華利平
(寧波市鎮(zhèn)海中學(xué) 浙江 寧波 315200)
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào):“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí),促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。由于受到高考指揮棒的影響,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著重理論輕實(shí)驗(yàn)的思想。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)教師課堂上講實(shí)驗(yàn),課后學(xué)生背實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)也只是作為一種形式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式往往也是單一的以驗(yàn)證性的演示實(shí)驗(yàn)為主;復(fù)雜的,有難度的教師往往選擇放棄不做。更有甚者,教師迷戀于多媒體模擬實(shí)驗(yàn),舍棄了實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)。雖然驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是有利于學(xué)生加深理解教師在課堂上講解的內(nèi)容,增加感性認(rèn)識(shí),但對(duì)于一個(gè)已知結(jié)論的實(shí)驗(yàn)而言,不利于學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展,這種重結(jié)果輕過(guò)程的教學(xué)方法與新課程理念背道而馳。幫助學(xué)生了解化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)操作技能不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全部,實(shí)驗(yàn)在邏輯思維的培養(yǎng)、科學(xué)方法的建立、優(yōu)良情感的塑造等領(lǐng)域同樣發(fā)揮著重要的育人功能,所以應(yīng)該轉(zhuǎn)變思維,有必要開(kāi)發(fā)、重塑中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能。下面我就談?wù)剬?shí)驗(yàn)功能開(kāi)發(fā)的幾個(gè)角度,與同行交流。
建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)過(guò)程是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)環(huán)境相互作用,進(jìn)行“同化”與“順應(yīng)”過(guò)程。改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,積極尋求學(xué)生主動(dòng)參與。在完成實(shí)驗(yàn)對(duì)基本知識(shí)的驗(yàn)證后,揭示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后面的內(nèi)在規(guī)律,挖掘?qū)嶒?yàn)中滲透的其他知識(shí),使一個(gè)實(shí)驗(yàn)為多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)服務(wù),發(fā)揮實(shí)驗(yàn)知識(shí)功能的最大化。
案例一:濃稀硫酸在濾紙上寫(xiě)字烘烤都變黑。針對(duì)總有部分同學(xué)會(huì)有揮發(fā)的硫酸分子錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn),在進(jìn)行濃硫酸有關(guān)性質(zhì)教育的過(guò)程中增加對(duì)比實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)稀硫酸也變黑,證實(shí)水易揮發(fā),稀硫酸變成濃硫酸使紙脫水,從而確認(rèn)硫酸不易揮發(fā)。
案例二:過(guò)氧化氫中加入氯化鐵溶液的顏色加深。催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率,而本身參加化學(xué)反應(yīng),但是這樣的例子在高中化學(xué)中不多見(jiàn)。所以在使用該實(shí)驗(yàn)時(shí)不僅要突出本實(shí)驗(yàn)催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響,而且要適時(shí)的利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由黃到紅又到黃的過(guò)程,分析得出催化劑確實(shí)參加化學(xué)反應(yīng)的實(shí)例。
