朱軍
摘 要: 在初中義務(wù)教育階段,化學(xué)新課程要求教師既重視對學(xué)生實(shí)驗知識技能的培養(yǎng),又重視對學(xué)生化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)的培養(yǎng),化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)是學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗中表現(xiàn)出來的科學(xué)品質(zhì),包括對化學(xué)實(shí)驗的興趣、情感、態(tài)度、意志和科學(xué)精神等,將促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗認(rèn)知系統(tǒng)的建構(gòu)和發(fā)展,加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)的培養(yǎng),對于全面提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)具有重大意義。在課程改革深入推進(jìn)的今天,在化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,教師如何形成教學(xué)新理念,如何運(yùn)用實(shí)驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗品質(zhì),如何發(fā)揮教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性等問題,對于教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進(jìn)教學(xué)方法及增強(qiáng)教學(xué)效果意義重大。
關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 實(shí)驗教學(xué) 實(shí)驗品質(zhì)
發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)卓有成效,教師教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)的關(guān)鍵,認(rèn)識到育人比教書重要,培養(yǎng)非智力因素比智力因素更重要,教師的新型教學(xué)理念一旦形成,在實(shí)驗教學(xué)設(shè)計中就會主動而有意識地采取各種教學(xué)手段和方法培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)。
一、對學(xué)生實(shí)驗興趣的培養(yǎng)
實(shí)驗興趣包括:觀察型興趣→操作型興趣→探究型興趣→概括型興趣四個循序漸進(jìn)的部分,其中前兩種興趣是暫時性興趣,它們屬于興趣的低級階段。第三種興趣是從低級到高級的過渡階段,屬于穩(wěn)定興趣的低級階段。因此在實(shí)驗教學(xué)活動中,教師要引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)驗的注意力和興趣,轉(zhuǎn)移到明確實(shí)驗?zāi)康?、?guī)范實(shí)驗操作、全面觀察和準(zhǔn)確記錄實(shí)驗現(xiàn)象方面。例如在教學(xué)《常見的酸及其性質(zhì)》這節(jié)課時,為了體現(xiàn)學(xué)生的主體性原則,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗興趣,可以進(jìn)行如下教學(xué)設(shè)計。
案例1:認(rèn)識濃鹽酸和濃硫酸:濃鹽酸和濃硫酸都屬于危險性藥品,在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗探究時,教師做演示實(shí)驗,實(shí)驗前要提示學(xué)生使用腐蝕性藥品時,注意安全并采取必要的防護(hù)措施。
師:在做實(shí)驗時,我怎樣才能防止?jié)恹}酸或濃硫酸沾到衣物上呢?
生:“穿上防護(hù)服”,教師把課前準(zhǔn)備好的白色防護(hù)服穿上。(因為教師在課堂上很少穿白大褂,所以學(xué)生會非常興奮和激動。)
師:將一瓶濃鹽酸小心打開瓶蓋,學(xué)生請仔細(xì)觀察瓶口,你發(fā)現(xiàn)了什么?
生:發(fā)現(xiàn)瓶口有白霧產(chǎn)生。
師:瓶口產(chǎn)生白霧的原因是濃鹽酸揮發(fā)的氯化氫氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合成鹽酸小液滴的緣故。(同學(xué)們有沒有辦法讓白霧更明顯,更猛烈一些呢?)
生:我們呼出的氣體中含有大量的水蒸氣,可以嘗試對著試劑瓶的瓶口用力吹氣。
師:這個主意挺好,哪位同學(xué)能幫大家完成這個心愿呢?
生:對著瓶口吹氣,產(chǎn)生大量的白霧。(大家興奮不已)
師:這位同學(xué)表現(xiàn)得積極、勇敢,希望其余的同學(xué)也能踴躍參與,謝謝這位同學(xué)的精彩表現(xiàn)。
在講到濃硫酸的脫水性時,同樣可以邀請學(xué)生參與教師演示,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。
師:濃硫酸具有脫水性,能夠把木條、紙張等有機(jī)物碳化,將木條沾上濃硫酸,木條立即變成黑色,然后用玻璃棒蘸取濃硫酸滴到白紙上,發(fā)現(xiàn)紙張變暗,怎樣提高反應(yīng)速率呢?
