馮 霞
(重慶第二師范學(xué)院 生物與化學(xué)工程系,重慶 400067)
高校越來越重視公共選修課的開設(shè)。筆者所在學(xué)校也一樣,學(xué)校花大力氣和經(jīng)費開設(shè)了各種選修課。但在眾多的選修課中,實驗類的選修課很少。筆者順應(yīng)現(xiàn)代高校教育對人才的培養(yǎng)需要,在所在學(xué)校開設(shè)《化學(xué)·生活·趣味實驗》選修課,做了一些嘗試和思考。
筆者在我校開設(shè)《化學(xué)·生活·趣味實驗》選修課,面向全校非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,本課程開設(shè)的目的是使學(xué)生初步學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能,通過一系列的趣味性較強的實驗,讓學(xué)生了解化學(xué)與生活的聯(lián)系、化學(xué)在生活中的應(yīng)用,擴(kuò)大學(xué)生視野,提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和動手的能力,從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此,筆者確定了以培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)為核心的課程總目標(biāo)。
在以培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)為核心的課程總目標(biāo)下,確定了三個維度的課程分目標(biāo):
作為一門化學(xué)實驗課,實驗技能目標(biāo)是基本內(nèi)容。對于非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,實驗技能同樣要作為一個重要的維度。在教學(xué)過程中要嚴(yán)格規(guī)范,養(yǎng)成良好的實驗操作規(guī)范。這一維度的課程目標(biāo)還包括化學(xué)知識目標(biāo)。在實驗教學(xué)中讓學(xué)生了解一些實用的化學(xué)知識和基本的化學(xué)常識,一方面能幫助學(xué)生理解所做實驗的原理,另一方面也能增長化學(xué)見識,提高學(xué)習(xí)興趣。本課程的化學(xué)知識目標(biāo)都只是常識性地了解層次。
本課程不僅關(guān)注實驗結(jié)果,更要注重實驗過程。從實驗準(zhǔn)備、實驗操作到最后完成實驗,每一個環(huán)節(jié)要求學(xué)生認(rèn)真對待。在實驗過程中合理運用實驗研究的方法,才能保證實驗順利完成。在實驗過程中,要求學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗結(jié)果、科學(xué)分析解釋實驗現(xiàn)象,得出科學(xué)的實驗結(jié)論。
要保持持久的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣,實驗情感與態(tài)度目標(biāo)的確定尤為重要。“實驗技能與化學(xué)知識目標(biāo)”與“實驗過程與方法目標(biāo)”兩者都屬于認(rèn)知領(lǐng)域,或者說屬于廣義知識的范疇。而“實驗情感與態(tài)度目標(biāo)”屬于情意領(lǐng)域。如果說認(rèn)知領(lǐng)域是學(xué)生學(xué)習(xí)的操作系統(tǒng),那么情意領(lǐng)域則是導(dǎo)航系統(tǒng)和動力系統(tǒng),因此這一維度的課程目標(biāo)是不可或缺的。
由于面向的是非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,選擇的實驗都是易于操作,現(xiàn)象明顯,趣味性強的實驗。實驗分成二個大的系列:水系列和火系列。水系列為一些在水或水溶液中發(fā)生的,反應(yīng)較溫和但有顏色或形態(tài)變化的一些有趣的實驗,如自制暖手袋,水中花園,白色變成彩色花等?;鹣盗袨橐恍┓磻?yīng)較劇烈、發(fā)光發(fā)熱的實驗,如燒不壞的手帕,彩色焰火,點火成蛇等。
《化學(xué)·生活·趣味實驗》選修課課程內(nèi)容的選擇,應(yīng)遵循以下原則:
由于面向的是外語、美術(shù)、經(jīng)濟(jì)與工商管理、數(shù)學(xué)與信息工程等非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,他們不具備專業(yè)的化學(xué)知識和基本的化學(xué)實驗技能。在選擇實驗內(nèi)容,應(yīng)選擇基礎(chǔ)性較強,易于操作,但現(xiàn)象明顯的實驗。
