廖海霞(四川大學附屬中學西區學校,四川 成都 611630)
關于高中新課程中化學實驗教學創新研究
廖海霞(四川大學附屬中學西區學校,四川 成都 611630)
化學實驗作為高中生獲取知識和創新知識的主要手段,是培養學生學習化學知識興趣、拓展學生化學思維的主要渠道。實驗作為新課程的核心,實施新課程就是圍繞著化學實驗開展,在新課程標準體系下,化學實驗有著很大的變化,化學實驗教學也進行了相應的變化。基于此,本文研究了高中新課標體系下如何創新化學實驗教學,并提出了創新的對策,希望能夠提高高中化學實驗教學效率。
高中新課程;化學實驗;教學創新
當前實驗教學特征包括注重挖掘教材內容、注重引導學生觀察和思考實驗細節、改進和創新教材實驗、注重發揮學生主觀能動性、注重構建和生成學生化學觀念等。這些教學特征表明了想要強化實驗教學效率,務實化學實驗教學基礎,創新實驗教學方法,就需要化學教師與時俱進、不斷更新教學思維和教學模式。對此,本文提出了高中新課程體系中化學實驗教學創新的手段,以此來達到提高高中化學教學質量的目的。
教材應該是開展所有教學活動的出發點。在化學教學過程中,既深入的挖掘了教學素材,也在實驗教育教學中充分應用了實驗教學方法,提高學生的實驗能力。當然,在設計問題的合理性和有效性上,這些教師還應進一步提高,并不是所有設計出來的問題都能引起學生學習的注意力。所以在設計問題時,應做到因地制宜,確保問題明確到位,遵循科學性、有效性和目的性的基本原則,力求延伸問題、由淺入深;力求問題有懸念,遵循趣味性和有趣性的原則。
在實際實驗教育教學中,應克服如下幾個問題:高中化學實驗教材的有限;化學教師少,學生人數多,教師很難針對性指導學生進行研究活動;新課程標準體系中提倡充分利用社區學習資源進行化學教育教學,要求教師和學校密切相關,教學與實驗實際相聯系,開展科學探究的一系列活動,客觀上難以進行,但教師應與時俱進,不斷轉變自身教學方式和教學模式,將自身教學目標提升到提高學生綜合素質素養層面上,在有限的實驗資源中,順應新課程體系要求,革新實驗教學方式,拓展新課程化學實驗教學道路[1]。
2.1 鹽橋是否可以使用金屬導線代替
在學習鹽橋的鋅銅原電池裝置中,應在強調鹽橋作用后,引導同學們思考是否可以使用金屬導線取代鹽橋?對于這一結論,同學們各抒己見,將一段銅導線取代鹽橋進行實驗,實驗結果讓所有同學都很驚訝,不但裝置中產生了電流,而且產生的電流要比鹽橋作用更大。怎樣才能對這一“反常”現象進行合理解釋,實驗結果似乎也對金屬橋能夠去取代鹽橋的理論進行了支持,并且學生還可在課余時間內找到一些論文做依據。其實并不是這樣,由于金屬導線只是起到了導體作用,而并沒有遷移陰陽離子向兩個半電池進行遷移,確保電解質溶液呈現一種電中性。怎樣才能讓學生明白這個道理呢?可以分別使用鋅片、鋼絲和鐵絲替代鹽橋,這樣就會產生大小不同的電流,但如果將插入的硫酸銅溶液鋼絲與硫酸鋅溶液的鋅片融合在一起取代鹽橋后就不會出現電流。這個實驗結果表明了“金屬橋能代替鹽橋”這是一個不正確的結論。該如何才能對某些金屬導線取代鹽橋也會出現電流這一現象呢?其產生原理為:在使用銅導線取代鹽橋后,銅導線與硫酸鋅溶液形成了原電池,而硫酸銅溶液、銅片等只是起到導體的一種作用,電阻比鹽橋小很多,所以就產生了很大的電流;如果使用鋅片取代橋,銅片與硫酸銅溶液就會形成原電池,硫酸鋅溶液和鋅片也只是起到了導體作用。
2.2 在弱酸性背景下鋼鐵發生吸氧腐蝕現象
