陳愛蘭
化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ),通過實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,增強記憶,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力。實驗教學(xué)又是實施化學(xué)素質(zhì)教育的極其重要的組成部分?;瘜W(xué)實驗具有直觀性、嚴(yán)密性、趣味性,化學(xué)實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法和提高學(xué)生素質(zhì)方面,都發(fā)揮著重要作用。因此,加強中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)是素質(zhì)教育的必然要求。
一、化學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的意義
生動鮮明的化學(xué)現(xiàn)象是物質(zhì)變化規(guī)律的體現(xiàn),整個化學(xué)實驗的各個環(huán)節(jié)都與培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)有密切的聯(lián)系。
1.化學(xué)實驗是訓(xùn)練科學(xué)方法、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的途徑。
“科學(xué)方法”是指自然科學(xué)方法論,它包括學(xué)習(xí)和領(lǐng)會認識的一般過程。因此,教師在做演示實驗時,應(yīng)周密安排,充分準(zhǔn)備,規(guī)范熟練動作,實事求是地展示實驗過程,并啟發(fā)學(xué)生積極地提出問題、分析問題、解決問題。
如:演示實驗用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物制取氧氣,過氧化氫和二氧化錳都是氧化物,都是含有氧元素的物質(zhì),理論上都有可能在一定條件下制得氧氣,是哪一種物質(zhì)能在一定條件下放出氧氣呢?激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并研討設(shè)計實驗來驗證。(1)過氧化氫溶液單獨加熱放出氣體用帶火星的木條檢驗,不能使帶火星的木條復(fù)燃,由此可證明過氧化氫在加熱的條件下不能放出氧氣嗎?查閱有關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)過氧化氫在加熱時能分解放出使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣,那為什么不能復(fù)燃呢?讓學(xué)生帶著此問題去思考,設(shè)計實驗再來驗證,氣體中含有大量的水蒸氣,可設(shè)法除去水蒸氣,剩下的氣體就可使帶火星的木條復(fù)燃了,從而得出正確的結(jié)論。(2)單獨加熱二氧化錳,并用帶火星的木條檢驗,不能放出使帶火星木條復(fù)燃的氧氣。(3)把二氧化錳和過氧化氫溶液混合在一起會如何呢?用實驗結(jié)果來驗證了二氧化錳的催化作用,二氧化錳加快了過氧化氫分解的速度,而二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變。
通過以上實驗啟迪引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)訓(xùn)練他們敏捷的思維能力,形成嚴(yán)謹治學(xué)、實事求是、謙虛謹慎的科學(xué)態(tài)度。在素質(zhì)培養(yǎng)方面,化學(xué)實驗具有獨特的優(yōu)勢。
2.化學(xué)實驗在發(fā)展學(xué)生能力素質(zhì)方面有不可替代的作用。
學(xué)生在化學(xué)實驗中,通過教師的示范講解,并通過親自動手,能培養(yǎng)觀察能力,增強分析問題、解決問題的能力,發(fā)展思維能力,對學(xué)生整體素質(zhì)的提高有不可替代的作用。
如水的電解實驗[2HO2H↑+O↑],此法是工業(yè)上制氫氣的一種方法。閱讀課本有關(guān)內(nèi)容,要求學(xué)生注意觀察并帶著下列問題完成實驗:(1)實驗時水中為什么應(yīng)事先加入少量硫酸或氫氧化鈉?可做對比實驗,說明加入的目的。(2)通電過程中兩管內(nèi)的現(xiàn)象有什么不同?如何檢驗所產(chǎn)生的氣體?(3)由此實驗結(jié)論,還可以驗證哪些理論?以上的實驗,邊觀察,邊思考,不僅使學(xué)生加深了對課本有關(guān)知識的理解,還增強了學(xué)生各方面的能力和素質(zhì)。
二、實驗教學(xué)中如何進行素質(zhì)教育
1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)興趣變好奇為好學(xué),加強實驗基本操作技能的訓(xùn)練。