高考中沒(méi)有化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容,高中階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查也只是流于形式。許多中學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視,尤其是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力不重視,許多實(shí)驗(yàn)根本就不給學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì),最典型的事例就是學(xué)生連火柴也不會(huì)劃。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要重視學(xué)生操作能力的培養(yǎng),放手讓學(xué)生去操作。但單一的提高學(xué)生的操作能力還不足以改變學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ醯默F(xiàn)實(shí),很多同學(xué)的操作順序完全按照實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的步驟“照方抓藥”,不會(huì)對(duì)為何是設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)步驟產(chǎn)生疑問(wèn),不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的“不合理”現(xiàn)象產(chǎn)生疑問(wèn),要改變這種局面就要積極創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)多維度的能力培養(yǎng)。
觀(guān)察旨在通過(guò)發(fā)現(xiàn)和探索,將觀(guān)察得到的信息,通過(guò)分析、歸納、綜合、概括等思維活動(dòng),達(dá)到認(rèn)識(shí)事物及其變化規(guī)律的目的?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生會(huì)接觸到很多實(shí)驗(yàn)儀器,看到很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師應(yīng)該有意識(shí)地培養(yǎng)他們的觀(guān)察能力,多問(wèn)幾個(gè)為什么。如燒杯,量筒,滴定管三種儀器為什么測(cè)量體積的精度依次提高?容量瓶可以配制溶液而燒杯、量筒、滴定管為什么不可以?通過(guò)學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察儀器的構(gòu)造,對(duì)比它們的不同點(diǎn),發(fā)現(xiàn)主要是讀數(shù)時(shí)刻度(刻度線(xiàn))所在的儀器橫截面積不同,在人高度誤差相對(duì)恒定的情況下,橫截面積的大小決定了最終實(shí)驗(yàn)誤差的大小,雖然滴定管精確度高,但是容積有限,而容量瓶在保證精確度的情況下容量較大,所以可以常用來(lái)配制一定濃度的溶液。
教師有通過(guò)具體的實(shí)例,激發(fā)觀(guān)察的興趣,逐步形成較強(qiáng)的觀(guān)察能力。當(dāng)然化學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察是多方面的,不僅僅是視覺(jué)器官的單一活動(dòng),而是眼、耳、鼻、舌和皮膚多種感官的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)等多種感覺(jué)活動(dòng)。教師不能因?yàn)榛瘜W(xué)物質(zhì)的有毒性而放棄給學(xué)生接觸的機(jī)會(huì),這實(shí)際是一個(gè)誤區(qū)。如二氧化硫氣體是有毒的,所以很多教師就拒絕學(xué)生聞其氣味,任何事情都有兩面性,吸入少量二氧化硫氣體對(duì)人不會(huì)有害,反而能增加學(xué)生記憶的深刻性。
現(xiàn)行教材中每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及操作步驟都講得十分清楚,學(xué)生實(shí)驗(yàn)中儀器給定,學(xué)生只要按所述步驟完成所有操作即可。學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí),久而久之養(yǎng)成習(xí)慣性的接受知識(shí),缺乏科學(xué)探究的過(guò)程;缺乏對(duì)現(xiàn)象的探究;缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新;對(duì)知識(shí)的理解只停留在表面,知其然,而不知其所以然。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)起不到應(yīng)有的作用。故教師積極創(chuàng)造機(jī)會(huì),善于打破思維定勢(shì),誘發(fā)靈感捕捉機(jī)遇。充分挖掘?qū)嶒?yàn),暴露知識(shí)矛盾,引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。
鈉在空氣中燃燒常常能看到黑色物質(zhì),很多時(shí)候黑色物質(zhì)學(xué)生都能看到而置若罔聞,因?yàn)樽詈蠖嫉玫降牡S色的過(guò)氧化鈉而對(duì)黑色物質(zhì)而不會(huì)去再問(wèn)“為什么”,教師可以適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生,鈉是不是只能和氧氣反應(yīng)?鈉比鎂活潑,理應(yīng)也可以和二氧化碳或氮?dú)夥磻?yīng),可能氮化鈉是黑色的也不一定?可能有炭單質(zhì)生成也不一定?那么為什么最后看不到黑色物質(zhì)呢?把問(wèn)題暴露給學(xué)生,引起疑問(wèn),激發(fā)思維,組織學(xué)生開(kāi)展討論黑色物質(zhì)是什么。
