一、高中學生化學實驗技能的現狀分析
(1)發現和提出實驗問題的能力較差。目前,高中生在進行化學實驗過程中所表現出的發現問題以及提出問題的能力不足。筆者認為其主要原因是學生的批判性思維能力較差以及化學教師在進行實驗課時對學生發現問題以及提出問題的引導和培訓不足。
(2)猜想與假設實驗問題結論的能力不足。目前高中生普遍存在對化學實驗的猜想與實驗問題結論的假設能力不足。多數學生只能根據元素守恒以及之前學過的知識進行猜測和假設,而不能根據各種化學反應的發生條件以及實驗結果進行猜測和假設。
(3)設計實驗問題解決方案的能力不足。高中生的實驗問題解決能力不足主要表現在以下幾個方面:第一,實驗過程中學生無法正確選擇合適的藥品和實驗儀器,主要是對儀器的規格以及實驗藥品的使用量無法做到合理的判斷,再者就是對輔助儀器以及材料經常出現遺漏;第二,對實驗條件的控制意識不足;第三,學生的環保意識薄弱,對實驗產生的尾氣以及廢液的處理不到位或者是沒有對尾氣進行處理;第四,對實驗方案的制訂和選擇過程無法做到科學合理的測評和對比,只是強調實驗能夠達到預期的目的,沒有做可行性研究。再者,由于學生的實際實驗的機會較少,因此對實驗過程中的條件控制不周全,以及實驗的合理性、簡約性不到位。
(4)形成實驗結論的能力不足。由于高中生平時對化學實驗的培訓主要是為了應付考試,對實驗結論一般具有單一性,這就導致學生的思維能力以及多方面思考能力不足,進而導致形成實驗結論的能力不足。
(5)應用實驗方法與結果的能力不足。高中生還沒有足夠的能力將試驗方法以及結果應用到類似的實驗研究當中,無法將試驗結果用于解決其他化學問題。這表明學生對實驗結果及方法的遷移能力不足,思辨能力以及分析水平不足,無法對實驗方法和實驗結果進行多角度的分析、評價及應用。
(6)評價與反思的能力不足。許多學生在考試過程中的成績很理想,就認為自己的實驗能力、猜想與假設水平、發現問題以及提出問題的水平很高,對自己有一個過高的評價,其評價以及反思能力不高。
二、提高高中生化學實驗技能的應對措施
通過上文對高中生的實驗技能的現狀分析,發現目前高中生的發現和提出實驗問題的能力、猜想與假設實驗問題結論的能力、設計實驗問題解決方案的能力、形成實驗結論的能力、應用實驗方法與結果的能力不足以及評價與反思的能力都不足。為了有效提高高中生的實驗技能,筆者提出以下幾條解決措施。
(1)通過分析一個典型實驗來達到闡明一類實驗規律的目的。眾所周知,化學實驗中的每一類實驗的實驗原理、實驗儀器、用品、實驗技巧等都是有規可循的,完全掌握一個實驗就應具備舉一反三的能力,能夠對同種類型的實驗規律進行總結。所以,在進行一類實驗的第一個實驗時,教師應該對實驗的原理以及內容向學生做詳細的介紹,并且親自指導學生完成實驗。實驗過程中應該進行認真的分析和對比,通過分析探討總結出此類實驗的規律和技巧。實驗過程中,教師首先要讓學生對實驗原理以及相關的基礎知識有深刻的認識,旨在讓學生對混合物的各類組成物質的溶解度進行掌握,對組成混合物的各類物質之間是否能夠發生化學反應,以及發生反應所需的條件有清楚的認識;其二,要求學生掌握實驗技能,掌握各類實驗儀器的性能以及使用方法,掌握各種化學物質的溶解方法、過濾方法以及結晶再結晶的方法。
(2)明確選擇儀器的原則,正確選用儀器。為了確保化學實驗能夠順利完成,學生必須具備選擇正確的實驗儀器的能力。筆者結合多年的化學實驗教學經驗,對如何提高學生的儀器選擇水平進行了簡單的介紹。
①根據反應物和生成物的性質、反應條件選擇儀器。我們知道化學實驗的反應條件包括:常溫、加熱、加壓、催化劑、光和電等。實驗過程中應該根據化學反應的實驗條件、反應物的化學性質來選擇合適的實驗儀器,并應該根據不同實驗的反應速度選擇安全、合理、有效的實驗儀器。②分析典型實驗,培養學生的實際操作技能。為了保證化學實驗安全有效地開展,并且保證實驗的正確性,教師應該對學生的實際操作能力進行培訓。筆者除了從實驗的原理、操作內容以及要求進行培訓之外,還通過對典型案例的剖析,來提高學生的實際操作技能。主要從儀器的選擇、連接和固定的方法,裝置的氣密性檢查,藥品的取用,加熱方法,氣體的凈化和干燥,氣體的收集和放置以及裝置的拆卸七個方面進行培訓。
通過對典型實驗的剖析,將實驗的要點以及操作技巧對學生進行詳細的講解,將具體的操作步驟及技巧進行分析,將其總結為簡單扼要、容易記憶的口訣,能便于學生理解和記憶。筆者通過多年的教學實踐發現,讓學生獨自進行實驗,可以讓他們在實驗過程中發現新的實驗,并對實驗過程進行改進和優化。
(3)根據實驗內容,處理好演示實驗。演示實驗對于化學實驗課有著重要的作用,除了為學生起示范作用,還是培養學生的觀察能力、分析思考能力以及解決問題的綜合能力的有效途徑。學生可以通過演示實驗來進一步深化其知識體系。演示實驗通常包括難度較大的實驗以及實驗技能要求較低的實驗。第一類實驗由于其實驗裝置較為復雜、實驗步驟繁雜或者是實驗藥品有毒等,需要由教師進行演示,來規范實驗的操作步驟。第二類實驗,教師可采取邊講解邊實驗的教學模式,便于學生理解和掌握。
(4)培養學生書寫實驗報告的能力。培養學生的實驗報告的書寫能力應從以下三個方面進行:第一,在進行演示實驗時應注意培養學生的觀察能力,讓學生將每次實驗的實驗現象以及新物質的生成進行記錄和分析,并將實驗結果寫到實驗報告中去;第二,教學過程中,根據實際情況讓學生將觀察到的現象和結果填寫到表格中,并經過多次的分析、修改填寫出正確的實驗記錄,進而熟練掌握填寫的技巧;第三,要求學生可以根據實驗結果繪制出合理的圖表。這就要求學生要進行多次的練習,只有這樣,他們才能熟練正確地繪制出裝置圖。
(江蘇省邳州市炮車中學)