初三學(xué)生剛邁進化學(xué)大門,對實驗所需的各種儀器、實驗操作過程和現(xiàn)象都感到很新鮮,化學(xué)實驗現(xiàn)象大都具有生動、鮮明、新奇、有趣等特征。在教師做演示實驗時,學(xué)生會被各種各樣的現(xiàn)象所吸引,因而對學(xué)習(xí)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和動機。此時,教師應(yīng)不失時機對學(xué)生講明實驗操作技能的重要性,讓學(xué)生懂得掌握實驗操作技能是今后通過實驗獲取知識的前提,從而增強學(xué)生學(xué)好實驗操作技能的自覺性和責(zé)任感。同時我們變演示實驗為分組實驗,變驗證性實驗為探索性實驗,讓他們通過自己動手實驗,自行觀察、探究、分析、推理、歸納、總結(jié),以達到最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和提高學(xué)生自己分析問題和解決問題能力的目的。
如實驗室制取二氧化碳氣體,課本上是用大理石(或石灰石)與稀鹽酸反應(yīng),我們要求學(xué)生變制取實驗為探索性實驗,驗證下列反映的情況:(1)大理石與稀鹽酸反應(yīng);(2)大理石與稀硫酸反應(yīng);(3)大理石與濃鹽酸反應(yīng);(4)碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng);(5)碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)。驗證收集方法:(1)用排水法收集;(2)用向上排空氣法收集;(3)用向下排空氣法收集。通過以上探索實驗驗證,得到實驗室制取二氧化碳選用大理石與稀鹽酸反應(yīng)并用向上排空氣法收集的最佳方案,這是課堂教學(xué)所不可替代的。
2.加強實驗教學(xué),訓(xùn)練科學(xué)方法,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度。
在實驗教學(xué)的訓(xùn)練中體現(xiàn)出循序漸進的科學(xué)認知過程,使學(xué)生逐步地掌握化學(xué)實驗方法,形成科學(xué)的思維過程,切實增長化學(xué)智慧。
如我們用制取的二氧化碳氣體通入澄清的石灰水發(fā)現(xiàn)并沒有變渾濁,此時要求學(xué)生認真地分析原因,從藥品的取用到氣體的產(chǎn)生等各個環(huán)節(jié)加以分析:(1)氣體發(fā)生裝置的氣密性;(2)產(chǎn)生二氧化碳氣體的純度,是否混有氯化氫氣體[2HCl+Ca(OH)=CaCl+2HO];(3)石灰水是否變質(zhì)。對此實驗現(xiàn)象用科學(xué)方法進行分析、綜合,從而得出改進的措施。不要一遇到挫折就慌了神,憑自己的知識經(jīng)驗或機械地以書本中給出的結(jié)論為依據(jù)來處理甚至涂改實驗記錄或憑空臆造實驗結(jié)果。教師應(yīng)以此為素材對學(xué)生進行科學(xué)態(tài)度教育,同時以自己嚴(yán)謹?shù)貙Υ龑嶒灥目茖W(xué)態(tài)度,科學(xué)規(guī)范的操作,言傳身教地示范給學(xué)生,對學(xué)生進行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)的教育,以達到學(xué)生整體素質(zhì)提高的目的。
3.開展啟發(fā)實驗教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進行自主地學(xué)習(xí)。
啟發(fā)式實驗是讓學(xué)生在觀察實驗的基礎(chǔ)上,通過科學(xué)抽象和邏輯思維,自己概括和歸納實驗以達到理性教學(xué)的一種形式。學(xué)生應(yīng)根據(jù)實驗大綱,明確實驗要求和目的,在教師的積極引導(dǎo)下,充分發(fā)揮自主性,訓(xùn)練實事求是的科學(xué)態(tài)度,百折不撓的探索精神,增強發(fā)現(xiàn)、提出、解決和歸納問題的能力。
4.加強課堂教學(xué),認真做好化學(xué)演示實驗。
化學(xué)源于實驗,增強學(xué)生的實驗意識,使學(xué)生懂得化學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律。課堂教學(xué)中首先重視演示實驗,明確演示實驗的教學(xué)目的,認真分析通過這個演示實驗會給學(xué)生帶來什么知識,引導(dǎo)學(xué)生注意觀察哪些現(xiàn)象。示范哪些基本操作,培養(yǎng)哪些方面的能力,即要從知識、現(xiàn)象、操作、能力等四個方面去全面分析每一個演示實驗的教學(xué)目的。
如“木炭還原氧化銅”的演示實驗。
(1)知識:木炭跟氧化銅在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳。
(2)現(xiàn)象:常溫下木炭粉和氧化銅混合不發(fā)生反應(yīng)(反應(yīng)條件),高溫下反應(yīng)開始后,有使澄清的石灰水變渾濁的無色氣體放出(CO),反應(yīng)結(jié)束時黑色粉未變成紅色固體(Cu)。
