摘 要: 實驗教學是發展學生的科學素養,激發學生學習興趣、提高學生的心理素質和培養學生情感態度和價值觀,培養學生的創新能力的重要途徑。
關鍵詞: 化學實驗教學 拓展實驗 設疑引探 對比實驗 設計方案
著名科學家李政道說過:“實驗教學怎樣強調都不過分。”實驗教學在幫助學生形成化學基本概念,理解和掌握化學基礎知識,以及培養學生的實驗技能上具有其他手段不可替代的重要作用。實驗教學以其生動的魅力和豐富的內涵在激發學生學習興趣、提高學生的心理素質、培養和發展學生的能力及全面提高化學教學質量等方面發揮其獨特的作用。我結合自己的教學實踐,談談強調實驗教學的獨特作用,意在拋磚引玉。
一、拓展課本實驗,有利于激發學生的學習興趣
“興趣是最好的老師”。學生的學習興趣是探求知識的巨大動力,是發明創造的源泉,教師利用興趣這個“催化劑”來激發學生,可大大提高學生自主學習、主動參與創新的積極性。在實驗教學中,教師若能善于抓住實驗本質,跳出課本已有的實驗方案,對有關實驗進行拓展,同時讓學生親自操作拓展的實驗,這既可以引導學生全面地看問題,理解事物的內涵與外延,又可以使學生在體驗成功的喜悅中,激發他們更濃的、更高層次的學習興趣。
如將人教版高一課本第29頁“金屬鈉跟水反應”的實驗拓展為:
(1)取一支試管,加入15mL蒸餾水,再加入5mL苯(ρ=0.87/cm)靜置。取黃豆粒大的金屬鈉(ρ=0.97g/cm),輕輕放入這支裝有水和苯的試管里。試推測能觀察到的實驗現象。
(2)將金屬鈉投入到盛有CuSO溶液的燒杯中有何現象?
將演示實驗進行拓展,出現了學生意想不到的實驗現象,拓展(1)的實驗現象是鈉在水與苯的交界面不斷地作上下運動,直到鈉塊耗完為止。拓展(2)的實驗現象沒有出現學生意想不到的有銅析出,而是產生了氣體和藍色沉淀。這些有趣的、意想不到的實驗現象促使學生急于弄清原因,從而把僵化呆板的課堂教學變化成充滿活力的學習樂園,激發了學生的求知欲,同時也提高了學生分析類似實驗問題的能力。
二、對實驗過程設疑引探,有利于提高學生的心理素質
在實驗教學時,有些實驗不易一次成功,有的實驗反應較緩慢,也有些實驗會出現預料之外的實驗現象,這要求教師不能怕麻煩而使實驗“輕松失敗”,或者干脆略去不做,甚至當學生提出問題時加以搪塞,扼殺學生的求知欲望,教師應把握時機引導學生對實驗異常現象進行分析、探究,改進實驗,設計出更好的方案,以此提高學生的心理素質。
如:講Fe(OH)的制備和性質時,我先講清楚Fe(OH)的顏色、狀態,以及溶解性,然后讓學生將NaOH溶液滴入新制的FeSO溶液中,結果學生觀察不到白色絮狀沉淀,而是看到灰綠色的沉淀。這一“反常”現象立即引起了學生的思考,有的學生認為是沒有將滴管伸入液面下,可能此操作一遍后還是觀察不到白色絮狀沉淀。(兩次實驗不成功,學生可能有些泄氣)這時我及時鼓勵學生分析原因:為何要將膠頭滴管插入FeSO溶液面下?久制的NaOH溶液中溶液中溶解了什么物質?當學生悟到是氧氣作怪后,我換一瓶已煮沸后的NaOH溶液再操作,首先產生的是白色絮狀的Fe(OH)沉淀,但過一會就轉變為灰綠色,最后變紅褐色,這一現象又引起學生的疑問。(此時學生看到了希望)我再進一步激勵學生討論:我們已經制得了白色的FeSO沉淀,怎樣才能使生成的Fe(OH)不被氧化或減慢被氧化速率呢?學生經過思考、討論,提出了許多改進的實驗的方法,師生一起討論比較各種方法,最后選用在新制的FeSO溶液液面上滴加少量苯,將滴管插入FeSO溶液液面下滴加煮沸過的NaOH溶液,終于制得了白色Fe(OH)沉淀,并能保持較長時間。我在這一系列的動手、動腦,深入探究的活動中,既激發了學生的學習熱情,又提高了學生的心理素質和解決實際問題的能力,收到了事半功倍的效果。
三、運用對比性實驗,有利于提高學生的理解和記憶能力
對比即是相對比較,是人們認識事物、感知事物的重要思維方法。對事物相同及不同方面的比較,有助于人們發現和揭示事物的內在聯系及本質的區別。在實驗教學中,教師有意識地引導學生對一些實驗作對比,鼓勵學生獨立思考,啟發他們找共點、求差異、善應變,這對于提高學生理解和記憶能,加深學生對化學知識的掌握和運用是一條有效的途徑。
