摘 要:本文結合作者的化學實驗教學實踐,通過激發、保護學生的化學探究熱情,創造機會讓學生探究,拓展、延伸學生的化學探究時空等方法,以培養中職生的化學實驗探究能力。
關鍵詞:中職生;化學實驗;探究能力
探究式學習是學生學習化學的一種重要學習方式,也是培養學生探究意識和探究能力的重要途徑。而以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一,那么,在化學實驗教學中怎樣培養學生的實驗探究能力呢?下文將結合筆者的化學實驗教學實踐,就如何提高中職生的化學探究能力作一番探索。
一、激發、保護學生的化學實驗探究熱情
1. 激發學生的化學實驗探究熱情。
(1)教師要在課堂上講清楚化學實驗的重要性,使學生對化學實驗的意義有正確的認識及樹立正確對待化學實驗的意識。
(2)教師要向學生闡述化學實驗的趣味性,激發學生的好奇心、求知欲和實驗興趣,引導學生自主學習,認真實驗,提高學生做實驗的積極性。如在講授“鈉及其化合物”時,為增強學生對學習Na2O2的興趣,筆者特設計了“水能滅火,也能生火”的趣味實驗。學生1:用坩堝鉗夾一小團棉花(3克),在酒精燈上直接點燃,而后用洗瓶向燃著的棉花噴水。火很快熄滅——“水能滅火”(為什么?)。學生2:取同樣大小的一團棉花,撕開后包一勺(約2克)Na2O2粉末,再用坩堝鉗夾持住,同樣用洗瓶向棉花滴水(水溫最好在70℃以上)。棉花很快燃燒起來——“水能生火”(為什么?)。圍繞以上實驗現象,教師及時引導學生分析討論,鼓勵學生充分發表各自和“觀感”和“高見”。
(3)教師可根據教學目的要求,巧設“認知沖突”引起學生思考,引起學生好奇,引起學生去探究。在教育心理學上,“認知沖突”就是造成對某個問題,學生急于要解決它,但用已學過的知識和能力又無法解決的一種心理狀態。一旦造成這種心理狀態,就能使學生產生一種主動探究的動力,這時學生處于注意力最集中、思維最活躍的狀態。如在講授“鹽化學性質”時,筆者拋出了這樣一個問題:回憶初中把鐵絲置于硫酸銅溶液中的實驗現象,思考若把金屬鈉置于硫酸銅溶液中,會出現什么現象?有部分學生認為有銅析出,當時筆者并沒有評價學生的答案,而是讓學生自己做實驗,結果并未出現紫紅色的固體,而是生成藍色的沉淀。學生面對事實,大膽猜想,熱烈討論,根據實驗現象推測藍色沉淀可能是氫氧化銅,堿性應是金屬鈉與水反應的結果,最后得出活潑性很強的金屬與鹽溶液反應時,該金屬先和水反應生成堿和氫氣,堿又和鹽溶液反應的結論。這樣學生在教師的啟發引導下尋求問題原因,將實驗操作與思維互相滲透,互相驗證, 能引導學生積極有效地學習, 培養實驗探究能力。
2. 保護學生的化學探究熱情。
在化學課上,教師要注意保護學生的探究熱情,當學生提出一些奇思異想時,教師不要批評更不要諷刺學生謊廖的提問,也不要直接地將答案告訴學生。最明智的做法是設法為學生創造實驗條件,保持學生的探究熱情,讓他們通過實驗探究問題的答案。這樣既可以激發學生學習化學的興趣,又可以增加學生動手、動腦的機會,培養學生的實驗探究能力。
二、創造機會讓學生進行化學實驗探究
以往的化學實驗課,多由教師先向學生做演示實驗,在這個過程中,教師是主角,學生是配角,學生的主體地位得不到體現。針對這種情況,筆者采取的策略是創造機會讓學生參與化學實驗。主要做法如下:
1. 在演示實驗中提供機會給學生動手操作。
課堂上教師的部分演示實驗應讓學生參與(個別危險或難度大的實驗由教師示范),教師可根據實驗的內容、目的、儀器、藥品等實際情況,讓學生參與演示,提出疑問進行實驗探究,得出實驗結論。
2. 在演示實驗中進行改進實驗。
在演示實驗中恰當改變實驗條件也可以培養學生的化學實驗探究能力。如教材中有濃硫酸和蔗糖制成“黑蛋糕”的經典實驗。這是一個能綜合體現濃硫酸的吸水性、脫水性和氧化性的好實驗。在做這個演示實驗時,筆者提出:為了節約試劑,減少環境污染、并且如何檢驗SO2、CO2的存在,我們應怎樣改進實驗?請把還需要增加什么儀器及試劑、實驗的裝置圖及實驗步驟探究出來。學生的積極性馬上被調動起來,積極探討,最后經過努力,學生想出諸如:燒杯改成具支試管,攪拌之后塞上橡皮塞,通過具支試管將氣體分別通入品紅溶液和澄清石灰水溶液;又有學生將具支試管換成具支燒瓶等。在演示實驗中進行實驗的改進,既增加了學生實驗操作的機會,又改變了傳統的“教師講,學生聽”的教學模式,充分發揮發學生學習的主體地位,培養了學生的化學實驗探究能力。
