魯云珍
(江蘇省東海高級(jí)中學(xué) 江蘇 東海 222300)
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科中學(xué)生最感興趣的一種學(xué)習(xí)形式,對(duì)落實(shí)化學(xué)新課標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力來說,也是一種無可替代的教學(xué)手段。但是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻受課時(shí)、用品、實(shí)驗(yàn)員人力不足等諸多條件限制而不能發(fā)揮應(yīng)有作用,相當(dāng)一部分老師認(rèn)為課堂管理難度大,課堂容量小,“做實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”,常常壓縮或干脆取消學(xué)生實(shí)驗(yàn)。因此,新課標(biāo)實(shí)施以來,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅沒有得到加強(qiáng)反而有被弱化的趨勢(shì),這是違背新課標(biāo)教學(xué)要求的,如何在新課標(biāo)背景下強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),努力達(dá)成教學(xué)目標(biāo),筆者從以下幾方面進(jìn)行了初步探索:
請(qǐng)看本人執(zhí)教的一堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)片段:
實(shí)驗(yàn)課題:化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
地點(diǎn):實(shí)驗(yàn)室
主要內(nèi)容:以四個(gè)化學(xué)反應(yīng)為載體探討濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及濃度和溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。
過程:
教師首先將已經(jīng)批閱過的學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告發(fā)到學(xué)生手中,學(xué)生迅速地看老師的批語。
師:有同學(xué)在預(yù)習(xí)報(bào)告中質(zhì)疑 “為什么用Na2S2O3和H2SO4之間的反應(yīng)以及FeCl3和KSCN之間這兩個(gè)不很熟悉的反應(yīng)來研究反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)呢?
生甲:這兩個(gè)反應(yīng)都有明顯的現(xiàn)象。
生乙:能否用H2SO4和BaCl2溶液之間有明顯沉淀的反應(yīng)來研究反應(yīng)速率呢?
生丙:估計(jì)不能,因?yàn)樗鼈冎g反應(yīng)太快。不過可以試一試。
師:大家說得有道理,今天要用到的四個(gè)反應(yīng)都比較適當(dāng),但不是唯一的,有的同學(xué)已經(jīng)計(jì)劃在試驗(yàn)其他反應(yīng)。和以往一樣,規(guī)定實(shí)驗(yàn)的用品在你們的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,自選實(shí)驗(yàn)的用品在 “實(shí)驗(yàn)用品超市”里。下面開始動(dòng)手操作。
學(xué)生們檢查了一下各自實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器和藥品,然后就興致勃勃地做起實(shí)驗(yàn)來了。
原來,所謂的“實(shí)驗(yàn)用品超市”就是實(shí)驗(yàn)室前后的兩個(gè)大實(shí)驗(yàn)臺(tái),上面擺放的是學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告中提出的超出課本實(shí)驗(yàn)要求以外的用品,因?yàn)楦鱾€(gè)組的要求不同,所以放在公共實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。
實(shí)驗(yàn)過程里只見學(xué)生們忙忙碌碌,還真像個(gè)小研究員,不過學(xué)生們興奮的程度反映了他們的天真,他們常會(huì)大聲講話,做出結(jié)果的時(shí)候還會(huì)情不自禁地發(fā)出高興的大笑,失敗的時(shí)候臉上則寫滿著急、沮喪,有時(shí)突發(fā)奇想就將藥品混合起來去探究他們小腦瓜中存在的疑慮了,遠(yuǎn)不像做坐在教室里那么“規(guī)矩”了。
教師確實(shí)比較辛苦了,前后穿梭于學(xué)生之間,糾正學(xué)生們不規(guī)范的動(dòng)作,解答學(xué)生們提出的各種各樣的問題,查找實(shí)驗(yàn)失敗的原因,有時(shí)還得添補(bǔ)儀器和藥品。真正成了學(xué)生們的“助理研究員”了。
接近下課的時(shí)候,教師走上講臺(tái)。
師:現(xiàn)在,大家匯報(bào)一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
