凡光浩

《開(kāi)放性化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中教學(xué)中的應(yīng)用研究》課題研究中，我們實(shí)行了對(duì)實(shí)驗(yàn)的全方位開(kāi)放，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課題，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)方案，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)步驟，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)結(jié)果，開(kāi)放評(píng)價(jià)方案。這樣可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索和創(chuàng)新的欲望，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，學(xué)生的各方面能力得到很好的發(fā)展。

一、通過(guò)開(kāi)放性家庭小實(shí)驗(yàn)或趣味實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高思維的活躍性

實(shí)驗(yàn)生活化、簡(jiǎn)單化、微型化，是21世紀(jì)綠色化學(xué)的發(fā)展要求。教材中的家庭小實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)如果能在課前布置下去，將有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。但多數(shù)教師只是簡(jiǎn)單的讓學(xué)生課后去完成，而課后完成往往是去驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的養(yǎng)成。如：“熱得快快餐”的制作、“搖搖冰”飲料的制作、“利用發(fā)酵粉制作的糕點(diǎn)為什么松軟可口？”、“白紙顯字”、“酸雨的危害”等，如果將它們改為課前實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生不知道其原理的情況下去討論、交流，從而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出一定的結(jié)論，不僅為課堂提供更好的實(shí)驗(yàn)素材，而且還能開(kāi)闊學(xué)生的思路，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲和自學(xué)能力。

二、通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)生的思維能力

學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，教師引導(dǎo)學(xué)生不受教材中的實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備的限制，運(yùn)用已學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法及知識(shí)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案。如：請(qǐng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器、材料，盡可能多地探究出金屬的物理性質(zhì)。學(xué)生分別取出鐵絲、銅絲、鋁絲。①用細(xì)砂紙打磨這些金屬絲，用濾紙擦拭后，觀察它們的顏色和光澤;②用力試試它們是否容易被彎曲、折斷;③分別用小刀割一下;④分別用鐵錘用力錘一下;⑤用手拿著金屬絲的一端，在酒精燈上加熱另一端，試試它們能不能傳熱;⑥用電池、小燈泡試試它們能不能導(dǎo)電。學(xué)生匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，介紹實(shí)驗(yàn)方法后，進(jìn)行師生評(píng)價(jià)。教師要求學(xué)生會(huì)小組討論并列舉生活這些金屬都有哪些用途？分別利用了金屬的哪些特性？使學(xué)生學(xué)會(huì)將生活現(xiàn)象與學(xué)科學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合的科學(xué)方法。學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)中七嘴八舌地提出了許多問(wèn)題，如：生活中的糖果紙是由什么金屬制成的？暖汽片上的銀白色物質(zhì)是不是金屬？春節(jié)寫的對(duì)聯(lián)所有的銀粉和金粉成份是什么？學(xué)生的問(wèn)題多的令老師們贊嘆。

三、通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生查閱資料提高學(xué)生的探索能力

如在探究固體物質(zhì)溶于水吸熱放熱情況時(shí)，學(xué)生會(huì)積極思考，查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，多數(shù)同學(xué)根據(jù)氣體受熱膨脹，將試管塞上帶有氣球的單孔塞，氫氧化鈉、氧化鈣溶于水放熱，氣球就會(huì)膨脹，而硝酸銨溶于水吸熱，氣球就會(huì)変癟，氯化鈉等卻沒(méi)有明顯變化而有的同學(xué)取五個(gè)一樣的裝有少量水的燒杯，向其中的四個(gè)燒杯中分別加入等量的氫氧化鈉、氧化鈣、硝酸銨、氯化鈉，同時(shí)盡快同時(shí)向五個(gè)燒杯中加入少量品紅，觀察品紅的擴(kuò)散速度，來(lái)判斷固體溶于水時(shí)的吸熱放熱情況;有的同學(xué)將盛有飽和硝酸鉀溶液的試管中加入等量各種固體，觀察試管中剩余固體的多少來(lái)判斷固體的溶解時(shí)的熱量變化，還有的同學(xué)將溶解固體時(shí)的試管口塞上帶有導(dǎo)管的單孔橡皮塞，然后將導(dǎo)管浸如水中，觀察導(dǎo)管口的現(xiàn)象來(lái)判斷熱量的變化，還有的同學(xué)將溶解固體的燒杯底部放少量石蠟，觀察是否融化來(lái)判斷熱量的變化，見(jiàn)到學(xué)生有這么多的可行性方法，真令課題組老師驚嘆。

四、通過(guò)改進(jìn)書(shū)本上的演示性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成概念，獲得知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ€有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。但是，教材中有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)因?yàn)橛捎谫Y源或其它因素的影響，演示起來(lái)效果不明顯或者很難成功，這就需要把一些演示性實(shí)驗(yàn)改為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。