生:用酒精燈提高紙張的溫度。
師:哪位同學(xué)能夠勝任這項任務(wù)呢?
生:將滴有濃硫酸白紙小心水平放到距酒精燈外焰上方10cm~15cm處,在白紙上面滴有濃硫酸的地方立即變黑,甚至爛掉(學(xué)生觀察到上述現(xiàn)象時,感到非常驚訝和不可思議,頓時產(chǎn)生濃厚的實(shí)驗興趣。)
二、對學(xué)生情感、態(tài)度的培養(yǎng)
在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,借助喜聞樂見、趣味橫生的化學(xué)實(shí)驗活動,逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)情感和科學(xué)態(tài)度。例如在《海水制堿》這節(jié)課,教師結(jié)合實(shí)驗講述侯德榜發(fā)明聯(lián)合制堿法的故事。
案例2:愛國主義情感教育:在學(xué)習(xí)海水“制堿”這節(jié)課時,學(xué)生通過學(xué)習(xí)“氨堿法”的工藝流程,了解到“氨堿法”的許多優(yōu)點(diǎn)。但是,“氨堿法”存在明顯缺點(diǎn):回收氨氣時產(chǎn)生的氯化鈣會污染環(huán)境。有沒有辦法解決氨堿法的缺點(diǎn)呢?怎樣解決呢?它是由哪個國家的化學(xué)家解決的這個難題?投影展示我國化學(xué)家侯德榜先生的圖片和生平事跡,然后學(xué)生閱讀:1926年,我國化學(xué)家侯德榜先生在“氨堿法”的基礎(chǔ)上發(fā)明“侯式制堿法”,他曾在美國留學(xué)八年,嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)獲得博士學(xué)位,為了振興中國極為落后的化學(xué)工業(yè),幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)回到祖國。在他的帶領(lǐng)下深入研究和革新制堿工藝,實(shí)驗做了一遍又一遍,他要求所有的實(shí)驗都做到30多遍,這種做法一開始得不到他人理解,認(rèn)為反復(fù)實(shí)驗幾十次浪費(fèi)寶貴時間和精力。事實(shí)證明,大部分實(shí)驗要經(jīng)過20多次實(shí)驗,其實(shí)驗數(shù)據(jù)才能穩(wěn)定下來,這樣獲得的數(shù)據(jù)才是準(zhǔn)確和可靠的,侯德榜這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度促進(jìn)侯式制堿法的成功研制。侯德榜創(chuàng)立世界領(lǐng)先的聯(lián)合制堿法(又稱侯氏制堿法),制取堿的純度高達(dá)98%以上,為祖國爭得榮譽(yù)。學(xué)生分組討論,暢談感想,并以《侯德榜感動了我》為題,進(jìn)行即興發(fā)言。通過我國化學(xué)家侯德榜先生熱愛祖國、獻(xiàn)身化學(xué)科學(xué)的故事,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
三、對學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng)
良好的意志品質(zhì)具有高度的堅韌性和自覺性。學(xué)生擁有良好的意志品質(zhì)要比天資聰慧更重要,原因是所有的創(chuàng)造發(fā)明和成就的取得,都不是一帆風(fēng)順的,需要?dú)v經(jīng)千難萬險才能實(shí)現(xiàn)。在化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,教師可利用化學(xué)實(shí)驗的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的意志品質(zhì),以下是借助《酸堿中和反應(yīng)》實(shí)驗對學(xué)生意志品質(zhì)培養(yǎng)的嘗試。
案例3酸堿中和反應(yīng):中和反應(yīng)是重要的化學(xué)實(shí)驗,教師要經(jīng)常安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗,以提高學(xué)生的實(shí)驗操作技能和鞏固中和反應(yīng)的概念。在酸堿中和反應(yīng)的實(shí)驗教學(xué)中,為了縮短實(shí)驗時間,教師往往把氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配制得很低,而鹽酸溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配制得很高,當(dāng)把鹽酸溶液滴入含有酚酞的氫氧化鈉溶液時,僅需要大約三五滴鹽酸溶液,溶液就會由紅色變成無色。這樣,盡管達(dá)到實(shí)驗的目的,但是由于縮短了實(shí)驗時間,因而不利于學(xué)生化學(xué)實(shí)驗品質(zhì)的培養(yǎng)。
