李莉
化學(xué)學(xué)科實驗性很強,實驗教學(xué)不僅是對一些化學(xué)知識的解釋,更是教師教學(xué)手段和學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的方法。化學(xué)實驗可以幫助學(xué)生提高知識理解和掌握的程度,提升學(xué)習(xí)能力,促進化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。時代的進步推動了教育改革創(chuàng)新,當(dāng)前大環(huán)境對人才培養(yǎng)提出一個核心詞匯“核心素養(yǎng)”,這是國家素質(zhì)教育要求的體現(xiàn)?;瘜W(xué)教材也不斷創(chuàng)新,在舊教材基礎(chǔ)上對內(nèi)容進行了調(diào)整和優(yōu)化,進一步強調(diào)核心素養(yǎng)的重要性。本文基于新教材探究化學(xué)實驗的特點,尋求教學(xué)改革創(chuàng)新的舉措。
一、人教版高中化學(xué)新教材簡介
人教版高中化學(xué)新教材一共5冊,相較于原教材,在整個體系結(jié)構(gòu)上做了一定的改動和優(yōu)化。人教版高中化學(xué)新教材更為重視立德樹人、發(fā)展素養(yǎng)、人才培養(yǎng),希望可以通過教學(xué)培養(yǎng)出高素質(zhì)具有化學(xué)素養(yǎng)的優(yōu)秀人才,換言之,除了化學(xué)知識技能之外,更為重視化學(xué)素養(yǎng)。
首先,人教版高中化學(xué)新教材在教材結(jié)構(gòu)方面針對高中學(xué)生身心特征和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,提出了對學(xué)生正確價值觀念、品格、關(guān)鍵能力的培養(yǎng)要求,教材結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化,加強了理論與實踐的結(jié)合,將化學(xué)實驗融入化學(xué)教學(xué)全過程中。
其次,人教版高中化學(xué)新教材在教材知識內(nèi)容方面增強了功能,注重教學(xué)引導(dǎo),推動了教學(xué)的改革;夯實實驗,加強探究,強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng);強化安全、設(shè)計形象,增強學(xué)生安全觀念;優(yōu)化習(xí)題、突出實踐,重視素養(yǎng)和價值塑造。
對于人教版高中化學(xué)新教材,其結(jié)構(gòu)、內(nèi)容等方面都發(fā)生了一定的變化,高中化學(xué)教師以及相關(guān)科研人員也加強了研究,探究新教材下的教學(xué)新發(fā)展,以推動教學(xué)創(chuàng)新、提高教學(xué)質(zhì)量、促進學(xué)生綜合發(fā)展。結(jié)合人教版高中化學(xué)新教材特點以及新課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,教師需要重視對學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)?;瘜W(xué)實驗作為研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法,教師需充分認(rèn)識化學(xué)實驗的獨特價值,設(shè)計實驗探究活動,使學(xué)生掌握化學(xué)實驗基本知識和基本操作技能,提高實驗的探究性。
二、人教版高中化學(xué)新教材化學(xué)實驗特點
(一)人教版高中化學(xué)新教材化學(xué)實驗內(nèi)容
對比原教材,人教版高中化學(xué)新教材中有關(guān)于實驗部分做了很大改變。舊教材中的化學(xué)實驗主要是演示實驗,其中演示實驗有43個,學(xué)生實驗9個,選做實驗1個,總共有53個實驗。而新教材中演示實驗有30個,學(xué)生實驗8個,選做實驗5個,邊講邊實驗類型有8個,家庭小實驗有6個,研究性課題有3個,總共有60個實驗。對于教材中的實驗,舊教材實驗內(nèi)容主要是實驗步驟、實驗現(xiàn)象的描述,比較簡單。而新教材中的化學(xué)實驗內(nèi)容更為全面,包括了圖表、題目、預(yù)測、實驗、結(jié)論等諸多內(nèi)容。
舊教材主要圍繞內(nèi)容開展實驗,也就是學(xué)習(xí)完化學(xué)知識之后再去做實驗,將內(nèi)容與化學(xué)知識分離開來,成為兩個部分。而新教材將化學(xué)知識與實驗結(jié)合在一起,成為一部分,是在實驗中探究學(xué)習(xí)化學(xué)知識,在學(xué)習(xí)相關(guān)知識技能中操作實驗。比如,在“鈉及其化合物”章節(jié)教學(xué)時,教材先介紹活潑的金屬單質(zhì)——鈉,對鈉進行簡單介紹之后隨之是實驗操作?!緦嶒?—1】簡述實驗:用鑷子取一小塊鈉,用濾紙吸干表面的煤
