摘 要:高中化學課堂理念是通過以實驗教學為主的多樣性探究活動,使學生掌握基本的化學實驗技能和知識,強化對于科學探究的興趣,促進學習思維方式的改革和轉變,培養自主創新精神與實踐能力。文章主要針對學生在實驗方面的弱點及提升學生的實驗能力等問題做了一些探討。
關鍵詞:化學;實驗能力;培養問題研究
一、對高考生的化學實驗能力的要求
我們從高考中的實驗試題情況來看,基本上是起源于教材,但卻遠遠超出了教材所要求,在教材的基礎上對其進行了創新。試題往往以“原理+儀器”、“儀器+技能”、“原理+技能”以及“原理+儀器+技能”等為試題模式,通常以人類社會生產、生活環境中的特殊需要為選擇命題背景,既考察了化學實驗的基本理論內容,又融合了氧化還原反應理論及離子方程式的書寫和對實驗條件的控制方法,同時融合了題目中所給新信息,體現了對化學實驗知識與技能的整體考量。
二、高中學生實驗教育中存在薄弱缺陷
(一)因為我國高考都是通過了筆試等形式對其實驗的能力進行考察,很難對其進行實驗動手操作,這樣的時候學生就容易忽略了實驗中的細節,而高考恰恰也注重了對于細節的檢測。日常的高中學習中有些地區由于環境條件的限制,開設的各類實驗數量少,學生不能夠親身動手,僅僅只能由教師“說實驗”或者演示各類實驗或者只是簡單地利用各類實驗題進行訓練來代替他們應付高考,那么這些地區的學生就很難準確地認識到實驗的重要性和其細節,會容易地出現他們對于各類化學實驗的錯誤和基本操作不熟悉,對于常見的化學實驗儀器辨認不清,對于常見的化學實驗儀器的選擇和使用方式不熟悉,在實驗過程中不能正確地選擇適合自己的儀器。例如把圓底燒瓶與蒸餾式燒瓶相互混淆,出現了張冠李戴。基本操作不規范。如實驗裝置在安裝的過程中,一些同學不按順序進行即從下向上、由左至右的原則進行設備安裝。中和滴定實驗在讀數時仰視看值。對一些具有測量特性的儀器,例如托盤天平、測量筒的精度準確性及儀器規格知識不足,造成一些化學實驗數據的定量性出現誤差等,這些均嚴重制約了化學實驗成績的提高。
(二)學生在實驗活動中預習或準備工作不到位,思考不夠認真,習慣于照法抓藥。觀察或記錄實驗現象不細致,不會透過現象看本質。對于某些定量化學實驗數據也不會對其進行處理,如化學過程中和熱的確定,硫酸銅晶體水分子含量的確定等。從化學實驗過程中得出結論及用文字描述實驗具體步驟操作的能力相對較差,描述化學實驗的現象表述得不全面,實驗報告表述得不規范,圖表、數據記錄潦草,實驗臺上亂堆雜物,實驗安全意識淡薄,化學實驗素養缺乏。
三、實驗能力培養的具體措施
(一)緊抓實驗雙基知識復習
長期教學工作證明:無雙基就無能力而言,實驗雙基主要內容有:反應機理、發生器件類型、收集方式、廢氣處理工藝、實際運行步驟及注意事項。雙基教學主要特點就是采用講座式和培訓式,通過由專業教師為學生介紹所需要講解的實驗原理與方法,使得大部分的學生都熟悉了基本理論,并用這些基礎理論為依據來指導以后進行的實驗。同時要進一步加強教育培養,使得學生認真掌握了各種設備或者方法、及其可能產生該實驗現象的各種因素,思考一些與該實驗有關的問題,盡可能用其它設備或者方法去完成相同或者類似實驗,培養他們從不同的視角來思考這些問題,進行了發散性邏輯思維的培養和訓練,以增強學生的自主探索能力。
(二)要進一步加強實驗基本操作培訓,練好自己的基本功
真正要想提升自己的實驗技能僅靠一定課堂時間的訓練是遠遠無法奏效的,各級不同類型的學校都要把大量資金投入到化學實驗室建設中,配備所有必需的科學技術儀器和藥物,為廣大學生的實驗工作做好了保障。在切實地確保了每次實驗安全有序的基礎上,相關部門應當向所有同學都開放了一間專門的化學實驗室,并且要配備專業的實驗人員。讓這些學生們再次進入實驗室參觀和學習,教師又一次地加以詳細的講解,使得每個學生都能夠有一個基本的印象。然后讓每個學生親自動手操作,反復練習,這樣既有效地節約了實際的時間,又有效避免了在實踐中發生重復。親自動手實驗既極大地提高了自己的實踐能力,又在做一些有關高考試題時才能得心應手。
