奧布力艾散·艾薩
(和田師范專科學校生化系,新疆 和田 848000)
現行中學化學教科書中有關無機化學實驗中部分基本操作實驗,設置這些實驗主要目的是培養學生的基礎實驗能力。學生的這些基礎實驗能力,通過設計不同內容的實驗來培養,所以在保證培養學生基礎實驗能力的前提下,可以不斷更新實驗內容,提高教學質量。如:以硫酸銅的制備實驗為例。本實驗目的要求為:“練習和掌握水浴加熱,蒸發濃縮,常壓過濾,熱過濾及減壓過濾、重結晶等基本操作”。[2]按照實驗要求,學生通過用現成化學藥品制備硫酸銅晶體,掌握基本實驗操作。因學生在做這個實驗只能用現成的化學藥品,實驗內容使學生不能了解到化學基本操作在分離、提純化學試劑上的意義。若把“制備硫酸銅的實驗”更改為“從地方鹽堿土中提取食鹽的實驗”,學生在實驗過程中通過從鹽堿土中提取食鹽,不僅能掌握上述的化學基本操作,還能了解化學基本操作在提取化學試劑方面的意義,在感性認識的基礎上掌握了化學試劑和自然礦物之間的聯系,以化學知識為基礎認識自然界,擴大了學生的視野,提高了實驗技能。由此可見,在保證培養學生基本實驗操作能力的前提下,利用學校在當地的自然資源優勢開展科研工作,有組織、有計劃、有選擇性地進行化學實驗教材內容的改革,在擴大學生的視野,培養學生學習智能、事業性和情感態度等方面都有積極的作用,促進他們的全面發展。
有機化學實驗內容中同樣也有基本實驗操作實驗。這些有機化學基本實驗操作在提取某種有機化合物中具有相當重要的意義。若將這些有機化學基本操作設計成從地方特產中提取特有有機成分的實驗內容,這不僅能體現化學基本操作在生產實踐中實用價值,也可以培養學生的科學素質,提高化學教學質量,對化學教學發展產生長遠的積極影響。如:一般有機化學實驗教材內容中都有蒸餾、分餾、折光率及旋光率測定的基本實驗操作實驗。我們能應用蒸餾、分餾等基本實驗操作提取地方特產特有的有機成分并將其加以純化,使用折光儀和旋光儀測定這些有機物的特有性質,不僅強化學生對基本實驗操作的的價值認識,還可以激發他們的學習積極性。化學教師由此也可以選擇研究項目,如:從天然染料提取色素等題目。
更換現行實驗教材內容中的部分樣品,改革實驗內容,使化學教學面向社會,強化化學實驗教學的應用性。如,現行有機化學實驗教材中有一實驗為“油質的性質和肥皂的制造”。在本實驗中制造肥皂的樣品是動物油,若把此實驗中的樣品改換為油腳,同樣能制造肥皂。教學內容的適當更改不僅能體現化學科學“變廢為寶”提高生產率方作用,還能體現出其社會價值,豐富化學教學內容。
“科學技術是第一生產力”在化學科研中體現尤為突出。由此看來:化學實驗中的經濟因素不只是經濟問題而且也是化學實驗教學的科學性問題。如:有一部分化學實驗為物質的性質,學生做這些實驗目的是通過觀察特定條件下化合物在反應中所體現出的現象,對化合物的化學性質有感性認識并掌握它們的變化規律。在同一化學試驗中應最低限度的試劑量為起點,逐步觀察化學反應現象。這樣不僅能節約藥品同樣也能使學生觀察到反應現象。培養學生聚精會神,仔細觀察的科學態度及良好的實驗習慣,提高他們的觀察能力從而達到實驗目的。從經濟角度考慮,在實驗過程中所用的試劑量越少,相應能節約實驗經費。
學生對做化學實驗非常感興趣。有趣的化學實驗有助于激發學生學習化學學科的興趣,有助于教師創設生動活潑的實驗教學情境,能更好的幫助學生理解和掌握化學知識技能、啟迪學生的科學思維、訓練學生的科學方法、培養學生的科學態度和價值觀。如選取與化學有關的社會問題作為實驗內容,“光化學污染的原因實驗”、“生活污水的凈化實驗”等,這對于學生形成從科學的觀點來看待和解決現實生活中與化學有關的很多問題具有重要的指導作用;選取生活的化學現象作為實驗內容,“空氣中CO2 含量的測定”、“削皮的蘋果變色原因的分析”等,以這些素材為實驗內容,有利于激發學生去發現和解釋身邊的化學現象,更有利于激發學生學習化學實驗的極大興趣;選取學生身邊常見的物質作為藥品。例如:“用熱水洗衣服為什么比用冷水洗衣服干凈?”,“燃燒毛發實驗”,“醋的妙用”等,以學生身邊常見的物質作為化學藥品,可以使學生感覺到,化學就在我們身邊,化學無處不在,這有利于調動學生想去“試一試”的探究等。對于有機化學實驗既要訓練好學生的基本操作,又要培養好學生的科學實驗方法例如:在1-溴丁烷的制備中,濃硫酸改用62%的硫酸,減少了溴化氫的污染,同時加熱回流時間從2h 減少到0.5h;在乙酸正丁酯的制備中,采用共沸分水反應裝置,整個實驗可在4h 內完成;用苯氯甲烷水解法制備苯甲醇,采用相轉移催化技術,大幅度減少了實驗時間。在反應深度來說,在1-溴丁烷的制備中,氣象色譜分析1-溴丁烷中含有1%-2%的2-溴丁烷,經研究后者有可能來自SN1 機理,也可能來自副反應丁醇脫水生成的丁烯,丁烯與溴化氫加成生成2-溴丁烷。總之,上述這些實驗都是為了提高化學實驗教學質量所進行的探索性工作。
本文采用的例子,是在和田地區中學化學教師教學和科研工作的啟發下提出的。在新化學課程理念引導下,以教師的科研和教研成果為實驗教材內容,這對教師知識更新,學生全面發展將起到積極的推動作用。因筆者對國內外化學教學的發展趨勢了解不夠,難免帶有片面性,懇請同行們批評指正。
[1]趙國華.化學通史[M].高等教育出版社,1990.
[2]周科衍,高占先.有機化學實驗教學指導[M].高等教育出版社,2001,第二版.