蘇銘泉
天??h新華中學 甘肅天祝 733200
化學實驗是中學生進入化學知識寶庫的鑰匙,在化學學科的教育中有其不可替代的作用。當前,在中學化學教材中,大部分實驗是演示實驗,約占實驗總數(shù)的90%以上,學生自我創(chuàng)新動手的機會太少。不僅如此,演示實驗又主要以驗證性實驗為主,探索性實驗很少,這自然限制了學生探究問題的主動性。而對化學實驗的優(yōu)化則能激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)學生在不同情境下綜合運用知識的能力。本文就筆者的實踐談幾點“優(yōu)化化學實驗,提高教學質量”的認識,以供同行參考。
化學實驗基本操作是學生做好實驗的基礎,化學基本操作的范圍很廣泛,最重要的是試劑的取用、稱量、溶解、攪拌、加熱、過濾、蒸發(fā)、結晶、沉淀洗滌,以及常用儀器的使用、連接和安裝等,這些基本操作是進行各類實驗的共同基礎,也可以說是化學實驗里的基本功。九年級學生剛接觸化學實驗,動手能力很差,在教學中如果僅僅是重視理論知識的講解,忽視學生實驗操作規(guī)范的訓練,學生就會在實際操作中笨手笨腳,使理論知識不能很好地指導實踐活動。所以教師在教學中要結合課本安排的學生實驗,有計劃、按步驟地訓練和規(guī)范學生的基本操作,使學生掌握常用儀器的用途和操作方法。在化學基本實驗操作的教學中,教師要真正地讓學生走進實驗室,接觸常見的儀器,使用常見的儀器,并加大訓練力度,培養(yǎng)學生規(guī)范的操作動作,務必使學生做到口能說、手能做。如此一來,學生才能在化學實驗活動中熟能生巧。
觀察不僅要有實事求是的科學態(tài)度,還要有一絲不茍的認真精神。實驗教學中教師要盡可能地創(chuàng)造機會讓學生觀察,從中得以訓練能力。如把教師演示實驗分解成學生演示實驗,利用電化手段放大一些微小實驗,布置可行性的家庭小實驗,成立課外實驗小組,增補一些與教學內容有關的實驗,學校對學生要開放實驗室等,都能增加學生動手實驗和觀察的機會。在觀察中要指導學生怎樣觀察、觀察什么,特別要告訴學生按實驗前、實驗進行中、實驗完畢三個步驟進行觀察,培養(yǎng)學生良好的觀察習慣,可以促使學生思維活躍、記憶加深。這樣就為優(yōu)化化學實驗做好了準備。
在化學的學習過程中,知識與技能的遷移并不是簡單地將已有的知識、經(jīng)驗“移位”或機械模仿,而是需要在面臨新的問題情境時,能迅速找出新舊知識之間的共同要素,確定所需解決的問題可否歸屬于已有的某類知識或是它的延伸、擴展。這就需要教師通過改進演示實驗,強化學生的思維品質。
如人教版教科書上,對蠟燭火焰各層溫度的比較,書上的方法是:取一根火柴梗,拿住一端迅速平放入火焰中,約1秒后取出,觀察并比較火柴梗在火焰的不同部位被燒的情況。此操作學生很不容易把握,有的看到火柴燒著了,有的中間兩端全變黑了。對此,讓學生用一根細鐵絲或細銅絲拉緊平放在火焰上。學生可明顯地看到金屬絲在外焰的部分發(fā)紅,內焰及焰心部分較暗,從而可以推斷出蠟燭火焰各層溫度的高低,而且易操作,現(xiàn)象明顯。
再如用火柴點燃蠟燭剛熄滅時的白煙,按照教科書上的介紹,由于吹滅蠟燭到點燃火柴的時間較長,白煙很快散盡,蠟燭很難重新燃燒。對此進行改進:熄滅蠟燭前將打火機并齊靠在蠟燭旁,吹滅蠟燭同時按下打火機,蠟燭即刻由點燃的白煙引燃,效果明顯。