實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)思維的培養(yǎng)是高層次和高要求的能力培養(yǎng),是學(xué)生探索新知識(shí)、解決新問(wèn)題的重要途徑。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法等實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià),增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新能力。教師應(yīng)該開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)資源、深挖教材實(shí)驗(yàn),優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),采用對(duì)比實(shí)驗(yàn),組合實(shí)驗(yàn),適時(shí)適地的引入實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方案,引起學(xué)生思考。
測(cè)定鎂鋁合金中鋁的含量可以通過(guò)往合金中加入足量的NaOH溶液,測(cè)定氣體的體積,最后轉(zhuǎn)化為鋁的物質(zhì)的量。也可以通過(guò)兩者反應(yīng)的質(zhì)量差來(lái)獲取氣體的質(zhì)量,兩者結(jié)果不是一樣的嗎?教師可以從實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)評(píng)價(jià)兩個(gè)方案的優(yōu)劣,中學(xué)化學(xué)中常用的質(zhì)量差為0.01g,而 0.01g 氫氣可以產(chǎn)生的體積誤差為 112mL,明顯后者質(zhì)量法的誤差大。
實(shí)驗(yàn)雖從屬于知識(shí)教育,但實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的情感、科學(xué)素養(yǎng)、思維能力、實(shí)踐能力等各方面都發(fā)揮著重要作用。過(guò)去一提及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能時(shí)許多教師會(huì)與環(huán)保教育等同,但化學(xué)實(shí)驗(yàn)同樣對(duì)學(xué)生學(xué)會(huì)做人,形成正確的人生觀(guān)和世界觀(guān)有著豐富的教育功能。
化學(xué)上的很多結(jié)論都來(lái)自于實(shí)驗(yàn),化學(xué)理論是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的高度概括。當(dāng)面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法用化學(xué)知識(shí)解釋時(shí),也要冷靜思考,分析可能原因,要忠于實(shí)驗(yàn)事實(shí),而不是為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩我飧淖儗?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象。如SO2氣體通入BaCl2溶液中會(huì)有什么現(xiàn)象?按照理論分析,兩者不能發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是沒(méi)有現(xiàn)象的。但無(wú)論是教師實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)中均能發(fā)現(xiàn)溶液存在著渾濁現(xiàn)象,即有沉淀產(chǎn)生,這與理論矛盾,教師不能夠因?yàn)閷?shí)驗(yàn)與結(jié)論不符而放棄此實(shí)驗(yàn),恰恰相反此實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)際與理論存在著差別,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的再驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)此沉淀為BaSO4,考慮+4價(jià)硫的還原性,又是合理的用化學(xué)知識(shí)解決了意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法最根本的規(guī)律。對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律普遍存在于一切物質(zhì)、現(xiàn)象、和過(guò)程的本身之中。教師的任務(wù)在于能通過(guò)化學(xué)教學(xué)向?qū)W生揭示矛盾的普遍性,某一時(shí)段矛盾的主要方面,讓學(xué)生會(huì)用矛盾的觀(guān)點(diǎn)觀(guān)察、分析實(shí)驗(yàn)。找出解決“矛盾”的方法。氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)同時(shí)發(fā)生,雙方各以對(duì)方作為自已存在的前題。沒(méi)有氧化,也就無(wú)還原,二者既對(duì)立,又統(tǒng)一。如CuCl2溶液中投入鋁片的實(shí)驗(yàn),事先可以讓學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,基本都會(huì)猜測(cè)到有鋁片上會(huì)有較多紅色物質(zhì)積聚,由于Cu2+水解使溶液顯酸性,鋁片表面上可能有少量的無(wú)色氣泡。但實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常豐富,鋁片表面析出銅但顏色是黑的;鋁片產(chǎn)生較多的無(wú)色汽泡;實(shí)驗(yàn)裝置上方有水霧,混合液溫度升高甚至發(fā)燙,產(chǎn)生氣泡速度明顯加快。