新課程倡導的課改,很大程度上改變了學生的學習方式。學生由“被動接受”的學習方式變為“自主·合作·探究”的學習方式。而好的課堂教學設計能夠實現學生學習方式的轉變。
化學課堂中實驗的應用是教學設計的寶貴源泉。化學實驗的直觀、真實和生動為課堂教學設計提供了最生動、最有效的施教素材。在不同的活動中恰當地應用化學實驗就能最大限度地優化化學課堂的教學設計,讓學生快速有效地建立新的學習方式。
一、生疑悟真的自主活動中應用實驗
“學起于思,思起于疑,小疑則小進,大疑則大進”。恰當地設疑可以激發學生求知的欲望,調動學生思維的積極性,引起學生自主學習的愿望。應用化學實驗設疑,能將文字和語言不能揭示的矛盾揭示出來,使學生產生認知矛盾,誘發學生積極思維,從而在活動中自主解決問題悟出真理。
案例一:
問題:將下列各組鹽溶液混合,寫出化學方程式:(1)碳酸鈉溶液和氯化鋇溶液;(2)碳酸鈉溶液和氯化鐵溶液;(3)碳酸鈉溶液和硫酸鋁溶液。學生根據復分解反應的規律,輕松地寫了下列答案:
當老師指出只有(1)式是對的,學生感到茫然,找不到頭緒。這時老師讓學生自己完成實驗,實驗中學生發現(2)、(3)除了有沉淀產生還有大量的氣體產生,學生開始深信(2)、(3)是錯誤的,并懷疑其“反應規律”的正確性。這樣,學生很快進入學習情境,迫不及待地對有關知識進行了主動的探索。通過提醒學生注意鹽類水解的規律和化學平衡移動原理,學生頓悟,立即展開分析,最終明確了鹽溶液間并不一定都發生復分解反應,若陰陽離子都能強烈水解時則應發生雙水解反應。
這樣通過應用實驗將教師枯燥的講解變為學生自主的活動和探究,對學生學習方式的改變起到了事半功倍的促進作用。
二、以錯糾錯的師生互動中應用實驗
“吃一塹,長一智”。對學習中學生不完美、不完善甚至錯誤的答案可從反方向作用于學生的學習和思維,這樣會使他們對疑難的知識獲得更深刻、更完整、更理性的認識。以錯糾錯的師生互動能為學生帶來更寬廣的學習思考空間。在以錯糾錯的師生互動中應用實驗不但能使依靠推理、分析不能發現的錯誤得以發現,而且能提供科學的、真實的、毋庸置疑的正確結果。
案例二:
教師問:如果將1g某物質加入9g水中充分攪拌后,所得溶液中溶質的質量分數一定為10%嗎?
學生:溶質1g溶液總質量10g,所以應該為10%。
分析:這顯然不正確,這時教師出示事先準備好的幾種物質展示:食鹽、膽礬、生石灰。
教師再問:分別將1g食鹽、膽礬、生石灰加入9g水中充分攪拌后所得溶液的質量分數各是多少?
學生很快得出:等于10%、小于10%、大于10%。
教師追問:現在對了嗎?
分析:當然這個回答還有問題,因為氫氧化鈣在室溫時的溶解度小于1g,所以氫氧化鈣不可能完全溶解。但此時光憑推理、分析恐怕不能完全令學生信服。所以教師乘勝追擊,讓學生自己配制三種溶液。
學生發現:生石灰加入水中明顯放熱,冷卻至室溫仍混濁。
教師又問:這是為什么呢?
此時學生都恍然大悟,因為氫氧化鈣在室溫時的溶解度小,所以其未完全溶解就飽和了,
因而出現混濁。至此學生明確了不一定溶解什么,什么就是溶質,同時計算質量分數還要考慮溶解度的限制。通過應用實驗使這樣逐步深入的師生互動活動更生動、鮮明,從而使學生對知識不斷地咀嚼、消化、吸收,主動參與活動和學習知識。
三、動中探真的合作活動中應用實驗
“動”既包括手動又包括腦動、心動。新課程帶來了新理念,課堂教學從根本上擺脫了“知識”本位,而回歸到“學習”本位。人性化的課堂設計應更加關注學生能力的發展,讓學生在動手合作中動心、動腦,探索真理。應用化學實驗無疑是鍛煉學生動手能力,培養合作精神的最佳手段。
案例三:
學生小組討論:氯氣與水溶液能反應嗎?能通過實驗證明嗎?