油……注意切開鈉的表面所發(fā)生的變化。在旁邊標(biāo)注了一些實驗注意事項和相關(guān)數(shù)據(jù)。教材圍繞實驗結(jié)論,對鈉物質(zhì)的相關(guān)知識進行介紹,包括通過實驗可以明確鈉與氧氣會發(fā)生反應(yīng),生成氧化物,隨即引出相關(guān)方程式。然后根據(jù)【實驗2—2】加熱鈉會發(fā)生什么變化的實驗,結(jié)合實驗得出結(jié)論:鈉受熱后先熔化,與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng),發(fā)出黃色火焰,引出化學(xué)方程式。最后給出研究性實驗,探究鈉與水的反應(yīng)。
實驗先讓學(xué)生預(yù)測鈉與水反應(yīng)生成物,再介紹實驗操作,結(jié)合實際實驗讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行描述,得出結(jié)論,即鈉的性質(zhì)非?;顫?、與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。
由此可見人教版高中化學(xué)新教材中實驗內(nèi)容與舊教材的區(qū)別,對于任何知識點的探究都是將實驗融入其中,幫助學(xué)生加深對知識的理解和認(rèn)識,還能使其結(jié)合生活現(xiàn)象解釋化學(xué)知識,如學(xué)習(xí)鈉的相關(guān)性質(zhì)之后,明確為什么鈉要保存在煤油中、知道火災(zāi)現(xiàn)場為什么不建議用水滅火等。
(二)人教版高中化學(xué)新教材中化學(xué)實驗特點
結(jié)合人教版高中化學(xué)新教材化學(xué)實驗,相較于舊教材,其特點有以下幾點:
首先,實驗內(nèi)容的增多。上述對比了新舊教材的實驗數(shù)量,可以發(fā)現(xiàn)實驗從舊教材中的53個增加到60個,數(shù)量得到了增加。結(jié)合其具體的實驗內(nèi)容設(shè)計,發(fā)現(xiàn)新教材在教學(xué)內(nèi)容上有了減少,降低了實驗難度,更好地發(fā)揮了實驗教學(xué)的優(yōu)勢,為學(xué)生提供更多觀察實驗和動手實踐的機會,有利于學(xué)生在實踐操作中學(xué)習(xí)化學(xué)知識、理解化學(xué)知識、掌握實驗方法,提升其實驗操作能力、探究能力。新教材中化學(xué)實驗的增加也充分體現(xiàn)了對實驗教學(xué)的重視,認(rèn)識到化學(xué)實驗對化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的重要性,充分發(fā)揮了化學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)勢,提升了教學(xué)質(zhì)效。
其次,實驗形式多樣。舊教材的實驗主要有演示實驗、學(xué)生實驗和選做實驗,其中主要為演示實驗,實驗形式比較簡單,缺乏多樣性。而新教材中的實驗做了很多改變,減少了舊教材中演示實驗的數(shù)量,增加了選做實驗的數(shù)量,此外還增加了邊講邊實驗、家庭小實驗、探究性課題三個方面的實驗。多樣化的實驗形式給學(xué)生創(chuàng)造了更多參與實踐的條件與空間,進一步促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí),有利于拓展學(xué)生思維,促進其創(chuàng)新。
再次,實驗設(shè)置更加科學(xué)化。在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師常常忽視學(xué)生的主體性,該問題不僅體現(xiàn)于教學(xué)模式和教學(xué)方法方面,更體現(xiàn)于教材。比如,教材對于實驗的設(shè)置,以學(xué)生為主體的實驗只有10個,其中一個還是選做實驗。而新教材對實驗設(shè)置做了新的改變,讓其更加科學(xué)合理,演示實驗和學(xué)生操作實驗基本各占一半,學(xué)生成為實驗的主體,而且還增設(shè)了一些趣味性的學(xué)生實驗、家庭實驗和探究性話題,將實驗與實際生活密切聯(lián)系起來,在促進學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識之外,還能提升學(xué)生的知識運用能力。