3. 在課堂上積極開展交流、評價。
在進行“配制一定物質的量濃度的溶液”的實驗時,筆者沒有采取邊演示邊講解的方法,而是讓學生在一定質量分數的溶液的配制這一知識的基礎上,通過交流、評價,設計如何利用氯化鈉固體來配制250mL 0.5mol/L的NaCl溶液。
當時學生提出的方法有很多,如學生1:計算→稱量NaCl→把NaCl放入燒杯中,用量筒量取250mL水全部倒入燒杯中,攪拌。學生2:計算→稱量NaCl→把NaCl放入有刻度250mL的燒杯中→加水100ml,攪拌使NaCl溶解→調整溶液體積。學生3:計算→稱量NaCl→把NaCl放入250mL的量筒中,加水100mL,攪拌溶解→調整溶液體積。學生4:不能在量筒中配制溶液吧,沒聽說可以在量筒中配制溶液。學生5:不能在量筒中配制溶液,因為物質溶解有的放熱,有的吸熱,所以不能在量筒中配制溶液。筆者再問,還有什么問題要解決嗎?并繼續設疑:請大家注意,按照你們的方法配制出來的溶液準確度高不高?怎樣提高準確度?學生6:要用比較精確的儀器才可以,有刻度的燒杯和量筒都不夠精確。在肯定學生的答案后,筆者開始展示容量瓶,并講解容量瓶的作用、結構、規格及使用方法。然后讓學生歸納配制250mL0.5mol/L的NaCl的氯氣鈉溶液的步驟。
這說明新知識的生成離不開學生已有的知識和經驗,更離不開學生的理解以及學生之間的交流和評價。因為如果教師直接告訴學生應該怎樣配制,學生最多只能知其然,而不知其所以然,時間一長就容易遺忘。實踐證明,通過學生相互交流、評價得出的知識和結論,學生更容易接受,更容易掌握。因此,教師在課堂上應該引導、鼓勵學生積極交流、評價,在交流和評價的過程中,往往會引發新的問題,導致進一步的探究,從而培養學生的探究能力。
4. 深化教材中的實驗。
在演示氯氣的制取的實驗中,收集到的是不純的氯氣。教師可在教學中可層層設問,逐個解決。
設問1:我們現在收集到的氯氣純凈嗎?如果不純,主要有哪些雜質?(由于鹽酸有揮發性且實驗時加熱,所以混有的主要雜質是HCl和H2O。)
設問2:如何制得純凈干燥的氯氣?
通過討論,學生認為比較好的方法是先將反應產生的氣體通過飽和的食鹽水洗去HCl,再通過濃硫酸除去H2O,并設計出裝置圖。通過對實驗方案的設計,不僅加深了對教材實驗的全面性和深刻性的認識,更重要的是培養了學生的實驗探究能力。
三、拓展、延伸學生的實驗探究的時空
培養學生的化學實驗探究能力,僅依靠課堂實驗教學是遠遠不夠的。化學知識源于生活,跟生活有密切聯系。如何讓學生更好地“從生活走向化學,從化學走向社會”這就有必要對化學實驗教學進行拓展、延伸,實現實驗探究從課內到課外,其形式多種多樣。
1. 開放實驗室。
實驗室是學生進行化學實驗的場所,教師要鼓勵學生課余時間到實驗室熟悉一些儀器的使用,藥品的保存方法,觀看一些圖片,也可以重做某些實驗,這樣可以解決在課堂上沒有解決的問題,提高學生的動手能力;同時鼓勵學生做一些探究性的實驗,培養學生科學探探究精神。
2. 建立家庭小實驗室。
在生活中盡可能地尋找實驗素材,補充設計一些有創意的實驗,讓學生搞一些家庭小制作,如制汽水、葉脈書簽等。同時布置一些探究性的問題:如何測定加碘食鹽中碘元素?如何檢驗糖尿病人的糖尿?這樣可以拉近化學與生活的距離,使學生感到“學與做”不空洞,科學就在身邊,就更可以顯出科學知識的親和力,從而激發學生學習需要的迫切性,擴大了探究的空間,培養了學生的探究能力。
3. 設計創新化學實驗。
設計創新化學實驗也是培養學生化學實驗探究能力的方法之一。教師可根據教學的進度和學生的實際,巧妙布置一些課外實驗。如教授完氯氣制取的相關知識后,筆者布置了這樣一個實驗:用家庭物品組裝固——液不加熱制氣體的發生裝置。在展示作品時,學生紛紛展示自己的設計。有的用廢棄塑料瓶和吸管組裝了一套,有的只用注射器就可完成,有的用小藥瓶和吸管組裝在一起。這樣,不同層次的學生在寬松自如的實驗氛圍中學會了分析、思考和研究,提高了化學實驗的探究能力。
(作者單位:肇慶市農業學校)
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責任編輯 何麗華