例如,在緒論部分,很多學(xué)生是第一次走進(jìn)實驗室,對化學(xué)實驗知之甚少但充滿好奇。通過緒論課的學(xué)習(xí),主要讓學(xué)生熟悉實驗室,了解實驗室學(xué)習(xí)的環(huán)境和要求。安排了最常見的酸和堿的認(rèn)識、用母指試管、小氣球、碳酸氫鈉、鹽酸等器材做簡單易行的趣味實驗。
對于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,通過有趣的化學(xué)實驗,了解其中的實驗原理,解釋一些實驗現(xiàn)象,從而解釋生活中遇到的問題。所以在選擇實驗內(nèi)容的時候,要緊密聯(lián)系生活實際,安排一些與生活相關(guān)聯(lián)的實驗,讓學(xué)生學(xué)有所獲、學(xué)有所用。通過具有生活性的化學(xué)實驗,學(xué)生不僅體會到化學(xué)實驗的趣味性,還能用實驗中所學(xué)到的知識來解答生活中的一些化學(xué)問題。
例如,我們選擇了維生素C 的趣味實驗,用維生素C 片、果汁等做實驗,研究維生素C 的性質(zhì),了解一些基本的檢驗維生素C 含量的方法。通過這些實驗,學(xué)生對維生素C 有了不一樣的認(rèn)識,用化學(xué)道理來解釋維生素C 為什么容易氧化變質(zhì)、水果為什么要吃新鮮的等問題。
對于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,專業(yè)性較強,難度較大的實驗并不適合做,選擇一些趣味性較強的實驗更為恰當(dāng)。要讓學(xué)生樂于動手做實驗,實驗內(nèi)容是否有趣很關(guān)鍵。趣味性強的實驗,學(xué)生做得樂此不疲,能更好地保持學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,整個實驗過程顯得輕松愉快。學(xué)生在有趣的實驗過程中更樂于動手,更積極主動地思考問題,也就更能理解實驗中的化學(xué)知識和原理了。
例如,燒不壞的手帕這個實驗,是一個魔術(shù)實驗。學(xué)生通過這個有趣的魔術(shù)實驗,學(xué)習(xí)一些配制溶液的基本方法,能解釋手帕燒不壞的原因,從而了解燃燒的基本條件,知道了燃燒不僅要有可燃物,氧和溫度也是很重要的必要條件。
再比如,白色變成彩色花實驗,也是一個魔術(shù)實驗。學(xué)生通過這個有趣的魔術(shù)實驗,體會化學(xué)顏色變化的神奇和美感,有的學(xué)生甚至還主動要求做魔術(shù)表演,加上一些生動的情節(jié),將化學(xué)實驗做得更有生氣,更好地發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造性。學(xué)生通過這個有趣的魔術(shù)實驗,不僅體會到了趣味化學(xué)實驗的樂趣,還學(xué)到了相關(guān)的化學(xué)知識。通過這個實驗,學(xué)生了解了氫氧化鈉具有堿性,遇酚酞變紅,還能與硫酸銅、硝酸汞等反應(yīng)生成有顏色的物質(zhì)等。
對于化學(xué)實驗,安全性是最基本的原則。安全性原則應(yīng)該貫徹整個課程的全過程。在實驗教學(xué)過程中,老師要注意強調(diào)實驗的安全性。在選擇實驗內(nèi)容的時候,也要考慮到安全性,選擇安全可行的實驗,一些危險性較大的實驗不適合開設(shè)。但化學(xué)實驗中不可避免會有一些危險因素,一方面,安排實驗內(nèi)容時遵循先易后難的順序,另一方面,在實驗過程中要特別強調(diào)實驗的安全注意事項。
比如,在火系列實驗中的實驗都有燃燒現(xiàn)象或發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象。這些實驗的危險性比水系列的實驗較大。在安排實驗時先安排水系列實驗,再安排火系列實驗。另一方面,在實驗指導(dǎo)手冊中,對于具有危險性的內(nèi)容中做強調(diào)注釋,在實驗注意事項中專門強調(diào)實驗安全的重要性,應(yīng)特別注意哪幾方面。例如,火系列中的粉筆炸彈這個實驗中,學(xué)生親自動手制作粉筆炸彈,學(xué)生們非常有興趣,但這個實驗存在著一定的危險性。在實驗指導(dǎo)手冊中,標(biāo)題中特別注明:粉筆炸彈(此實驗為爆炸實驗,請按操作步驟操作,注意安全!!)對粉筆炸彈實驗步驟中關(guān)鍵的步驟用著重符號標(biāo)出,“…稱取3.5 克的氯酸鉀,在研缽內(nèi)碾碎,再加入一些酒精…”,在實驗指導(dǎo)的后面列出了本實驗的幾點注意事項:(1)切勿將藥品混和研磨!(2)酒精要浸泡氯酸鉀,宜多不宜少!(3)裝藥品時不宜用力擠壓!(4)取藥品時請將藥匙擦干凈!