例如：探究鐵生銹的條件。指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要控制變量。使鐵釘處于只與水接觸、只與氧氣接觸、同時(shí)與水和氧氣接觸三種環(huán)境中，來(lái)觀察鐵生銹的情況，從而得出鐵生銹的條件。學(xué)生在家中完成探究實(shí)驗(yàn)，并在課堂上進(jìn)行了交流。在實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有試管，同學(xué)們用玻璃杯代替，用保鮮膜扎緊杯口代替橡皮塞。從茶葉罐中、雪米餅袋中、甚至從羊毛衫的包裝中找來(lái)各種干燥劑做實(shí)驗(yàn)。由于自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并從生活中尋找實(shí)驗(yàn)儀器和材料，同學(xué)們不僅親身體驗(yàn)到了鐵在什么條件下會(huì)生銹，在什么條件下更容易生銹的知識(shí)。而且知道了什么是對(duì)比實(shí)驗(yàn)、初步學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)、運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，同時(shí)極大地提高了大家學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。這是我們老師事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)，然后在課堂上展示講解而實(shí)現(xiàn)不了的。

五、通過(guò)開(kāi)放性定量實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)嚴(yán)密思維的能力

在化學(xué)教材中，有些重要的數(shù)據(jù)和結(jié)論都是科學(xué)家通過(guò)千百次的實(shí)驗(yàn)得到的，這些結(jié)論無(wú)疑是正確的。但我們不能滿足于在前人總結(jié)出來(lái)的基礎(chǔ)上被動(dòng)地占有知識(shí)，還必須經(jīng)過(guò)自己實(shí)踐，從中學(xué)到一些研究問(wèn)題的方法，從而改善學(xué)生思維的疏忽造成的片面認(rèn)識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)思維的嚴(yán)密性。

六、通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中的反?，F(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)，揭示內(nèi)因的能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，常常會(huì)出現(xiàn)似乎與課本不符的“反?！睂?shí)驗(yàn)現(xiàn)象，作為教師應(yīng)教育學(xué)生首先要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，然后通過(guò)仔細(xì)觀察，認(rèn)真分析、深入探索，揭示出這“反常”現(xiàn)象后面所隱藏著的新東西，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到一塊知識(shí)的新天地。如我講Fe（OH）2的制備和性質(zhì)時(shí)，在演示新制的FeSO4與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，觀察不到白色絮狀沉淀，而看到的是灰綠色沉淀。這一“反?！爆F(xiàn)象立即引起了同學(xué)們的思考，有的學(xué)生認(rèn)為未將滴管伸到液面下，可照此再操作一次還是失敗。為什么呢？這是要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究原因：①為什么要將滴管深入液面下？②久制的NaOH溶液中溶解了什么物質(zhì)？讓學(xué)生思考一會(huì)兒，當(dāng)大家領(lǐng)悟到是由于Fe（OH）2被溶液中氧氣氧化時(shí)，然后再換一瓶已煮沸過(guò)的NaOH溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果，先是得到白色沉淀，但過(guò)一會(huì)兒就轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，然后逐漸轉(zhuǎn)為紅褐色。這一現(xiàn)象又引起了學(xué)生的驚奇，我再進(jìn)一步引導(dǎo)討論：怎樣才能使生成的Fe（OH）2保持白色？發(fā)生以上變化的原因是什么？經(jīng)過(guò)了這一系列的觀察與思考，學(xué)生探索新知識(shí)的熱情已被激發(fā)，于是他們紛紛提出了許多改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法。這樣達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生合理的求異、求變的思想。

七、通過(guò)開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)中定量比較的方法培養(yǎng)學(xué)生的

比較是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)事物相同及不同方面的比較，有助于發(fā)現(xiàn)和揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系與本質(zhì)。如在測(cè)定溶液酸堿性時(shí)，向氫氧化鈉溶液中加入酚酞溶液，五色酚酞試液應(yīng)該變成紅色，可我們?cè)黾託溲趸c的濃度，讓學(xué)生觀察得到濃度大的氫氧化鈉溶液滴加五色酚酞也變紅色，但一會(huì)紅色會(huì)消失。學(xué)生們肯定會(huì)迷惑，然后會(huì)提出疑問(wèn)，查找資料給已解決：濃的氫氧化鈉溶液會(huì)破壞酚酞的結(jié)構(gòu)，所以紅色消失。從而使學(xué)生在對(duì)書(shū)本知識(shí)了解之外又有了求真的呢？

在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，要求教師在教育創(chuàng)新的不斷追求和實(shí)踐中，自覺(jué)激發(fā)、保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。如在設(shè)計(jì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可注意內(nèi)容的坡度和難度，使實(shí)驗(yàn)具有趣味性、探索性、綜合性，以滿足學(xué)生動(dòng)手、求異、求新的心理特點(diǎn)。支持學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中萌發(fā)的創(chuàng)新意識(shí)，多肯定學(xué)生思維中的合理因素，鼓勵(lì)他們?nèi)ヌ骄渴挛锏谋举|(zhì)，依靠已學(xué)過(guò)的知識(shí)解決問(wèn)題，讓學(xué)生始終保持旺盛的創(chuàng)新情緒。我們提倡創(chuàng)新思維，進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，

但并不否定教學(xué)過(guò)程中的規(guī)律性，不能忽略化學(xué)科學(xué)所具有的認(rèn)識(shí)規(guī)律，既要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，也要培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、規(guī)范操作嚴(yán)謹(jǐn)性與準(zhǔn)確性。只有把握了規(guī)范性與創(chuàng)新性兩者的度，才能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。