“過去的學習方法是人家指出來的路你去走,新的學習方法是要自己去找路”(楊振寧教授語)。化學是一門以實驗為基礎的學科,教師應充分利用化學實驗中各種生動的化學現象激發學生學習化學的興趣,開發學生的智力,發展學生的思維,培養學生的創新精神,改變學生以接受教師傳授知識為主的學習方式,更好地發揮實驗的教育、德育、美育、環保教育等功能。
新的化學課程標準指出,要以進一步提高學生的科學素養為宗旨,激發學生學習化學的興趣,幫助學生獲得未來發展所必需的化學知識、技能和方法,提高學生的科學探究能力。國內化學實驗探究教學的實踐歸納起來有四個特點:以實驗為基礎,強調學生的主體性;強調教學的探究性;強調知識技能的掌握、能力的形成和態度的培養在探究過程中的統一。
一、化學實驗探究性教學模式
這個模式的基本點為:以學生為主體,過程為線索,活動為基礎,問題解決為基本形式,能力培養為核心。其顯著特點是它的開放性、實踐性和自動性,而學生實驗是日常 教學中學生進行自主探究的主要舞臺,是經驗積累和知識應用的重要陣地。例如在《氯水的性質》一節課中,請學生研究和推測可能的化學反應。
第一步:觀察氯水的顏色,小心聞其氣味。
推測1:氯水中含有Cl分子。
實驗:將氯水滴入KI-淀粉溶液中,出現特殊的藍色。(教師提示:有I析出)
第二步:用pH試紙或藍色石蕊試紙測氯水的酸堿性。
推測2:氯水呈酸性可能有鹽酸生成。
實驗:在氯水中滴加AgNO溶液,析出白色沉淀,再滴入數滴稀HNO,白色沉淀不溶解。
第三步:發現藍色石蕊試紙在氯水中先變紅后變白。
推測3:氯水可能有漂白作用。
實驗:(1)將干燥的紅色布條投入干燥的氯氣中,無明顯變化,氯水滴在紅色布條上,布條褪色。(2)將氯水慢慢滴入少量含有酚酞的NaOH溶液中至pH≤7,溶液退色;上述溶液中反滴NaOH至過量,溶液不變紅。
推測4:氯水的漂白是氧化作用。按氯水的組成和已有HCl生成的事實推測,有可能生成具有氧化性的HClO。
第四步:日光照射盛滿氯水的倒置的圓底燒瓶,有氣體生成。
推測5:HClO在光照下分解,放出難溶于水的O。
實驗:取漂白粉[Ca(ClO)]或其他次氯酸鹽適量,加稀鹽酸,生成HClO溶液,繼而做光照實驗,與氯水比較。氯水加入NaOH溶液,做漂白性試驗。
結論:氯水中含Cl分子,具有氧化性,氯氣溶于水發生化學反應Cl+HO=HCl+HClO;干燥的Cl沒有漂白性,氯水中存在著具有強氧化性的HClO分子,使之表現出不可逆的漂白作用,因而Ca(ClO)是市售漂白粉的主要原料。
二、加強探究性實驗,提高觀察的敏銳性
由于探究性實驗的未知性、多變性和復雜性,對實驗現象的觀察絕對離不開觀察的敏銳性。
1.對性質變化的敏銳性。我們應引導學生在實驗的觀察過程中善于捕捉變化多樣、稍縱即逝的化學現象并及時對其分析、歸納和綜合,以得出規律和結論。如在過量氯水與KI過量溶液反應的實驗中,隨著氯水的滴加,溶液的顏色會發生重大變化:無色→黃色→棕色→深棕紅色→黑色→無色。由于這一系列變化發生得很快,學生稍不注意,就看不到完整的變化過程。針對這種情況,我們應要求學生重復實驗、重復觀察,引導學生全神貫注,抓住觀察時機,逐步觀察整個變化歷程,以訓練學生敏銳的感知力,發展學生的創造性思維。
2.對數量變化的敏銳性。我們應誘導學生在觀察過程中善于發現一般人不容易發現或容易忽視的細節和特征,尤其是數和量的變化。如鎂在空氣燃燒產物的實驗:學生在點燃擦亮的鎂條后,很容易得到鎂條劇烈燃燒,發出耀眼的白光,有白色的固體生成,反應放出大量熱,且有大量白煙等現象,但對白色生成物與鎂條的質量發生了哪些變化,卻沒有注意。我啟發學生從數量關系上去探究。經過長期的類似訓練,學生深深地體會到觀察本身包含著敏銳的洞察力和永無止境的探索精神,體會到未來從事科學研究和創造性活動都離不開敏銳的觀察,體會到探索實驗中充滿了創造發明的樂趣。
三、采用實驗探究性教學應注意的事項
1.實驗探究性教學的主體是學生,做實驗時耗時多,若所有化學教學內容都采用這一模式,則恐怕在規定的時間內難以實現教學計劃,所以它并不是唯一的途徑。
2.在探究過程中,還可能出現許多意想不到的問題,導致教學臨時失控。此時,教師應根據探究主題給學生以及時的引導與指導,讓失控的局面得以扭轉,使教學過程向著有利的方向發展。
3.探究式教學模式還應在學生誰知的基礎上聯系生產、生活實際,讓學生把知識運用于實際中,在實際中拓展知識。比如,讓學生探究如何排除二氧化氮、二氧化硫等有害氣體的污染等。可以讓他們到化工廠去參觀學習,運用得到的知識,分組進行討論,加深印象,并且培養環保意識,培養社會公德。
四、探究性實驗對師生的要求
實施化學探究性實驗教學,要求教師按照新課程理念,以改革的精神搞好化學教學,經常反思自己的教學行為,制訂培養學生化學探究能力的具體方案,并認真加以實施。
實施化學實驗探究性學習,學生急需轉變學習觀念,從接受掌握知識轉變為緊密結合化學知識探求新知識、新信息及提出新問題,擺脫為考試分數、班級排名而學習的束縛。教師應充分調動學生主動參與探究性學習的積極性,引導學生通過實驗提出問題,在實驗過程中搜集證據得出結論,深化對科學探究的理解,發展科學探究能力。