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,大多采用講授實驗原理和步驟,然后學(xué)生按照步驟進(jìn)行實驗的教學(xué)組織形式。筆者在《化學(xué)·生活·趣味實驗》選修課實驗教學(xué)中,打破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法,根據(jù)不同的實驗內(nèi)容采用不同的教學(xué)組織方式,讓學(xué)生在實驗過程中不再只是按部就班地完成實驗,而是按照不同的要求自主地完成實驗。學(xué)生通過實驗不僅學(xué)習(xí)了實驗相關(guān)的知識和實驗技能,而且創(chuàng)造能力、表達(dá)能力、交流合作能力等得到全面的發(fā)展。
本實驗課程按教學(xué)組織形式的不同分成以下幾種類型:
有一些實驗提供實驗儀器和藥品,讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案完成實驗。例如,在緒論部分的趣味實驗環(huán)節(jié),給學(xué)生提供母指試管、小氣球、碳酸氫鈉、鹽酸等,讓學(xué)生自己討論,確定可行的實驗方案。再如,在燃燒與滅火實驗中,提供燒杯、蠟燭、碳酸鈉、鹽酸等藥品和儀器,讓學(xué)生自己設(shè)計熄滅蠟燭的方法。組織學(xué)生探究一高一低蠟燭在密閉空間中熄滅情況并提出合理的解釋。
有一些是魔術(shù)實驗,如魔棒點火、燒不壞的手帕、“神壺”等。在學(xué)生熟悉實驗操作后,鼓勵同組的同學(xué)共同設(shè)計創(chuàng)新性地完成實驗,然后當(dāng)眾進(jìn)行表演。在這個過程充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,學(xué)生的合作能力和表達(dá)能力也得到提高。
有一些實驗要求學(xué)生自己設(shè)計作品并完成,最后要求展示自己的作品并說明創(chuàng)作意圖。例如,在“白色變成彩色花”實驗中,要求學(xué)生完成一個折紙的作品,有的折千紙鶴、有的折船、有的折百合花,有個學(xué)生的展示讓我印象深刻,她折了一個很大嘴巴的魚,她介紹說這是她幼兒園老師教過她的折紙,是一頭鯊魚。再如,在“神秘的圖畫”中,要求學(xué)生以三氯化鐵和亞鐵氰化鉀為“墨”作畫,自己設(shè)計主題。同學(xué)們發(fā)揮各自的創(chuàng)作才能,做出了風(fēng)格各異的作品,有的是油墨山水畫,有的是現(xiàn)代印象畫,有的則是中規(guī)中矩的寫實畫。
有一些實驗要求學(xué)生認(rèn)真觀察并記錄實驗現(xiàn)象,水中花園、葡萄糖的氧化、彩色溫度計的制作等都是屬于這一類實驗。例如,“水中花園”是一個具有觀賞性的實驗。通常4-6 人為一個觀察組,每人要記錄自己觀察到的實驗現(xiàn)象,觀察完成后,要組內(nèi)討論實驗觀察結(jié)果。組內(nèi)觀察討論完成后,全班交流觀察心得,老師講解實驗原理,分析實驗現(xiàn)象,最終達(dá)成共識。
本課程從2003 年至今開設(shè)已有十年了,其課程體系不斷地得到改進(jìn)和完善。筆者一方面在實驗教學(xué)中及時收集學(xué)生的意見、記錄下課程實施過程中出現(xiàn)的問題,為課程建設(shè)收集一手的資料,另一方面關(guān)注關(guān)于化學(xué)領(lǐng)域新的發(fā)展動態(tài),注意搜集新問題,積極開創(chuàng)新實驗,為課程建設(shè)增添新的內(nèi)容。筆者將繼續(xù)努力把《化學(xué)·生活·趣味實驗》選修課建設(shè)好,為提高我校學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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