(三)提倡化學實驗輔助教練式訓練
常規化學實驗教育模式主要是老師在課堂上向學生說明了化學實驗的目標、原理、設備、操作等的注意事項后,讓學生親自動手去做,教師也只是象征性地巡視,這樣放羊式的教學模式,對于在大多數的學生進行實驗活動中各種類型能力的培養和訓練都可能是不良的,學生在實驗中出現的問題和漏洞不能被我們及時發現。采用了一種教練式的實驗課堂輔導,就是老師在進行實驗的過程中緊盯著某幾個實驗學生,一直在注意關注他們進行實驗的全過程,對于學生在進行實驗過程中的錯誤和操作及時進行糾正,并做出示范,教給他們仔細地觀察各種現象的方法,結合實際提出一些建議。這種以學生為主、教師為輔、少說多練,鼓勵他們大膽細心去實踐的教學方法,可以使得學生的實踐能力邁向新臺階。
(四)設計研究性實驗,培養學生的創造力
創造能力的重點在于能夠舉一反三,學生在經歷各個具體的實踐和練習之后,已基本熟悉和掌握化學科目的一般理論和技巧,此時可以讓學生走進實驗室,就某一具體問題讓學生根據以前正在研究的知識,自行選擇實驗方案,進行探索和實踐。如對于氣體的制備和裝置的研究,既要熟練地掌握該類裝置的多種功能,又必須熟練地掌握其中一些儀器的多種功能,比如洗氣瓶、球型干燥管的一器多用;既要明白洗氣瓶可以用于除雜,又可以用于向上排空氣法或向下排氣法收集氣體或組裝排水量氣裝置等。從而培養學生按要求選擇儀器和設計不同實驗的能力。
(五)進一步明確化學實驗應用操作規范性的要求
在很多學生平時做化學實驗題時,經常都會在學習中遇到這樣一種情況,盡管對化學實驗十分熟悉,但由于操作規范不夠,導致了失分。如濃硫酸稀釋時應該是酸入水而不是水溶于酸中、鈉與水進行反應取用量為綠豆大小,否則有可能會造成不良安全事故或引起實驗失敗而需重新進行試驗。所以一定要注意化學實驗操作的規范性,強化安全意識。實驗中對于數據進行記錄、甄別、分析和處理。使得學生能夠明確各類儀器的功能及對實驗操作規范性的要求;對于實驗主題的詳細性、探索性、情景化的意識應該有所增強。從本質上把握了化學實驗規律。
(六)對于學生進行實驗題分析和解答的基礎操作流程培訓
主要流程為:工作原理→化學反應物質→儀器設備→化學現象→研究結論→其作用含義→聯想。具體的過程分別為:首先要清楚地明確了實驗的工作原理和其目的;實驗中需要那些物質?它們的狀態、又沒有可以替代的物質;可以選用那些裝置,這些裝置起啥作用?如何使用?使用時需要注意那些問題?能不能用其它裝置代替這個裝置等。在操作過程中需要具備那些技能?操作時的先后順序怎樣、要注意那些事項;關于實驗現象的觀察要求全方位多角度全身貫注:既要看海(溶液)、陸(固體)、空(氣體)),又要沿下而上,左而右全面觀察最后得出實驗結論。對于給定的實驗方案可以按照科學性、安全性、可行性、操作性、合理性、簡便性、可觀察性等方面評價。同時要特別注意對于反應性的原材料來說是否容易獲取;反應條件的控制是否符合題目所要求;原料的利用率和產物的產率是否達到最好;實驗過程是否達到綠色環保,處理污染的方法有那些?實驗過程中有沒有倒吸、爆炸、泄露、著火等化學安全隱患,對這些安全隱患應該怎么處理。強化定量實驗數據的記錄、運算及最后結果的分析,加強對有效數字處理的算法技巧及計算的手段方程式法、關系式法、定義法等的應用訓練。
總之,在實驗教學的過程中,要全面地引導讓學生了解實驗的基本原則,掌握各種實驗設計的基礎思路和操作方法,會制定一套具體的實驗教學方案,并對各種實驗結果的準確性進行評價和優化,不斷地培養和提升廣大學生的實驗設計和評價的能力,不斷提高化學實驗教學質量。
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作者簡介:胡金鳳.女,出生于1966年11月,1988年7月在中國西北師范大學攻讀化學專業,獲得理學學士學位,現為中共甘肅省平涼市涇川縣第一中學高級教師。研究方向:高中化學教學