(3)操作:固體藥品的取用,給試管中固體藥品加熱,把氣體通入溶液中。
(4)能力:觀察能力,觀察反應(yīng)發(fā)生中的各種現(xiàn)象。分析出反應(yīng)后剩余黑色固體的成分,并會設(shè)計實驗來驗證。
5.開展第二課堂實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生操作能力,發(fā)展學(xué)生個性的特長。
要培養(yǎng)學(xué)生能力,開發(fā)學(xué)生智力,僅在課堂內(nèi)進行是完全不夠的,還必須抓好課外活動的開展。課外活動中學(xué)生具有自主性和選擇性,活動的內(nèi)容具有廣泛性、伸縮性和趣味性;活動的形式具有多樣性和靈活性;活動的進行具有開放性和實踐性。
(1)舉辦“趣味實驗”晚會,激發(fā)學(xué)生的求知欲。
如我們在一張在白紙上事先用毛筆蘸上無色酚酞試液寫上“化學(xué)”兩字,晾干,則白紙上無任何痕跡,晚會上可用小噴霧器噴上碳酸鈉溶液,立即在白紙出現(xiàn)漂亮的紅色“化學(xué)”字樣,學(xué)生感到十分新奇,激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲,另外,還有“魔棒點燈”、“雞蛋游泳”、“彩色噴泉”等趣味實驗。
(2)成立課外興趣小組,發(fā)展有特長學(xué)生的能力。
如要求興趣小組的學(xué)生到實驗室進行物質(zhì)鑒定實驗,有NaCO溶液、NaCl溶液、NaSO溶液、HSO溶液、NaOH溶液、稀鹽酸、石灰水等7種無色溶液盛入不同的試管中,請他們用所學(xué)知識,配以一些試劑藥品給試管中的藥液貼上標(biāo)簽,由此實驗培養(yǎng)他們各方面的綜合能力,還有制蒸餾水,二氧化錳的催化作用,硝酸鉀大晶體的結(jié)晶等課外實驗。
(3)家庭小實驗,聯(lián)系實際,重視應(yīng)用。
化學(xué)是一門與實際緊密聯(lián)系的一門學(xué)科。把所學(xué)知識應(yīng)用于實際生產(chǎn)、生活中去,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的內(nèi)部動機,如用明礬、漂白粉處理河水、井水,用pH試紙測定責(zé)任田中土壤的pH值,指導(dǎo)家長合理使用化學(xué)肥料,用熟石灰與草木灰混合自制皮蛋,用食醋除去熱水瓶水垢等。
6.設(shè)計實驗習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
實驗習(xí)題是在學(xué)生掌握了一定的實驗操作技能,分析問題、解決問題能力的基礎(chǔ)上,對學(xué)生綜合素質(zhì)的檢驗和提高,可以通過實驗習(xí)題大大地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
有這樣一個洗氣裝置,[如圖]通常它的作用是除去
或分離氣體中的某些雜質(zhì),問學(xué)生此裝置還有什么作用,
并通過實驗驗證:
(1)除雜:除去CO中的水蒸氣(干燥氣體),洗氣瓶中注入濃HSO,A進B出。
(2)收集氣體:收集O,A進B出(相當(dāng)于向上排空氣法);收集H,B進A出(相當(dāng)于向下排空氣法)。
(3)貯存氣體、量氣:貯存O,瓶中裝滿水,B進A端排出水(相當(dāng)于排水集氣法),并能用量筒測定貯存氣體的體積。
(4)如果把A導(dǎo)管換成與B一樣短,就可作緩沖瓶,防倒吸。
通過此實驗習(xí)題的解決,學(xué)生獲得了許多知識,同時操作技能等方面能力素質(zhì)進一步得到了提高。
實驗習(xí)題多種多樣,例如:(1)如何由不純的鹽酸制得純凈的鹽酸;(2)如何取出倉庫中的氣體加以檢驗;(3)如何驗證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序,等等。
7.采取現(xiàn)代信息技術(shù),增強學(xué)生的信息處理能力。
中學(xué)化學(xué)實驗應(yīng)當(dāng)加強計算機技術(shù),尤其是多媒體計算機可將聲音、圖像、文字等集于一體,促使視聽一體化,學(xué)生通過觀看多媒體計算機上播放的難以親身實驗的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的圖片資料,如緩慢氧化使鋼鐵銹蝕,橡膠的老化等能加深對化學(xué)知識的理解和掌握。多媒體計算機還可提供動態(tài)信息服務(wù),學(xué)生在觀看過程中可根據(jù)自身需要提取有關(guān)實驗數(shù)據(jù),促使化學(xué)學(xué)習(xí)從被動模仿轉(zhuǎn)變成主動參與,可極大地調(diào)動學(xué)生的積極性。信息處理能力已經(jīng)成為信息社會中個體所應(yīng)具備的一種基本能力,在化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)予強化?,F(xiàn)代信息的應(yīng)用,可以充分實現(xiàn)實驗教學(xué)中的個性化教育,自主性教育,從而深化素質(zhì)教育的內(nèi)涵。