孫宇紅 董小川


摘要:文章通過對九年級化學教材的實驗安排分析,認為通過實驗教學的實施,能促進學生化學實驗能力的發展,形成終身學習的意識和能力。
關鍵詞:化學實驗安排;分析;教學
文章編號:1008-0546(2014)04-0083-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
《全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)》的基本理念之一是:讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程,在知識形成、聯系、應用過程中養成科學的態度,獲得科學的方法,在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。而化學實驗恰恰能很好地體現這一目標,實驗不僅對學科知識起著引領與鞏固的作用,也能促進學生的全面發展,是學生化學學習過程中的重要環節。筆者通過對九年級化學教材上、下冊(滬教版)教材中實驗呈現的具體內容進行分析,現交流如下。
一、對化學教材實驗安排的認識
1. 從零亂到系統,由常規儀器引領化學實驗
學生在學習化學學科之前已經從小學科學、初中生物、物理等學科的學習過程中初步接觸了許多化學實驗儀器,對實驗有了一定的感性認識,但還是處于比較零亂的狀態,還缺乏從化學視角或化學實驗系統的角度認識化學實驗儀器或化學實驗。教材中的第1章第1節中就出現了加熱碳酸氫銨固體的實驗,為了使實驗介紹得更清晰,而且引發學生化學的興趣,從此也拉開了化學實驗的帷幕,此時教師們都會通過具體的實驗儀器的呈現對學生進行常規儀器的介紹、識別、用途和使用的注意事項等,讓學生對各種化學儀器有一個較為詳細、具體和系統的認識,以達到引領化學實驗的目的。如:酒精燈,不論是小學科學,還是初中生物、物理實驗課中都已經多次使用,但這些學科教學中只是涉及酒精燈的具體使用,而不能象化學學科這樣系統、規范的介紹和使用酒精燈。
2. 從生活走向化學實驗,啟蒙“做科學”
教材中的第1章第2節“活動與探究”中安排了“蠟燭的燃燒”實驗,蠟燭是學生日常生活中常見的物品,蠟燭的燃燒也是每位學生都能熟知的生活現象,但在學習化學學科之前,大多數學生不會對蠟燭燃燒進行過多的思考,也不會想到會與化學實驗有過任何聯系,而化學教材中通過“蠟燭的燃燒”引入化學實驗,充分體現了教材編寫是從學生生活走向化學實驗的意圖。這個實驗比較簡單,每位學生都能做、都會觀察、都能描述所觀察到的實驗現象,而且通過該實驗還可達到以下目的:⑴讓每個學生都能積極參與實驗,并能初步感受到“化學實驗”就在我們身邊,同時激發學生學習化學的熱情和興趣;⑵讓學生初步認識到什么是化學實驗,感知化學實驗并非深奧的內容;⑶實驗過程中如何去觀察、記錄、思考、描述等;⑷化學實驗過程中自己應該是怎樣的角色;⑸實驗過程中自己有沒有新的認識、體會;⑹化學實驗如何做等。
3. 科學設計實驗,形成實驗規范
從科學的認知角度看,化學實驗為學生探究有關物質的性質及物質間的相互反應提供了一種方法,也是獲得新物質的一條重要途經。通過前一階段的化學學習,學生已經了解了諸多化學實驗內容,而在教材第2章第1節介紹了氧氣的性質和用途之后安排了“氧氣的制法”,“氧氣的制法”是學生第一個物質制備實驗,該實驗目的與意義要遠遠高于“蠟燭的燃燒”實驗,這個實驗涉及制備新物質時應考慮的一些因素,如:原料的選擇、實驗原理、實驗條件(包括催化劑)、實驗儀器的選擇、操作的步驟、氣體收集、安全問題和規范問題等內容。因此,在教學的過程中要根據制備物質的一般原則來思考,實驗方案的設計、論證、實驗,真正起到教材中安排該實驗的目的與作用。如:⑴原料的選擇時,實驗室制備氧氣時選擇原料的大方向是什么?通過對KMnO4、H2O2、KClO3三種藥品的分析,也就是說對原料有什么樣的要求,即如何選擇藥品。⑵根據所選擇的藥品,實驗的原理如何?反應在什么樣的條件下能順利進行?又如何實驗設計來認識二氧化錳的催化作用?⑶在介紹實驗儀器的特點同時結合原理,若要得到一瓶氧氣應該如何選擇儀器、如何收集?⑷實驗過程中應該如何規范操作?即實驗的順序是什么?其中哪些可能會涉及到安全性問題等等。由于學生第一次完成物質制備的實驗,學生對化學實驗裝置的設計處在初始階段,學生的實驗設計、方法、操作、能力和結論形成等方面還達不到理想的境界,學生的設計實驗的經驗是非常匱乏的,因此,在完成“氧氣的制法”時,一方面教師要給學生必要的啟示,充分做好引導作用,另一方面需要給學生一個循序漸進的過程,讓學生有充分思考、討論、交流、動手和糾正的機會,在此基礎上達到提高學生實驗規范的目的。
4. 實驗知識聯系,滲透遷移