最后,新教材充分體現(xiàn)了實驗的綠色化特征,滿足當(dāng)前時代發(fā)展要求,符合大環(huán)境下的“綠色”“環(huán)?!卑l(fā)展理念。綠色化學(xué)是環(huán)境無害化學(xué),化學(xué)實驗和生產(chǎn)的綠色化關(guān)系著人類和環(huán)境發(fā)展的大問題。新教材設(shè)置污染少的實驗,引入有關(guān)環(huán)境性的課題,體現(xiàn)了新教材實驗的綠色化和環(huán)保化教育理念,綠色化實驗可以增強學(xué)生的綠色意識和環(huán)境意識。
三、新教材化學(xué)實驗教學(xué)模式創(chuàng)新
(一)探究式實驗教學(xué)模式
新教材化學(xué)實驗圍繞新課程標(biāo)準(zhǔn)以及核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求增設(shè)探究式實驗。探究式實驗教學(xué)模式是高中化學(xué)實驗的主要教學(xué)模式,強調(diào)實驗的探究性,讓學(xué)生在探究過程中實現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
1.引導(dǎo)探究式實驗活動。
在實驗教學(xué)中,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下對實驗進行探究,掌握相關(guān)化學(xué)概念、反應(yīng)以及規(guī)律的實驗活動。這種引導(dǎo)式探究實驗是為了完成教材任務(wù)而設(shè)計的。在實驗教學(xué)中,教師指導(dǎo)學(xué)生實驗探究,可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,促進其抽象思維的發(fā)展。具體的操作順序為教師設(shè)計疑問,激發(fā)學(xué)生實驗興趣;引出實驗,進行實驗探究;從實驗中進行概念抽象,總結(jié)規(guī)律;引用鞏固,解決疑惑。
案例:在學(xué)習(xí)“鈉的幾種化合物”內(nèi)容時,教師可以采用引導(dǎo)探究式實驗活動開展教學(xué)。
第一步:在學(xué)習(xí)完有關(guān)鈉與氧氣、水的相關(guān)反應(yīng)之后學(xué)習(xí)“鈉的化合物”知識,教師可以結(jié)合知識點提出疑問,通過疑問激發(fā)學(xué)生探究興趣,如把過氧化鈉加入酚酞溶液會有什么反應(yīng)和現(xiàn)象?
第二步:針對問題引發(fā)討論。學(xué)生可能會第一時間回答問題,但教師不必急于探討答案對錯,而是引導(dǎo)學(xué)生用實驗證明自己的預(yù)測或猜想。
第三步:在完成實驗之后,學(xué)生抽象出實驗事實,并記錄結(jié)果。學(xué)生需要自主思考、實驗、討論,進而獲得相關(guān)結(jié)論,知道過氧化鈉具有強氧化性、漂白性等性質(zhì)。
第四步:進行知識鞏固總結(jié)。
2.設(shè)計探究式實驗活動。
設(shè)計探究式實驗活動,使學(xué)生從實際生活出
發(fā)—發(fā)現(xiàn)問題—提出假設(shè)—設(shè)計實驗方案—自主實驗—獲得結(jié)論。這一教學(xué)模式充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性,讓學(xué)生成為實驗的主人,使其自己去發(fā)現(xiàn)、觀察、驗證、結(jié)論。該教學(xué)模式的操作程序為先提出課題,明確要求,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)課題,再圍繞課題提出假設(shè),制定出方案驗證假設(shè),接著合作操作實驗,最后得出結(jié)論,針對課題做總結(jié)。
案例:在學(xué)習(xí)“硫酸”內(nèi)容時,濃硫酸具有很強的吸水性和脫水性性質(zhì),能夠吸收存在于周圍環(huán)境中的水分,可以將蔗糖、紙張等有機物中的氫元素與氧元素按水的組成比脫去。這其中涉及濃硫酸與蔗糖的反應(yīng)實驗,也被稱為“黑面包”。這一探究實驗在教材中并沒有詳細介紹,只是圍繞幾張圖片對其進行簡單說明。因此,教師可以針對這一實驗提出相關(guān)課題,讓學(xué)生以小組為單位制定探究方案,并且進行實驗操作,得出結(jié)論。整個過程中以學(xué)生為中心,關(guān)注學(xué)生的體驗與收獲。
(二)趣味自主性實驗教學(xué)模式
化學(xué)與我們的生活息息相關(guān),教師可以從社會生活、生產(chǎn)中挖掘相關(guān)素材,設(shè)計趣味性實驗,鼓勵學(xué)生獨立完成實驗操作,得出結(jié)論。
