化學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗教學能為學生正確認識物質及其變化規律提供實驗事實,具有目的性、探索性、現實性和易感知性。演示實驗、邊講邊實驗、學生實驗和家庭實驗等多種形式的實驗活動的相互結合,不但有助于化學知識的掌握,而且可以培養學生的各種能力,讓學生的各方面素質得到全面發展。
一、借助投影演示實驗,培養學生的觀察能力。
演示實驗具有鮮明性、生動性和真實性,是激發學生學習興趣、培養學生觀察能力的重要手段。而課堂教學中的化學演示實驗存在著后排學生觀察不便、排放出氣體易污染教室等不足。某些實驗可通過微型化處理,借助投影儀的“放大”功能,克服上述的不足。
例如,有毒氣體的性質微型實驗:取一培養皿,內裝少量氫氧化鈉溶液(用于吸收氮的氧化物、硫化氫、氯氣等有毒氣體),再在培養皿的液面上放一個表面皿,取另一個稍小的培養皿倒扣在表面皿上,形成密封裝置。在表面皿上放兩片黃豆大小的銅片,將培養皿放在調整好的投影儀上,向表面皿中的銅片滴加3~5滴濃硝酸,蓋上另一培養皿。從銀幕上可以清晰地觀察到:銅與濃硝酸劇烈反應,放出氣泡,在培養皿內部的空間充滿了紅棕色氣體,在表面皿內形成綠色溶液。同理,也可用加熱的稀硝酸做銅與稀硝酸的反應實驗。
二、利用邊講邊實驗,培養學生的理解能力。
化學教學過程就其本質而言,是學生在教師組織引導下,認識化學知識的過程,而技能、能力、方法和態度等都是通過這一化學認識過程來培養和訓練的。在化學教學過程中要讓學生有效地掌握化學知識,就必須將化學知識的認識過程展開,以便學生把客觀形態的知識內化為主觀形態的知識,使學生的學習成為有意義的學習。邊講邊實驗是實現認識過程展開的有效途徑,不僅可以激發學生的學習積極性、增加實驗的探索性,使每一位學生都能看清楚實驗現象,而且便于了解化學概念和定律是怎樣在實驗的基礎上建立起來的,從而更加深刻地理解和牢固地掌握化學知識。例如:學習質量守恒定律時,學生通過兩個實驗發現反應前后物質的質量未變化,然后教師總結歸納:經過無數次實驗都發現化學反應前后物質的質量不變,即質量守恒原理。接著,教師再用原子模型啟發學生思考為什么化學反應中的質量是守恒的。通過這樣的教學過程,學生對質量守恒定律印象深刻,教學效果好。
三、組織分組實驗,培養動手能力。
分組實驗是培養學生動手能力的重要手段。學生通過親自試驗,熟練掌握操作技能、技巧,能夠加深理解他們所學的理論知識。做實驗的過程就是理論聯系實際的過程,因此,要認真組織好每次的學生分組實驗。首先,讓學生在預習時明確實驗目的、步驟和操作,做到有的放矢。其次,嚴肅實驗紀律,在實驗前強調操作的關鍵和注意事項,引導學生規范操作,仔細觀察,積極思考,在實驗中掌握和鞏固所學知識。
例如:學生做粗鹽提純實驗時,常因儀器不干凈,過濾時漏斗里的液面高于濾紙邊緣,得不到理想的實驗效果。此時教師應引導學生分析原因,找出操作上的錯誤后重新操作,保證實驗現象明顯,效果良好。事實證明,通過組織分組實驗,不僅培養了學生的動手能力,還培養了實事求是的科學態度和嚴肅認真的工作作風。
四、利用演示實驗的改進與創新,培養學生的創造能力。
創新教育需要創造性的教與學。演示實驗是化學教學中被廣泛應用、最有成效的教學形式。教材的實驗設計及操作方法雖然經過反復驗證,但在實際操作中仍存在一些不足,需要對某些實驗進行改進。實驗改進本身就是在想象的基礎上進行的一種創新。通過改進實驗常常可以增強演示實驗的效果,為培養學生的觀察力提供更為鮮明直觀的感性材料,吸引學生進入創新的殿堂,并能激發學生的獨立思考和創新思維。教師創新演示實驗,不但能使學生掌握有關化學知識,更起到一個培養示范的作用。培養他們不迷信課本、敢于用科學方法進行創新的精神,激活創新意識,進而達到培養學生創造能力的目的。
例如:高一化學中的焰色反應,常用鉑絲或鐵絲進行實驗。但由于酒精燈火焰呈黃色,鉀火焰需隔鈷玻璃才能觀察到,且除銅元素外,其他焰色難以分辨,現象不明顯。此時可向學生如實相告:若想親手試驗焰色反應,可以設計出不必使用鉑絲的實驗方案。讓學生查閱有關書刊資料,了解到酒精燈的火焰因燈頭燈芯不干凈、酒精不純而使火焰大多呈黃色,所以可以在實驗中先將潔凈的脫脂棉用無水酒精濕潤,然后用潔凈的鑷子夾著脫脂棉代替鉑絲進行實驗;還有一些同學先點燃盛在小燒杯中的無水酒精,然后用藥匙或玻璃棒沾少量試樣灑在小燒杯的酒精火焰中灼燒。這兩種方案的現象非常明顯,焰色持續時間長,且鉀元素的焰色不需鈷玻璃即可觀察到。改進后的焰色反應實驗更直觀、更富有吸引力,最重要的是訓練培養了學生的創新思維能力。
教學實踐證明:化學實驗不僅是學生獲取化學知識、認識化學規律、形成化學概念、提高各種能力的重要途徑,而且此過程對學生創新精神和創新能力的培養是其他方法所不能替代的。因此我們必須立足化學實驗這個基礎,加強對學生各種能力的培養。■
(作者單位:江西瑞金市第三中學)