課本在安排了“蠟燭燃燒”、“氧氣的制法”的基礎上又在第2章第2節“奇妙的二氧化碳”中安排了制備二氧化碳的制備。此實驗的安排一方面在時間上保持了連續性,因為有前面的氧氣的制備實驗作為基礎,學生完全可以根據已有的“氧氣的制備”的相關知識,產生聯系、遷移、比較、選擇和改進,進而完成制備二氧化碳的設計和實驗;另一方面在內容上保持了遞進性,教師在組織這一實驗時不應該是對課本中實驗的依葫蘆畫瓢,簡單重復,而是在原料的選擇、實驗原理、實驗條件、實驗儀器的選擇、操作的步驟、氣體收集、安全問題和規范問題等內容討論的基礎上有所發展,起到了既鞏固實驗又運用實驗的目的。
5. 運用實驗,提高綜合實驗能力
通過一階段的實驗教學,此時,學生也已經接觸化學一段時間了,學生也已經具備了一些化學實驗的基礎、技能和能力,同時學生也具備了相應的化學學科知識,在此基礎上學生也會在實驗的目的指引下,懂得如何根據實驗原理設計實驗方案,在實驗方案的引領下開展實驗活動。課本中以后所設計的大多數實驗都可依附于前階段所形成的化學實驗能力(當然也有少數個性化的實驗),如:氫氣制備的實驗探究設計;在給予信息如何制備一氧化碳后,讓學生進行對一氧化碳還原氧化鐵實驗的探究設計等。這一階段主要是讓學生能靈活運用前面所形成的實驗能力,是學生在學習的過程中讓實驗作為一種認識物質的一種方法,讓學生對所學內容的認識更加生動、更加豐富,學生各方面能力都得到訓練和提高。endprint
二、教學建議
1. 儀器的介紹由單一的認識到有所拓展,豐富學生的認識
九年級化學實驗教學是整個化學實驗的起始階段,此階段實驗教學情況對學生今后的實驗習慣、實驗能力和實驗意識的形成有很大影響,如:在介紹試管、燒杯、量筒時,有的教師只是按常規逐一介紹三種的規格、使用方法及相關操作,但對試管的用途,如果能在盛放少量液體(固體)、溶解物質、收集氣體、反應容器、液封作用等常規介紹的基礎上,也可適度介紹試管常見的款式有平口、圈口、喇叭口,底部有圓形的和平底的兩種;在介紹完試管后向學生提供試管、燒杯、量筒,讓學生在觀察三種儀器,根據三種儀器的特點及儀器上所具有的信息,教師提出若要粗略和較為精確量取液體體積應如何選擇儀器?在此基礎上再介紹燒杯和量筒。因此,在教學中除解決學生的基本實驗之外,要能力求開闊學生的視野,拓展學生的認知空間,提升學生的思維層次。
2. 做好配角,凸顯學生主體
如教材中設計“蠟燭的燃燒”實驗的目的是想讓學生從生活走進化學實驗探究之旅,但此時學生的實驗意識、認識態度、行為習慣和實驗操作都沒能進入真正實驗的要求,因此,此時教師的實驗角色對學生今后實驗意識和行為影響很大。所以,在學生實驗的過程中,教師要能恰當地融入學生的實驗活動之中,既能積極的引導而又不越位,并能恰當地參與,通過對學生行為的觀察和學生實驗心理的分析,適時地滲入方法與實驗技巧,讓學生感受到實驗的奧妙和樂趣,感悟實驗在學習化學過程中的意義、價值等,以此培養學生初步的“做科學”的意識。
3. 將化學實驗生活化
“生活即課堂”,如果教師能從學生較為熟悉的生活中常見的感性材料入手,然后將這些感性材料通過理性思維提升為學科內容。化學實驗的生活化會極大地提高學生學習化學的興趣,不僅有利于鞏固和內化學科知識,也會讓學生將化學知識運用到解決實際問題之中,同時也會真正地讓學生的動手技能提到發揮,也會讓學生用生活的視角來看待化學。如:在課本介紹電解水的實驗后,建議學生用平時日常生活中的一些素材來設計和搭建一個電解水的實驗模型,結果有的實驗小組利用一些生活中的廢棄材料組裝成如圖1所示的實驗裝置,當教師將該作品展示于課堂時,引起學生的驚嘆。
4. 改進課本實驗,激發學生“做科學”的愿望
課本實驗內容為學生進行探究提供了范本,但實驗效果并不一定理想,如果對課本實驗作一定的改進,對學生進行“做科學”的意識的激發將會起到意相不到的效果。如第1章第2節中“蠟燭燃燒產物”的鑒定,課本實驗方法是將燒杯罩在蠟燭火焰上方,時間過短燒杯內水珠不明顯;時間過長會因為燒杯內溫度過高,水以水蒸氣的形式存在觀察不到明顯現象,且燙手而使實驗失敗。
改進方法:用試管夾加持試管倒扣在火焰上方。優點:燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣溫度高、密度小,正好進入試管,遇到試管底部的冷壁冷凝成水珠,再用膠頭滴管滴入石灰水,現象很明顯,成功率百分之百(見下圖2)。
總之,教材中通過實驗的合理安排讓初中學生實驗從模糊認識到清楚認識再到熟練運用的過程,初中化學實驗在引導學生理解化學知識本質的同時,也讓學生開始體會到用實驗的視角來看世界與其他學科視角有什么不同,感受化學實驗的神奇、規范,也進一步理解化學實驗的目的和價值。倘若我們每一位初中化學教師對學生實驗過程有正確、科學的認識,那么在教學中我們就會選擇符合學生認識實驗的策略,從而真正達到教材設計者實驗安排的目的,也能真正提高學生的學習興趣,拓展學生思維,促進學生實驗能力和學生的綜合素質的提高,為學生今后的發展奠定厚實的基礎。
參考文獻
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[2] 李家亮. 用好三個標志性實驗 促使研究性學習產生三次飛躍[J]. 中學化學教學參考,2009,(5):16-17endprint