分析其中的原因主要是一方面鋁可以置換銅,也可以與銅離子水解產(chǎn)生的氫離子反應(yīng),銅鋁原電池的形成,反應(yīng)放熱,溫度的升高均加快了反應(yīng)的速率,此實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)的對(duì)立統(tǒng)一性。矛盾雙方可以在一定條件下實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有很多特殊的、特定的實(shí)驗(yàn),反應(yīng)物有毒或者所用儀器不易降解,化學(xué)實(shí)驗(yàn)倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的綠色化,實(shí)驗(yàn)的微型化,用盡可能少的實(shí)驗(yàn)用品獲得比較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。所以過(guò)去中學(xué)化學(xué)中不常規(guī)的實(shí)驗(yàn)儀器也頻頻出現(xiàn)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,收到比較明顯的效果。
在學(xué)習(xí)氯氣的性質(zhì)時(shí),有關(guān)氯氣的實(shí)驗(yàn)較多,用量也多,一節(jié)課下來(lái),教室里盡是彌漫著泄露出的氯氣的嗆鼻的氣味。所以很多老師在上這一節(jié)內(nèi)容時(shí),都采用“講”實(shí)驗(yàn)的方法,來(lái)將問(wèn)題轉(zhuǎn)移。這樣做雖然獲得所謂的“正確”實(shí)驗(yàn)結(jié)果,保護(hù)了環(huán)境,避免了氯氣對(duì)師生的傷害,但同時(shí)也使學(xué)生失去了親身經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索過(guò)程。在多次分析、驗(yàn)證的情況下如下裝置及操作可以收到較好的效果。
方案一:采用醫(yī)用的小瓶,如圖1,在1號(hào)小瓶中放高錳酸鉀固體,注射器中加濃鹽酸,在2、3、4號(hào)小藥瓶中分別加入KI(含淀粉)溶液、NaOH (含酚酞)溶液、FeSO4(含 KSCN)溶液。
圖1
圖2
方案二:在一塊下襯白紙的玻璃片上的不同位置分別滴加濃度為 0.1mol/L 的 KBr溶液、KI(含淀粉)溶液、NaOH(含酚酞)溶液、FeSO4(含 KSCN)溶液各 1 滴,每種液體彼此分開(kāi),圍成半徑小于表面皿的圓形(如下圖所示),在圓心處放置2粒芝麻大小的KClO3晶體,蓋好表面皿。打開(kāi)表面皿,向KClO3晶體上滴加一滴濃鹽酸,再立即將表面皿蓋上。
新課程的實(shí)施,對(duì)教師提出了更高的要求,實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)和靈魂,只有把課堂還給學(xué)生,牢牢樹(shù)立以學(xué)生為主的教學(xué)理念,才能實(shí)現(xiàn)輕負(fù)擔(dān)高質(zhì)量。有效提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。面對(duì)新的形勢(shì),教師應(yīng)該不斷充實(shí)和發(fā)展自己,轉(zhuǎn)變思維,采用新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容,拓寬知識(shí)面,組合的各種實(shí)驗(yàn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序,實(shí)現(xiàn)課堂的高效化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),在幫助學(xué)生鞏固所學(xué)化學(xué)基本概念和基本理論,掌握化學(xué)儀器的基本使用方法的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法,發(fā)展學(xué)生的觀(guān)察能力和思維能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的形成?!凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行?!倍嘟o學(xué)生自我表現(xiàn)的機(jī)會(huì),多給他們落實(shí)自我想法的時(shí)間,面對(duì)新的問(wèn)題情況,他們的多思多想,能夠讓他們擴(kuò)充原有知識(shí),開(kāi)闊應(yīng)用視野,增強(qiáng)能力,從而充分落實(shí)實(shí)驗(yàn)的教育功能,全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。
[1] 馬建峰.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論[M].北京:科學(xué)出版社,2006
[2] 朱明斌.淺談氯化鐵溶液滴入過(guò)氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)新現(xiàn)象[J].化學(xué)教育,2008,(12):50-51
[3] 范江文.發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教育功能提高課堂教學(xué)效益[J].中小學(xué)教學(xué)研究,2010,(2):46-48
[4] 劉永書(shū).在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)[J].新課程導(dǎo)學(xué),2010,(8):34