何智
化學實驗是探究和學習物質及其變化的基本方法,是科學探究的一種重要途徑。以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一,化學實驗對于全面發展學生的化學學科核心素養有著極為重要的作用?;瘜W實驗有助于激發學生學習化學的興趣,創設生動活潑的教學情境,幫助學生理解和掌握化學知識和技能,啟迪學生的科學思維,訓練學生的科學方法,培養學生的科學態度和價值觀?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017年版) 》要求:“開展以化學實驗為主的多種探究活動,重視教學內容的結構化設計,激發學生學習化學的興趣,促進學生學習方式的轉變,培養他們的創新精神和實踐能力?!薄俺醪綄W會物質的檢驗、分離、提純和溶液配制等化學實驗基礎知識和基本技能。學習研究物質性質,探究反應規律,進行物質分離、檢驗和制備等不同類型化學實驗及探究活動的核心思路與基本方法。體會實驗條件控制對完成科學實驗及探究活動的作用?!薄罢莆栈镜幕瘜W實驗方法和技能,進一步體驗實驗探究的基本過程,進一步發展學生解決綜合實驗問題的能力,對發展學生的化學學科核心素養有獨特的價值。”“教師應認真組織學生完成本標準中要求的必做實驗,重視培養學生物質的分離、提純和檢驗等實驗技能,樹立安全意識,形成良好的實驗室工作習慣。應根據學校實際情況合理地選擇實驗教學形式,有條件的學校盡可能多地為學生提供動手做實驗的機會;注重發揮現代信息技術的作用、積極探索現代信息技術與化學實驗的深度融合、合理運用計算機模擬實驗,但不能完全替代真實的化學實驗。”可見,新課標高度重視化學實驗。在此,筆者對新課標背景下高中化學實驗教學作了一定的思考。
一、充分認識實驗教學目的,引導學生積極參與化學實驗。
化學實驗教學的過開展不僅僅在于使學生掌握某個具體實驗,而是在這個過程中通過動手、觀察、質疑、思考來獲得一些特殊的實驗技能并形成一定的學科素養,更是為了幫助學生鞏固相關化學理論知識。教師不應該簡單地通過講授、記憶等方法來進行化學實驗教學,應該讓學生有機會更多的參與到實驗中來。這就要求教師自身首先具有良好的組織能力和課堂把控能力,合理分配教學時間,營造良好的實驗教學氛圍。
二、高度重視典型實驗分析,幫助學生提升實際操作能力。
《普通高中化學課程標準(2017年版)》要求:“整體規劃實驗及探究教學, 發揮典型實驗探究活動的作用?!币虼?,要充分利用典型實驗,幫助學生提升實際操作能力。(一)以典型實驗為范本進行剖析,闡明實驗的操作要點。通過典型實驗的分析,能夠使學生更為清晰地了解實驗的原理,并且切實提高學生的操作能力。以制取氨氣這一實驗為例,通過分析能夠發現該實驗涵蓋了如下操作要點:(1)實驗設備的遴選,設備的組裝與加固;(2)實驗設備密閉性檢查;(3)實驗所需的藥品取用方式;(4)實驗中所采取的加熱方式;(5)對實驗制取的氨氣的凈化處理與干燥處理方式;(6)對實驗制取的氨氣的收集與放置方法;(7)實驗設備的拆卸。高中化學教師應當依托具體的氨氣制取實驗過程,在向學生進行實驗過程演示的同時,為學生講清每一個具體的實驗步驟,使學生掌握完成這一實驗的操作要點。(二)依托對實驗操作過程的分析,使學生洞悉實驗操作的關鍵之處。高中化學教師必須使學生洞悉實驗操作的關鍵之處,并且使學生能夠扎實掌握這些知識要點。在氨氣易溶于水實驗中,教材中的實驗步驟之一為使用干燥的燒瓶對所制取的氨氣加以收集,然而因燒瓶保持干燥較難,同時考慮到氨氣易溶于水的性質,極易影響到最終的實驗效果。部分學生在教師的啟發下,進行了實驗步驟創新,即先在燒瓶中加入濃氨水,其后搖晃燒瓶將濃氨水迅速倒掉,立刻進行“噴泉”實驗的演示,取得較為理想的實驗效果。
三、充分挖掘實驗承載功能,設計探究實驗激發學生創造性。
探究實驗和驗證實驗是中學化學實驗教學的兩種具體開展形式。驗證實驗是在目的明確、原理清晰的基礎上對相關現象結論的驗證,流程趨于固化、結論趨于同向,不利于創新和發散性思維。探究實驗和驗證實驗則完全不同,通過提出問題來驅動,猜想假設來推進,設計并完成實驗來完成認知的發展和邏輯體系的進一步完善。由此可知,探究實驗更有利于發揮實驗教學本身所承載的各項功能,全方位激發學生的學習熱情和創造性。例如,一教師在講到氯水的漂白性時,將相關探究實驗設計如下:(一)猜想假設從元素守恒及電子轉移守恒可知,氯氣與水反應還生成了其他物質。氯水中有Cl2、H2O、鹽酸、新物質。猜測一:氯氣使有色物質褪色;猜測二:新物質使有色物質褪色。(二)設計實驗(1)在干燥的氯氣中放入干燥的有色布條;(2)在干燥的氯氣中放入濕潤的有色布條或鮮花。(三)實驗用品彩紙、小藥瓶、注射器等,塑料軟瓶裝氯氣、蒸餾水。(四)實驗驗證友情小貼士:(1)氯氣有毒,為了預防氯氣泄露出來,請大家不要開啟裝有氯氣的藥瓶的瓶塞,拔針管時也要同樣注意不要帶出瓶塞。(2)取氯氣1mL,注射時動作要緩慢。(五)分析結論[設疑]注入氯氣后,有的小組彩紙顏色變淺,從中你能得到什么結論?[引導]設計方案時須確保無水,應從哪些角度考慮,注意哪些問題?[小結]能漂白的物質是氯氣與水反應生成的新物質。[講述]科學家通過大量實驗證實了新物質為次氯酸。(六)總結歸納:(1)氯氣與水反應方程式。(2)次氯酸有強氧化性,能消毒、漂白。(3)科學探究的步驟:呈現問題→猜想假設→設計實驗→實驗驗證→分析結論。探究性實驗過程中的提出問題、猜想假設、設計合理的實驗方案、選擇恰當實驗用品進行實驗驗證、收集相關數據、解釋現象并得出結論、總結歸納是符合科學探究的邏輯的。
總而言之,新課標的核心內容是提高學生的綜合素質,而化學實驗則是化學教育的基礎。作為一名合格的高中化學教師,一定要用發展的眼光看問題,重視化學實驗教學,重視實驗創新,培養學生的學科思維和動手能力。