比如人教版高中化學(xué)新教材中增加了家庭實驗,家庭小實驗具有一定趣味性和自主性,教師參與少,完全以學(xué)生為主體。這樣的實驗?zāi)J娇梢岳瘜W(xué)與實際生活生產(chǎn)的聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生興趣,提高其探究積極性,同時也能充分培養(yǎng)和提升學(xué)生獨立設(shè)計實驗和操作實驗的能力。家庭趣味小實驗操作是教師布置的實驗任務(wù),有明確的實驗要求、完成時間,并且給予了實驗前的指導(dǎo)(實驗注意事項、安全問題)等。這一過程需要學(xué)生自行設(shè)計方案、做好實驗準(zhǔn)備、操作實驗、記錄實驗過程與結(jié)論,最后驗收實驗成果,使其對實驗原理和實現(xiàn)現(xiàn)象產(chǎn)生深層次理解。
案例分析:
第一步:教師提出相關(guān)話題——在一些諜戰(zhàn)劇中,我們經(jīng)??吹角閳髥T傳遞的信息是白紙,而只有信息接收人才能通過相關(guān)操作讓白紙的字顯示出來,以此話題引發(fā)學(xué)生討論,激發(fā)學(xué)生探究興趣。為此,教師可以布置“白紙顯字”課題任務(wù),開展碘與淀粉顯色反應(yīng)的趣味性實驗。
第二步:學(xué)生自行回家進行實驗設(shè)計和操作。整個過程學(xué)生獨立完成,記錄過程并生成實驗報告,包括實驗方案、材料、步驟、結(jié)論等。在具體的生活家庭小實驗中,學(xué)生可以用淀粉溶液和碘來完成實驗。
第三步:驗收實驗成果并總結(jié)。學(xué)生在課堂上對本次實驗成果進行展示,然后針對該實驗進行討論評價,最后得出結(jié)論——淀粉在冷、熱水中的溶解性,碘在水、有機溶劑中溶解性。
此外,對于趣味自主性實驗,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動思考和探究,勇于嘗試,但需要在安全的情況下進行。比如,網(wǎng)絡(luò)上的一些趣味性實驗——30%過氧化氫和液體肥皂混合,加入一些食用色素,再加入碘化鉀作為催化劑。少量的過氧化氫就可以產(chǎn)生大量氧氣,在肥皂作用下形成泡沫涌出。這一實驗存在一定危險性,如果要實施,教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生掌握相對安全的操
作——用低濃度(3%—6%)過氧化氫,用干酵母作為催化劑,則反應(yīng)沒有那么劇烈,但仍需要師生一起參與,確保實驗的安全性,提前做好安全防護措施。
(三)技能訓(xùn)練式實驗教學(xué)模式
技能訓(xùn)練式實驗教學(xué)強調(diào)技能訓(xùn)練,重點是訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作和技能,提升學(xué)生的實驗操作能力。然而提升學(xué)生的實驗操作能力并非通過反復(fù)語言強調(diào)就可以實現(xiàn)的,即使學(xué)生對實驗步驟、方法和注意事項熟記于心或者倒背如流,但在實踐操作中仍然存在很多不確定因素。所以,在高中實驗教學(xué)中,教師還需要重視對學(xué)生實驗技能訓(xùn)練,提升其實驗操作經(jīng)驗和能力,使其在面對實驗的時候能從容應(yīng)對,熟練操作,減少誤差、錯誤的發(fā)生。
在技能訓(xùn)練式實驗教學(xué)時,教師的參與性比較強,需要詳細地講解操作細節(jié)和方法,并且認(rèn)真、規(guī)范演示,確保學(xué)生對實驗操作流程有明確的方向。在學(xué)生進行反復(fù)練習(xí)時,教師需對學(xué)生的實驗進行觀察,及時糾正一些錯誤。
在“配置一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗教學(xué)時,實驗中涉及容量瓶的使用、容量配置的方法和相關(guān)儀器的使用、實驗步驟、注意事項等,教師需要針對相關(guān)實驗內(nèi)容進行詳細講解,強調(diào)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性,明確在實驗操作中可能存在誤差的因素,使學(xué)生在安全的情況下反復(fù)實驗,確保實驗的完成。
這一過程非??简瀸W(xué)生的實驗技能,因為如果未能及時發(fā)現(xiàn)天平砝碼粘有其他物質(zhì)則可能導(dǎo)致誤差,濃度偏高;如果對于刻度線沒有平視讀取也能導(dǎo)致誤差,該實驗過程可以促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度和習(xí)慣。
四、結(jié)語
通過上文研究,我們認(rèn)識到實驗教學(xué)的目的是讓學(xué)生進一步提升自身的化學(xué)能力。在這個基礎(chǔ)上,作為現(xiàn)代化教育理念下的高中化學(xué)教師,應(yīng)該認(rèn)識到化學(xué)實驗的重要性,基于新教材的特點采取多樣化的教學(xué)方式開展實驗教學(xué),為提升學(xué)生化學(xué)實驗?zāi)芰Φ於▓詫嵒A(chǔ)。