摘要:本文通過分析實驗在化學教學中的作用,指明了高中化學的學習需要實驗教學,并且列出了實驗在化學的研究性學習、鍛煉學生觀察能力和創新能力方面的巨大優勢。最后,筆者提倡這一教學方法應該得到充分推廣。
關鍵詞:高中化學;研究性學習;觀察能力;創新能力
化學就是研究物質的組成、性質、結構、以及變化規律的科學。整個世界都由物質構成,化學是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一,是一門歷史悠久而又富有活力的學科,化學的成就是社會文明的重要標志。高中化學的學習可以使學生們提高對自己生活環境與質量方面的認識,可以提高自己應用化學知識的能力、鍛煉自己的理性思維,還可以提高自己處理日常突發事件的能力,為取得好成績打下良好的基礎。那么,高中生要如何才能學好化學呢?筆者認為,高中生如果想要學好化學,就必須要重視實驗在化學中的重要作用。
從化學誕生的那一天起,化學的實驗就與理論的研究形影不離。從起源看,古時候,原始的人類為了自身的生存,在與自然界的種種災難進行抗爭的過程中,發現和使用了火。我們今天都知道,燃燒就是一種化學現象,火的發現和利用,開啟了一個新的時代,火改善了人類的生存條件,并使人類在這個過程中變得聰明而且強大。再從化學的發展來看,17世紀的歐洲,工業革命開始蓬勃興起,推動了冶金化學和醫藥化學的創立和發展,1775年前后,法國著名化學家,近代化學的奠基人之一拉瓦錫就用定量化學實驗的方法闡述了燃燒的氧化學說,開創了定量化學時期,使化學沿著正確的軌道發展。到今天,化學工業發展百花齊放。各個時期化學工業的發展,都與不停的實驗有關,高中化學的學習,也同樣要注重實驗。
一、進行化學實驗是實現研究性學習的重要途徑
所謂研究性學習,是指學生在教師的指導下,從學習生活和社會生活中選擇與確定研究專題,主動地獲取知識、應用知識、解決問題的活動。研究性學習是一種實踐性較強的教育教學活動,強調知識的聯系和運用,還能充分調動學生學習興趣和積極性。與之相同,化學的學習和研究也有較強的實踐性、挑戰性。進行化學實驗可以充分鍛煉學生的動手能力、處理問題的能力,使學生們在自己動手的實踐中掌握知識,豐富化學知識,實現由被動學習向主動學習、研究性學習的轉化。例如在學習實驗中導管和漏斗的位置的放置方法時,由于在化學實驗中,實驗裝置中的位置正確與否會直接影響到實驗的效果,并且在不同的實驗中具體要求也不一定相同,所以教師一般都會告訴學生們如何放置一般的導管和漏斗。學生們掌握了一般的知識并不代表就做得很好,這要求學生們也要掌握特殊實驗中導管和漏斗的用法,在制H2、CO2、H2S和C2H2等氣體時,為方便添加酸液或水,要在容器的塞子上裝一長頸漏斗,還要使漏斗頸插到液面以下,以免漏氣;而在制Cl2、HCl、C2H4氣體時,為方便添加酸液,要在反應器的塞子上裝一個漏斗,由于這些反應都需要加熱,所以漏斗頸都必須置于反應液之上,因而都選用分液漏斗。
二、進行化學實驗是鍛煉學生觀察能力的重要手段
