班英
摘 要:化學實驗是發(fā)展學生學科素養(yǎng)的重要載體,通過實驗可使學生在獲得知識的過程中提高關鍵能力,形成相應的化學學科素養(yǎng)。論述了高中化學教學應從引導學生整合拓展實驗資源、指導學生深度解析典型實驗、鼓勵學生合作進行實驗探究這三個方面,著力于學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展。
關鍵詞:化學實驗;整合拓展;深度解析;實驗探究;學科素養(yǎng)
實驗是培養(yǎng)和發(fā)展學生學科素養(yǎng)的重要載體。在化學教學中,面對不同模塊的內(nèi)容時,教師應以實驗為載體,采取不同的實驗活動教學方式,促進學生核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。
一、引導學生整合拓展課本實驗,有效提高學生的化學關鍵能力
元素化合物的內(nèi)容多而雜,學生通過實驗,可以充分認識到不同物質性質的差異和它們之間奇妙的變化,進一步激發(fā)學習化學的興趣。但教材上對有些物質的重要性質所編排的實驗并不全面,因此在教學中,教師在原有實驗的基礎上,應積極引導學生根據(jù)物質的性質對課本實驗進行整合,拓展增加一些實驗,將一些重要物質的性質串聯(lián)起來,以利于學生的學習認知。學生通過討論、操作、觀察、紀錄等活動,提高了動手能力、觀察能力、表達能力;通過宏觀實驗現(xiàn)象推斷及微觀原子結構解釋,逐步形成了宏觀辨識與微觀探析的素養(yǎng)。
【案例一】探究Al及其化合物的性質(案例均以人教版普通高中化學必修和選修課本為例)
課本實驗:【3-7】Al2(SO4)3與氨水反應【3-8】Al(OH)3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應。
拓展實驗:(1)在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,繼續(xù)再向上述混合溶液中逐滴加入鹽酸直至過量;(2)AlCl3溶液與NaOH溶液進行互滴;(3)將Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液混合。
設計意圖:認識鋁鹽和偏鋁酸鹽的性質以及它們之間的相互轉化、進一步認識Al(OH)3的酸式電離和堿式電離、理解兩性物質的特性以及泡沫滅火器的原理。
【案例二】探究SO2的性質
課本實驗:【4-7】SO2的溶解性和漂白性、水溶液酸堿性。
拓展實驗:(1)SO2制備和性質探究:用Na2SO3固體和70%的H2SO4反應,將產(chǎn)生的SO2氣體分別通入盛有石蕊試液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液、氯化鐵溶液的試管中;(2)SO2收集:用試管收集SO2氣體,聞氣味,再向其中加入滴有酚酞的氫氧化鈉溶液。
設計意圖:知道SO2的制備原理和收集,認識SO2的還原性、酸性氧化物的性質、漂白性。
【案例三】探究NO、NO2、HNO3的性質
課本實驗:“科學探究”NO2盡可能多的被水吸收及循環(huán)利用
拓展實驗:取50毫升一次性針筒,完成銅與濃、稀硝酸反應的實驗
設計意圖:認識Cu與濃、稀HNO3的反應以及NO2和NO間的轉化,用一次性針筒做實驗,既可避免空氣的影響,也可減少對環(huán)境的污染,增強學生的環(huán)保意識。
二、指導學生深度解析實驗,逐漸建立學生的化學認知模型
解析即深入分析、拆解分析。學生對化學實驗都比較感興趣,但大多數(shù)學生只限于按照步驟完成,對實驗的理解不深入,更談不上舉一反三。這就需要教師指導學生對典型實驗解析,除了原理、操作、現(xiàn)象及解釋等基本內(nèi)容外,還需要把實驗拆解開來,以問題導引分析理解每一步操作的意義、設計意圖、對實驗所給數(shù)據(jù)的分析、實驗的改進和評價、實驗的影響因素、歸納提煉同一類實驗的關鍵步驟和注意事項等,從而使學生體會到實驗的深層價值和意義,逐漸建立認知模型,并依此解決同類問題。
【案例四】苯甲酸的重結晶
1.指導學生閱讀實驗,并歸納實驗步驟及操作注意事項
2.拆解實驗:以問題為導引
(1)溶解時燒杯規(guī)格、溶劑如何選擇?采取哪些措施可加速溶解?
(2)結合苯甲酸的溶解度和實驗數(shù)據(jù),如何得到飽和溶液?
(3)為什么要趁熱過濾?趁熱過濾漏斗如何選擇?
(4)為加快過濾的速度和得到更干燥的固體可選用什么過濾裝置?
(5)冷卻結晶時為什么緩慢冷卻?得到的晶形有什么不同?
(6)晶體全溶后再加入少量蒸餾水的目的是什么?
(7)要得到更多的苯甲酸晶體,是不是溫度越低越好?
3.歸納提煉:建立認知模型
(1)歸納重結晶適用范圍、操作關鍵步驟、注意事項。
(2)從溶液中得到晶體或固體有哪些方法?如何選擇?
三、鼓勵學生進行實驗探究,積極培養(yǎng)學生的化學創(chuàng)新意識
實驗探究分為提出問題、做出假設、設計實驗、進行實驗、得出結論、交流討論六個步驟。在教學中,教師以課本中的“科學探究”欄目、學生學習中的疑難點以及日常生活中的問題為資源,引導和鼓勵學生依據(jù)自己感興趣的內(nèi)容,選取主題進行實驗探究。學生通過查閱相關資料、設計實驗方案、完成實驗、寫出實驗報告等活動,充分體驗探究的過程,有效地促進了科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的形成。
【案例五】探究KI溶液在空氣中的氧化
提供試劑:1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、PH=8KOH溶液、PH=13KOH溶液、淀粉溶液。
探究內(nèi)容:(1)溫度的影響;(2)中性、酸性、堿性介質的影響;(3)氧氣濃度的影響。
筆者在多年教學中,深切體會到以實驗為載體,通過多種實驗活動教學方式,對培養(yǎng)和發(fā)展學生學科素養(yǎng)有著積極和獨特的作用,而且從方法論的角度,在今后的化學教學中仍具有極大的探索和拓展的空間。