如:在乙烯的實驗室制法中,我要求學生用一個簡單的裝置來檢驗產生的乙烯中是否有SO和CO,絕大多數學生的想法是:先把產生的氣體通入品紅溶液中,然后再將剩余氣體通入澄清石灰水中,若品紅溶液褪色,澄清石灰水變渾濁,則證明乙烯氣體中混有SO和CO。課堂上,我讓學生按他們的想法自行操作,結果得到的實驗現象是與他們的想法一致。然后,我又做了一個實驗,用純凈的SO代替上述反應生成的氣體,得到的實驗現象也和他們的想法一樣。此時大家傻了眼,發現了原來方案中的紕漏。經對比、分析知道,通入品紅溶液里雖然檢驗出了SO,但SO不一定完全被吸收,它也能使澄清石灰水變渾濁。這時候,我及時向學生提出問題,怎樣檢驗出SO已經除盡呢?經過學生再討論、比較,得出:可在CO的驗氣裝置前添加一個裝有溴水(或KMnO酸性溶液)和一個裝有品紅溶液的洗氣瓶,用于檢驗確實沒有SO后才能說明使澄清石灰水變渾濁的是CO。我通過這一對比試驗的教學,點撥了學生的思維,創設了一種良好的思維情景,從而達到了提高學生理解和記憶能力的目的。
四、引導學生設計實驗方案,有利于培養學生的創新能力
照放抓藥式的實驗能提高學生操作的熟練程度,但不利于培養和鍛煉學生的創新能力。若引導學生把課本的實驗改成設計實驗,即要求學生從實驗的原理、使用的儀器和藥品、操作的步驟和注意事項等都由他們自己設計,這對于開發學生的透視潛能,綜合運用基礎知識的實驗技能,培養他們借助實驗研究解決某些實際問題的能力,以及培養創新精神和創新能力都具有重要意義。
如:要做氨氣和HCl氣體反應的實驗,教師可誘導學生思考,如果不用課本上的操作方法,自己設計一實驗方案,需要什么儀器?采用什么裝置和措施?經過學生分析討論,我設計了如下兩個實驗方案。
(1)在一支試管內滴兩滴濃氨水,搖動試管使濃氨水附于試管壁,再用一根玻璃棒或玻璃管蘸取少量濃鹽酸立即伸入試管內,觀察試管內的現象。
(2)取兩個集氣瓶分別在瓶內滴加2—3滴濃氨水與濃鹽酸,蓋上玻璃片,搖動集氣瓶,然后將兩瓶口相對放好,抽去玻璃片,觀察現象。
最后請為生比較設計的兩個方案與高二課本第11頁實驗1—3的優缺點。學生通過實驗現象的對比可發現課本上的實驗只能看到白煙產生,而不能看到白色晶體NHCl的形成,上述設計的兩個方案則不僅看到大量白煙產生,而且均可看到容器壁上附著白色晶體,并且通過比較還發現:設計方案(2)還防止了濃氨水、濃鹽酸揮發造成對教學環境的污染。
教學實踐證明,在安全的范圍內,教師應大膽讓學生對實驗進行自我設計,進行實驗,自行探索,不但可以訓練和發展學生的發散思維能力和收斂思維能力,使學生思維空間得以拓展,而且可以培養學生敢于探索的毅力和信心,培養學生的創新能力。
五、聯系生活實際,有利于培養學生的情感態度和價值觀
實驗教學在為學生提供適應未來社會所必備的基礎知識和基本技能的同時,更注重對學生情感態度和價值觀的培養。在實驗教學時會產生很多的污染物,教師不僅要從思想上、語言上引導學生關注環保問題,而且要在實驗教學中身體力行。教師應通過實驗教學的一點一滴,讓學生懂得:①考慮每個實驗在生產、生活中有哪些積極的和消極的作用。②每個實驗都要考慮有毒氣體、廢液、廢渣的處理,若不處理,會對環境造成哪些污染。③環境污染物中有哪些成分與實驗室產生的污染物相同,他們是如何產生的,應如何控制或處理。④考慮怎樣改進實驗更有利于環境保護,節約藥品。⑤考慮實驗完畢后,回收的物品如何處理利用,等等。這樣將實驗教學與生活實際有機地結合起來,不僅能培養學生的環境意識,而且能培養學生關心自然、關心社會的情感和社會責任感。
我國著名的化學家戴安邦曾說過:化學實驗是實施全面化教育的一種有效的形式。實驗教學不僅可以最大限度地發揮學生的積極性和主動性,為開拓和訓練學生的觀察能力、邏輯思維能力提供了有效的空間,而且在此過程中學生的進取精神、社會責任感得到了培養,學生的創新潛能也得到了開發。所以說,實驗教學怎樣強調都不過分。