍存在NO2氣體的吸收問(wèn)題和藥品的浪費(fèi)，于是就又設(shè)計(jì)了用針筒當(dāng)反應(yīng)儀器的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置既解決了對(duì)無(wú)色NO到紅棕色NO2的現(xiàn)象的觀察，又避免了污染空氣中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，使學(xué)生有創(chuàng)造成就感，提高創(chuàng)造熱情，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。這種求“創(chuàng)”求“新”的訓(xùn)練，可激發(fā)學(xué)生智慧的火花，培養(yǎng)學(xué)生不唯書(shū)本，勇于批判的創(chuàng)新意識(shí)。

3、運(yùn)用多媒體，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于受實(shí)驗(yàn)裝置大小、距離遠(yuǎn)近、觀察角度、時(shí)間長(zhǎng)短、實(shí)驗(yàn)方法等因素的限制，使得相當(dāng)一部分學(xué)生不能看清楚實(shí)驗(yàn)操作的全過(guò)程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因而學(xué)生也無(wú)法全面且正確地理解這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致化學(xué)實(shí)驗(yàn)未起到應(yīng)有的作用。運(yùn)用多媒體課件，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性和可控性，這些困難都能迎刃而解，如:①石油的分餾，由于反應(yīng)的時(shí)間較長(zhǎng)，一節(jié)課是很難完成。如果運(yùn)用錄像將不同的沸點(diǎn)的分餾現(xiàn)象和蒸餾產(chǎn)物播放給學(xué)生看，這樣聯(lián)播分鏡頭，就使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有整體性的了解，有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。②了解微觀世界的秘密。很多學(xué)生很想深入物質(zhì)內(nèi)部剖析問(wèn)題，但由于受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作技術(shù)的限制，學(xué)生難以觀察到微觀世界的現(xiàn)象。為此，可利用MCAI方式進(jìn)行虛擬微觀動(dòng)態(tài)演示。直觀形象的效果可以讓學(xué)生有種身臨其境的感覺(jué)，真實(shí)地感受到微觀世界的奇妙與和諧。③有些實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作不僅危險(xiǎn)，且難度較大。例如，氯氣毒性實(shí)驗(yàn)，用多媒體手段演示，它與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)幾乎一樣且沒(méi)有嗆人的氣味，也不會(huì)污染環(huán)境。這種虛擬實(shí)驗(yàn)還可以重復(fù)操作，節(jié)約資源、避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中帶來(lái)的危險(xiǎn)。

運(yùn)用錄像、多媒體課件展示這些實(shí)驗(yàn)，既可形象地說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，使復(fù)雜實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)安全化，又因模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中剔除了實(shí)驗(yàn)中的干擾因素，現(xiàn)象更清晰，學(xué)習(xí)可觀察到各種現(xiàn)象和操作，并有親身經(jīng)歷的“真實(shí)”感覺(jué)。強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

4、開(kāi)展家庭小實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力

家庭小實(shí)驗(yàn)真實(shí)、直觀、易做，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展家庭小實(shí)驗(yàn)，不僅加深對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解記憶，而且他們?cè)趯?duì)家庭小實(shí)驗(yàn)感興趣以后，會(huì)經(jīng)常性地多動(dòng)手，勤動(dòng)腦，從而在潛移默化中提高了自身的化學(xué)素養(yǎng)。家庭小實(shí)驗(yàn)常用的儀器是玻璃杯、注射器、塑料瓶、碗筷等，試劑可以是金屬、石灰、蠟燭、食醋、食鹽、蘇打、洗潔精等。(1)利用這些，我們可以對(duì)廚房中的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行研究，如可樂(lè)、啤酒中氣泡是什么氣體?自家的食用鹽中是否含有碘?從雞蛋與醋酸反應(yīng)推測(cè)雞蛋殼里可能含有的物質(zhì)，也可動(dòng)手自制簡(jiǎn)易凈水器，自制汽水，制作“葉脈書(shū)簽”。(2)對(duì)我們周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行分析測(cè)量。如測(cè)量當(dāng)?shù)赜晁膒H，了解空氣污染情況，加強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。這種家庭化學(xué)小實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生深切地感受化學(xué)與生活的密切關(guān)系，實(shí)驗(yàn)成功后的歡愉，化學(xué)情感在實(shí)驗(yàn)中油然而生，學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣得到實(shí)實(shí)在在的提高，感受理論與實(shí)踐的真真切切，體會(huì)知識(shí)與實(shí)踐之間樸實(shí)無(wú)華和相互辯證關(guān)系，加深了對(duì)化學(xué)課理論的記憶和理解，預(yù)見(jiàn)能力、觀察能力、動(dòng)手能力、記憶能力等得到提高，在獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立思考中培養(yǎng)學(xué)生良好的自立、自強(qiáng)、自信的品質(zhì)。

總之，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師只有把它看作是啟迪學(xué)生的智慧，開(kāi)拓學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生智力的過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中不斷探索研究，才能培養(yǎng)出優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn):

[1]劉懷樂(lè).中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)研究[M].重慶:西南師范大學(xué)出版社，1996.

[2]李曉梅.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生能力[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2003，(7).

[3]張雪萍.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考[J].2005，(4).