在學習完金屬的電化學腐蝕這一知識后,提出問題:在酸性環境下,鋼鐵會出現析氫腐蝕情況嗎?大部分同學對這一問題持有肯定態度,但實驗結果卻令學生大吃一驚:將一根鐵釘使用1:2鹽酸在水中浸泡除銹之后放入試管中,導管內部的硫酸銅液面會出現上升的情況,其上升的高度與用飽和食鹽水浸泡過鐵釘高度差不多。出現這樣的情況究竟是為什么呢?通過分析后可發現:雖然鐵釘表面上有一些鹽酸,但在一支試管中,由于揮發的氯化氫減弱了水膜的酸性,即便有一些氫離子使電子生成氫氣后,但熔接在水膜中的氧氣使電子出現吸氧腐蝕情況,導致明顯減小了支試管里氣體體積。有關實驗結果表明,在弱酸性的環境中,鋼鐵容易出現吸氧腐蝕狀況,吸氧腐蝕這一狀況是較為常見的一種電化學腐蝕情況。學生在深入研究實驗結果后,才能從根本上對科學研究的意義有所了解,才能掌握有效研究和探索的方法,進一步提高自身化學實驗能力。但從各方上來講,高中生化學實驗能力還很低,還需要化學教師有的放矢的培養,制定一系列的培養措施,針對性、有目的培養學生化學實驗能力,促使他們在實驗中感受到化學知識的魅力。
新課程教材中共包括三種版本,也就是在同一課程標準體系下解讀各個實驗過程。在實際教育教學中,更加注重引導教師創造性、有目的使用教材,并不是盲目的使用教材。如:在講解《銅和硝酸的反應》這一實驗中,就改進了教材中實驗裝置,如圖1所示,整個裝置都很簡單,只有橡皮塞、注射器,便于學生分組進行實驗。在具體實驗過程中,引導學生關注實驗,這對于總結實驗方法和訓練學生實驗技能具有積極作用。但在觀察實驗中也會發現,挖掘實驗方法力度還遠遠不夠,還應結合實際情況,適當的刪除一些內容,改進一些實驗裝置,進而為學生更好的實驗奠定堅實的基礎。

圖1 銅和硝酸的反應實驗裝置
綠色化實驗是指設計一些對環境影響力度小的實驗,在化學實驗過程中尤其是一些二氧化硫和氯氣這些有毒氣體,做一些反應實驗中一般都會毒化教室,嚴重影響著教師和學生的身體健康,在實驗過程中應盡量對這些有害氣體及時處理,盡可能減少這些有害氣體的排放,也可以提出一些問題供給學生們思考。如:在生產與實驗中產生的一些廢氣,為了使它們不會擴散大氣中,可以使用方法將它們去除?引導學生們對這一問題積極的探討和交流,在交流后歸納總結為:對于一些酸性的物質,可以使用堿液吸收,同理堿性物質就使用酸液進行吸收,某一些有毒物質就可以將其轉化成為可溶解物質,這樣學生就能夠很好的掌握減輕環境污染的知識[2]。
在具體操作過程中,可將制備中多余的氣體過濾掉,這樣便于學生得到更加準確的實驗結果。在此基礎上教師還可創設一些條件,開發中學微型化學實驗,這項實驗就是使用微型化儀器設置進行化學實驗,其微型化儀器實驗與常規實驗的試劑用量對比而言,前者要比后者節約近90%以上,與綠色實驗標準正好符合。但需要明確的是,微型化實驗并不是常規實驗的簡單縮減,而應該在微型化環境下重新設計化學實驗,以達到使用少量試劑來得到更多化學信息的預期目的。
綜上所述,高中化學新課程將化學實驗提升到新的層次中,對化學實驗教學有著較高的要求,這種改革無論對于教師而言,還是對于學生來講,都是一種新的嘗試。加強探究實驗,培養學生學以致用的能力,這對于提高學生化學素養具有重大意義。但結合實際情況來講,高中新課程化學實驗教學還依然采用傳統的實驗方式,嚴重影響了學生實驗的積極性,作為一名化學教師,必須要及時轉變自身教學思想和教學方式,創新實驗方式,為學生更加積極的進行實驗打下基礎。
[1]李巧紅.淺議新課標下高中化學實驗教學[J].甘肅聯合大學學報(自然科學版),2009(S1):133-134.
[2]張樹奇,汪旺根.論新課程標準下的高中化學實驗的教育功能[J].喀什師范學院學報,2008(06):94-97.
廖海霞(1984-),女,四川遂寧人,中學二級教師,本科,研究方向:中學化學方面。