在我國,中學生所做的絕大多數(shù)化學實驗都是教材中預先設計好的實驗。學生通過預定操作,觀察一下實驗現(xiàn)象,即可得出事先已確定的結論。這種照葫蘆畫瓢的傳統(tǒng)實驗束縛了學生的創(chuàng)造思維,不利于能力的培養(yǎng)。改進實驗方案設計是在傳統(tǒng)實驗的基礎上的延續(xù)和發(fā)展,需要學生自己探索實驗方法,選擇實驗器材和藥品,作出實驗成敗評估,這對提高學生的實驗技能和素質,培養(yǎng)獨立探索精神和分析問題、解決問題的能力是有益的。
如探究實驗室制取二氧化碳的反應原理和裝置,可以先引導學生根據(jù)已有知識分析:
1)哪些化學反應能生成二氧化碳,并從反應條件難易、反應原料是否易得、反應速度快慢、產(chǎn)生的氣體是否便于收集等因素進行比較,探究出實驗室制取二氧化碳的理想原料;
2)根據(jù)選擇的原料,利用給定的某些儀器,小組合作討論,合理設計制取二氧化碳的實驗裝置,并進行組裝。
學生在經(jīng)歷“收集資料→處理信息→實驗對比探究→用給定器材設計實驗方案→實驗驗證→自選儀器設計多種方案→展示交流并反思→歸納實驗室制取氣體的思路和方法”的小組合作探究過程,不僅使學生明確了實驗設計的一般思路,而且使他們進一步明確科學探究的要素,從而得出較佳的實驗裝置。
從調查結果中得出,改進化學實驗能抓住學生的心弦,設立疑問、激發(fā)興趣,可使學生以積極的態(tài)度、振奮的狀態(tài)投入到化學的學習中去。
在化學實驗中,要合理設置、引導學生提出核心問題,牢牢把握核心問題,把它作為貫穿實驗的思維主線,圍繞它進行猜想和假設、實驗和分析,達到實驗最優(yōu)的目的。
例如,碳酸鈣在高溫的條件下煅燒一段時間后,得到白色固體。為了確定白色固體的成分,請學生設計實驗對其可能的組成進行探究。
1)思考——提出猜想:根據(jù)化學方程式,提醒學生注意經(jīng)過“一段時間”,碳酸鈣一定完全煅燒完嗎?若煅燒完,白色固體為氧化鈣;若沒煅燒完,則為碳酸鈣和氧化鈣的混合物。
2)啟發(fā)——如何驗證猜想:怎樣用實驗來驗證自己的猜想呢?(啟發(fā)學生思考:這兩種白色固體的區(qū)別是什么?學生回答:有無碳酸鈣。如何確認有碳酸鈣的存在?有的學生答:用水。有的學生答:用稀鹽酸。)
3)討論——創(chuàng)設情境:將水、稀鹽酸分別加入這兩種混合物中,有何現(xiàn)象產(chǎn)生?討論:氧化鈣能與水反應生成微溶于水的氫氧化鈣,會有少量的白色固體沉在試管底部,而碳酸鈣難溶于水,也有白色固體沉于水底;稀鹽酸和氧化鈣、碳酸鈣都能反應,但和氧化鈣反應時無現(xiàn)象,而和碳酸鈣反應時有氣泡冒出。
學生在自主探索的基礎上,發(fā)表自己的見解,個體學識與智慧為整個集體所共享,經(jīng)過與其他學生的交流、修正,使實驗設計達到最優(yōu)化,也使學生體會到成功的喜悅。
總之,在中學化學教學中,化學實驗處于非常重要的地位,其作用是其他任何內容所無法取代的。一個好的優(yōu)化實驗設計,不僅能夠培養(yǎng)學生的觀察能力、操作能力、思維能力,而且更有利于提高學生的綜合分析問題和解決問題的能力。教師在教學中要不斷挖掘實驗中有啟發(fā)性、探究性的內容,讓化學實驗設計的優(yōu)化在提高教學質量方面更好地體現(xiàn)出來。
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