教師應(yīng)按照實(shí)驗要求的濃度,配制鹽酸和氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),然后學(xué)生將稀鹽酸溶液逐滴滴入氫氧化鈉溶液中,一定要嚴(yán)格按照滴一滴鹽酸,然后攪拌溶液的要求進(jìn)行規(guī)范操作,并注意玻璃棒不要碰到燒杯內(nèi)壁,學(xué)生慢慢操作大約需要加入25至30滴鹽酸時,溶液才會由紅色變成無色,當(dāng)溶液變成無色,立即停止滴加鹽酸,此時恰好完全反應(yīng)。在做酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗時,學(xué)生非常期待實(shí)驗現(xiàn)象的發(fā)生,長時間反復(fù)地滴加和攪拌,能夠磨煉學(xué)生的耐性和韌性,將促進(jìn)學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng)。
四、對學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)
教師和學(xué)生積極地改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗,有利于學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。例如凈化天然水的探究實(shí)驗,教材中的實(shí)驗安排是分步進(jìn)行的,可以鼓勵學(xué)生設(shè)計組裝一體裝置,學(xué)生興趣會大大提高。在實(shí)驗教學(xué)中改進(jìn)實(shí)驗裝置或藥品,能夠培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
案例4測定空氣中氧氣含量實(shí)驗的改進(jìn):測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗,在現(xiàn)行教材中利用的藥品是銅粉,以測定空氣中氧氣的含量。這個實(shí)驗仍然存在許多問題,如加熱溫度過高,加熱時間過長、推拉活塞的次數(shù)較多、活塞的摩擦力較大等影響因素。為解決這個問題,在原有實(shí)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計一套實(shí)驗裝置,整套裝置組裝簡單,操作簡便,收集到的實(shí)驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
(1)取兩支大小相同的具支試管,將其中一支裝滿硫酸銅溶液,塞上橡皮塞,取下橡皮塞把液體倒入量筒內(nèi),測得具支試管的體積約為50mL;(2)將足量的白磷放入具支試管中部,塞緊帶氣球的橡皮塞,趕盡氣球內(nèi)的空氣,連上膠皮管,夾上彈簧夾,膠皮管的另一端放入量筒內(nèi),在試管中部用酒精燈加熱,白磷開始燃燒,產(chǎn)生大量白煙;(3)待反應(yīng)結(jié)束稍等片刻。然后用濕毛巾冷卻具支試管,裝置完全冷卻后,量筒內(nèi)的硫酸銅溶液被吸入具支試管,取出膠皮管,然后讀數(shù),量筒內(nèi)液體體積約為40mL,顯然液體減少10mL,由此證明空氣體積的1/5是氧氣。
借助量筒量取具支試管內(nèi)氣體減少的體積,使實(shí)驗數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,更具有說服力;白磷的著火點(diǎn)比較低,利用白磷消耗空氣中的氧氣,僅需要在較低的溫度下就能進(jìn)行,便于實(shí)驗操作;用濕毛巾冷卻具支試管,大大縮短操作時間;將硫酸銅溶液注入量筒,不僅有利于觀察實(shí)驗,而且能夠吸收白磷蒸氣,有效防止空氣污染。
由此可見,教師借助化學(xué)實(shí)驗的特點(diǎn)和優(yōu)勢,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,不僅符合我國素質(zhì)教育的要求,而且是社會賦予教師的神圣職責(zé)。在化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)和優(yōu)化教材中的化學(xué)實(shí)驗設(shè)計或裝置,增強(qiáng)實(shí)驗創(chuàng)新意識,增加探究性實(shí)驗,更換或替代實(shí)驗藥品和器材,注意實(shí)驗的環(huán)保型和節(jié)約型,在沒有經(jīng)驗的地方積累經(jīng)驗,在沒有現(xiàn)成答案的地方摸索答案。
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