生?。何易稣n本上的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)按課本上的方案在燒杯中先加入10mL蒸餾水后再分別加入FeCl3和KSCN溶液各1滴時(shí),反應(yīng)混合液的顏色太淺,需要加入兩種溶液各3-4滴現(xiàn)象才明顯。
生戊:我發(fā)現(xiàn)研究條件對(duì)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響就需要設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。我還做了0.1mol/L的鹽酸和醋酸與同樣碳酸鈉粉末反應(yīng)、0.1mol/L鹽酸與碳酸鈉和石灰石反應(yīng)、0.1mol/L和0.01mol/L鹽酸與鋅反應(yīng),結(jié)果與預(yù)期的一樣。
生己:我除了完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外,還驗(yàn)證了我在資料上看到的AgCl可以溶解在氨水中,AgBr可以溶解在Na2S2O3溶液中,AgI可以溶解在NaCN溶液中。
……
學(xué)生庚手中拿著一支試管興沖沖地走上講臺(tái),展示他的試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,試管中有大約5mL棕色液體,液體中卻不斷有大量無色氣泡冒出。
生庚:這支試管中開始混合的是H2O2和KI溶液,并且加了幾滴稀硫酸,本來就是想驗(yàn)證一下H2O2可以將I-氧化成I2,現(xiàn)在溶液的棕色應(yīng)該是生成的I2的顏色,可是,溶液中為什么會(huì)放出大量的無色氣泡呢?
師:生庚的這個(gè)實(shí)驗(yàn)很有趣,他前面的解釋是正確的,后面這大量無色氣體的放出所蘊(yùn)涵的反應(yīng)原理與我們今天的實(shí)驗(yàn)主題密切相關(guān),我們將有一個(gè)意外的收獲,希望大家課后都來思考這個(gè)實(shí)驗(yàn),并通過查資料、討論把該反應(yīng)原理搞清楚,把你的研究結(jié)果寫在本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)報(bào)告上,下節(jié)課我們?cè)偻▓?bào)研究情況。
下課鈴響,教師宣布下課,同學(xué)們自動(dòng)收拾儀器、清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)、打掃衛(wèi)生,帶著問題離開了實(shí)驗(yàn)室。
新課標(biāo)的一個(gè)重要的指導(dǎo)思想是大力 “倡導(dǎo)以科學(xué)探究為主的多樣化的學(xué)習(xí)方式”,“發(fā)展科學(xué)探究能力”,并“將科學(xué)探究作為課程改革的突破口”。有專家認(rèn)為化學(xué)教學(xué)中的科學(xué)探究包含了8個(gè)要素,這8個(gè)要素之間的關(guān)系可用下圖表示:
科學(xué)探究構(gòu)成要素關(guān)系圖
從上面所敘述的那堂課來看,學(xué)生實(shí)驗(yàn)較完整地通過這8個(gè)要素激發(fā)和鞏固了學(xué)生科學(xué)探究興趣、鍛煉了學(xué)生的科學(xué)探究能力、培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的探究方法、發(fā)展了學(xué)生的發(fā)散思維品質(zhì)、豐富了學(xué)生探究—成功(或探究—失?。┑那楦畜w驗(yàn),并且有助于學(xué)生養(yǎng)成不怕吃苦、敢于創(chuàng)新、努力探索、有所發(fā)現(xiàn)、服務(wù)社會(huì)、實(shí)現(xiàn)人生目標(biāo)的正確的價(jià)值觀。即便單從鞏固知識(shí)這一目標(biāo)來看,學(xué)生們的收獲也是豐富的,不僅驗(yàn)證了學(xué)過的相關(guān)知識(shí)、一些課外知識(shí),甚至還無意中發(fā)現(xiàn)了I2催化H2O2分解這一意想不到的新知識(shí),探究所激發(fā)出來的學(xué)習(xí)熱情一定會(huì)讓他們更加主動(dòng)地去進(jìn)行新的探究和學(xué)習(xí),至于教師的辛苦,那正是“以學(xué)生為本”新教育理念的體現(xiàn)。學(xué)生綜合素質(zhì)的提高、富有生命力的知識(shí)發(fā)展就是最好的回報(bào)。
實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)往往都有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案,用品也都是教師或?qū)嶒?yàn)員準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)?,學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)所遇到的困難比較少。家庭實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)用品需要自己準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)方案要自己摸索,所以家庭實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)性比較強(qiáng),一旦實(shí)驗(yàn)成功,學(xué)生體會(huì)到的發(fā)現(xiàn)的快樂的情感體驗(yàn)也強(qiáng)于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。另外,學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)的時(shí)間比較靈活,由學(xué)生自己把握,所以,家庭實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充和拓展,是高效課堂走向高效學(xué)習(xí)的重要途徑。