物理學家丁肇中說:“自然科學不能離開實驗的基礎。” 作為學生,若想繼承這些自然科學的成果,真正學會它,同樣也需經過大量的實驗進行觀察,通過精心的實驗,來高效地重復前人所進行的那些通向成功的觀察,再經過自己思考,迅速地得出相應的結論。有人曾經做過統計:中學化學共有演示實驗194個,學生實驗35個,總計有229個。在高中化學的學習過程中,需要教師進行多次的實驗進行教學,也需要學生進行一些基本的操作實踐。由于化學實驗的用品一般比較危險,一旦出錯,后果就會很嚴重,所以,培養學生們的細致耐心能力就顯得很重要,而細致耐心的首要前提就是要培養學生們的觀察能力。例如化學實驗中的加熱方式,不同的實驗其加熱方式可能不一樣。有的需要用酒精燈加熱。酒精燈的火焰溫度一般在400℃~500℃,所以需要溫度不太高的實驗都可用酒精燈加熱。教材中使用酒精燈加熱的有機實驗有“乙烯的制備實驗”“乙酸乙酯的制取實驗”“蒸餾石油實驗”和“石蠟的催化裂化實驗”。而有的需要用酒精噴燈加熱。酒精噴燈的火焰溫度比酒精燈的火焰溫度要高得多,所以需要較高溫度的有機實驗可采用酒精噴燈加熱。教材中用酒精噴燈加熱的有機實驗是“煤的干餾實驗”。有的需要用水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過100℃。教材中用水浴加熱的有機實驗有:“銀鏡實驗(包括醛類、糖類等的所有的銀鏡實驗)”“硝基苯的制取實驗(水浴溫度為60℃)”“酚醛樹酯的制取實驗(沸水浴)”“乙酸乙酯的水解實驗(水浴溫度為70℃~80℃)”和“糖類(包括二糖、淀粉和纖維素等)水解實驗(熱水浴)”。僅此一例就可看出,化學是一門精確度較高的學科,通過對化學實驗的學習,可以鍛煉學生們的觀察能力。
三、進行化學實驗是鍛煉學生創新能力的重要手段
創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。創新的關鍵在人才,人才的成長靠教育。高中化學實驗的教學,就是鍛煉學生進行創新,拓展思維的一個重要平臺。高中化學實驗課程的展開,可以在一定程度上解放學生身上的束縛,一定程度上突破應試教育的弊端,使得學生在化學方面實現自由而快樂的發展。例如開展鉀離子的焰色反應實驗時,就可以采取以下四種幾種方法。方法一(燒杯—酒精法):取一小藥匙無水碳酸鈉粉末(充分研細)放在一倒置的小燒杯上,滴加5~6滴酒精,點燃,可看到明顯的淺紫色火焰,如果隔一鈷玻璃片觀察,則更明顯看到紫色火焰。方法二(蒸發皿—酒精法):取一藥匙無水碳酸鈉粉末放在一個小發皿內,加入1毫升酒精,點燃,燃燒時用玻棒不斷攪動,可看到紫色火焰,透過鈷玻璃片觀察效果更好,到酒精快燒完時現象更明顯。方法三(鐵絲-棉花-水法):取少許碳酸鈉粉末放在一小蒸發皿內,加一兩滴水調成糊狀;再取一條小鐵絲,一端擦凈,彎一個小圈,圈內夾一小團棉花,棉花沾一點水,又把水擠干,把棉花沾滿上述糊狀碳酸鈉,放在酒精燈外焰上灼燒,透過鈷玻璃片可看到明顯的紫色火焰。方法四(鐵絲法):取一條細鐵絲,一端用砂紙擦凈,再在酒精燈外焰上灼燒至無黃色火焰;用該端鐵絲沾一下水,再沾一些氯化鈉或無水碳酸鈉粉末;點燃一盞新的酒精燈(燈頭燈芯干凈、酒精純);把沾有鈉鹽粉末的鐵絲放在外焰尖上灼燒,這時外焰尖上有一個小的黃色火焰,那就是鈉焰。對于方法四學生也可改為:沾有鉀鹽的鐵絲放在外焰中任一有藍色火焰的部位灼燒,黃色火焰覆蓋藍色火焰,就可認為黃色火焰就是鉀焰。四種方法,殊途同歸,充分鍛煉了學生的創新思維能力。
總之,實驗教學在化學課上具有著重要的作用,實驗教學可以實現化學的研究性學習、鍛煉學生觀察能力和創新能力。化學的實驗教學方法,值得推廣。
參考文獻:
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