討論結果:有的組認為氯氣性質與氧氣相似,所以不反應。有的組認為氧不能顯正價,但氯能顯正價故氯氣的性質可能與氧氣有所不同,所以有可能反應。究竟如何呢?
提出問題:①向2mL新制氯水中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察現象。②向少量鎂粉中加入適量的新制氯水,觀察現象。
學生發現:滴入硝酸酸化的硝酸銀溶液,產生了白色沉zmfInVyDV/+KIUggsXp7YpnhP5pTXAcjOR2p7+RgnnU=淀。鎂粉中產生了氣泡,原來氯氣真的能和水反應。
教師引導:請大家寫出反應的方程式。
教師引導:向2mL新制氯水中滴加紫色石蕊試液,觀察現象。
學生發現:氯水中加入紫色石蕊試液,溶液先變紅后褪色。
師生討論:氯氣與水反應除了有鹽酸生成外應該還有一種含氧的物質,剛才的實驗中我們還發現氯水中有一種具有漂白作用的物質,是不是還有一種產物就是它呢?
教師小結:氯氣和水反應生成鹽酸和一種新的具有漂白作用的物質即次氯酸。
所以通過動手動腦地探究和思考我們自己也能研究問題和解決問題。
無疑,這種討論、實踐、再討論、再實踐、再分析的教學模式離不開實驗的應用,而這種動態模式從較深刻的層面上使學生的理解能力、科學探索能力得到了一定的升華,也充分鍛煉了學生動腦動手能力和合作精神,有效地轉變了學生的學習方式。
四、尋求創新的探究活動中應用實驗
“化學實驗是培養創造能力的主要途徑,創造性是以學生為主體的教學目標的最高境界”。創造意味著突破、革新、進步,主要表現為較強的創造意識、創造性思維能力和動手實踐能力。因此重視實驗的探究性是培養學生創新能力的有效途徑。在探究性實驗過程中,教師可以引導學生對實驗中出現的錯誤、疑問及異常現象進行研究,可以讓學生將有關實驗進行重組、整合,還可以讓學生對實驗進行綠色化探索以加強實驗的探究功能。
案例四:
在用裝有氯氣的針筒抽取氫氧化鈉溶液以驗證氯氣能否和氫氧化鈉反應時,針筒中的氯氣較容易泄漏。
教師問:我們能不能對實驗稍加改進,以盡量減少氯氣泄漏、污染?
學生答:①增強儀器的密封性;②將針筒下端浸沒到溶液中再打開塞子;③能不能用氯水來代替氯氣?
教師引導:請各位同學根據自己的方案來試一試行不行?
學生發現:在現有的儀器條件下,增強儀器的密封性所能取得的效果不理想。如果將針筒下端浸沒到溶液中再打開塞子時手就會受到氫氧化鈉的腐蝕。而將氯水和氫氧化鈉混合時,操作則十分簡便,幾乎沒有氯氣泄漏,還能看到氯水黃綠色消失了。
分析:這是學生初次涉及實驗綠色化探索的一個案例,在教師的引導下,學生親自把自己的探究成果運用到實際操作中,而當學生真正體驗到成功所帶來的喜悅后,自我體現的需要得到了滿足,這種滿足對學生的身心發展是有著不可低估的、積極的影響。因而是對學生原來的學習方式的一場徹底的革命。
實際上,我們還可以在其他教學情景下應用實驗創設良好的教學情境,以激發學生的學習興趣,引導學生積極主動地參與實驗、思考、討論,來探索和發現新知識、新規律,并以此來培養學生的創新意識和實踐能力,更快地實現學習方式的改變。