能作為家庭實(shí)驗(yàn)的課題有很多,例如月季花或茄子皮中有機(jī)色素的提取;用自己提取的色素檢驗(yàn)食醋、石灰、肥皂等物品的酸堿性;菠菜中色素的層析;海帶中碘的提?。ㄟ^氧化氫溶液可以從醫(yī)藥公司購買);加碘鹽中碘的檢驗(yàn)(教師發(fā)給碘化鉀試紙);鋼鐵吸氧腐蝕的觀察;蔗糖分子、淀粉分子、食鹽電離的鈉離子、氯離子能否透過半透膜;用廢手機(jī)充電器自制電解器,并用電解器電解食鹽水制消毒劑等。
學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)中能更加充分地發(fā)揮主觀能動(dòng)性,有的實(shí)驗(yàn)效果比實(shí)驗(yàn)室中更加理想。例如,從海帶中提取碘,實(shí)驗(yàn)室坩堝中灼燒海帶,量比較少,也不容易做到充分灼燒,家庭實(shí)驗(yàn)中可以用煤氣灶的火焰灼燒大塊海帶,獲得的碘單質(zhì)比較多,現(xiàn)象很明顯。
南京大學(xué)的游效曾教授說:“一個(gè)方程式就是一個(gè)工廠”,足見化工廠與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系的密切,也說明化學(xué)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用不像理論上那樣簡(jiǎn)單。在我們的周圍與化學(xué)有關(guān)的單位很多,讓學(xué)生到附近的化工廠、環(huán)保局參觀、實(shí)踐,讓學(xué)生親身感受課堂上所學(xué)的知識(shí)是如何轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的,便更加努力學(xué)習(xí)自己的化學(xué)專業(yè),對(duì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)也更有興趣。筆者在實(shí)際教學(xué)過程中經(jīng)常帶學(xué)生到環(huán)保局、污水處理廠、化肥廠、酸廠、堿廠、玻璃廠等化工單位去參觀、實(shí)踐,不僅了解這些單位的工作和生產(chǎn)原理,還親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)分析,這些單位的實(shí)驗(yàn)儀器比學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的更全面、更高級(jí),原理更貼近真實(shí)情境,大大開闊了學(xué)生的視野,提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法,還幫助學(xué)生建立關(guān)注社會(huì)、關(guān)注生活、節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境的公德意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感,符合新課標(biāo)的教學(xué)要求。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的永恒主題。因?yàn)榧揖池毢瑥男W(xué)就輟學(xué)去訂書鋪里當(dāng)學(xué)徒的法拉第就是因?yàn)閷?duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣而執(zhí)著追求,成長(zhǎng)為造福世界的科學(xué)巨匠??萍硷w速發(fā)展的今天,發(fā)明創(chuàng)造仍然靠實(shí)驗(yàn)探索,從基礎(chǔ)教育階段培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,確實(shí)是為學(xué)生的未來發(fā)展做準(zhǔn)備,我們需要為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率而不懈努力。
但是,目前部分中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅沒有得到加強(qiáng),反而被不同程度地弱化?,F(xiàn)行的高考模式、新教材的使用、課時(shí)的沖突等諸多因素導(dǎo)致部分學(xué)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得困難重重,作為化學(xué)教師,我們需要對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)、對(duì)教育事業(yè)負(fù)責(zé)、對(duì)我們所從事的化學(xué)學(xué)科負(fù)責(zé),我們需要克服困難,創(chuàng)新教學(xué)思路,在不利的環(huán)境中不折不扣地完成教學(xué)任務(wù),實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。