淺談學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)及教學(xué)模式的構(gòu)建

◆侯秀英

(江西省上饒縣中學(xué))

眾所周知，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。以實驗為基礎(chǔ)，就是把實驗作為提出問題、探索問題的重要途徑和手段，這就要求化學(xué)課堂教學(xué)要盡可能用實驗來展開，使學(xué)生能主動地參與實驗，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗事實或?qū)嶒炇穼崳\用實驗方法論，來探索物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律。如何利用有限的課堂教學(xué)時間來提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力，是每一位化學(xué)教師必須思考的重要課題。學(xué)生的實驗設(shè)計能力的形成和提高，不可能一蹴而就，有一個發(fā)展過程，在這個過程中，老師的作用應(yīng)是“導(dǎo)師”而不是“教師”，學(xué)生在教師所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境和思維的導(dǎo)向中，通過自身主體的努力，促進能力上的提高。本文將從個人的經(jīng)驗闡述運用不同的教學(xué)模式來培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力。

中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的目的，是使學(xué)生掌握基本原理和操作，發(fā)展智力;培養(yǎng)分析問題、解決問題及創(chuàng)新能力。近年來，高考化學(xué)實驗題目中，探究性試題，實驗設(shè)計方案的試題較多，有實驗操作順序的設(shè)計，驗證某一化學(xué)原理的設(shè)計，測定濃度的設(shè)計，分離提純的設(shè)計，檢驗?zāi)吵煞值脑O(shè)計，定性實驗的設(shè)計，定量實驗的設(shè)計等。這些設(shè)計簡單實驗的試題，大多綜合性，理論性強，有的還提供一些新的信息，要求學(xué)生必須冷靜的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能正確作答。為此，我們要做好以下兩點:

1.加強實驗基本操作的示范與練習(xí)

掌握規(guī)范的實驗基本操作技能是進行活動探究的前提，實驗操作技能形成的過程，一般有三個階段，即操作的定向、操作的模仿和操作的熟練。操作的定向，是指學(xué)生對操作方式的了解，從而在頭腦中形成關(guān)于操作印象的過程。在化學(xué)實驗操作技能中的定向，主要是指學(xué)生知道各項操作“怎樣做”“為什么要這樣做”，這是操作技能掌握的重要階段。而操作的模仿，就是要求學(xué)生按照教師的示范進行模仿，然后再轉(zhuǎn)變成規(guī)范的操作，這是操作技能掌握的開端。要實現(xiàn)操作的模仿，必須采用多種練習(xí)方式相結(jié)合的方法，而且操作動作要正確、規(guī)范，并應(yīng)適時地反復(fù)強化和訓(xùn)練。至于操作的熟練，則是指形成起來的操作技能具有廣泛的適應(yīng)性和動作的完善性，即能規(guī)范操作，運用自如。

2.變驗證性實驗為探究性實驗

案例:苯酚與乙醇都是由烴基和羥基直接相連的化合物，是否屬于同一類有機物?化學(xué)性質(zhì)是否相同?(學(xué)生靜思)。

實驗用品:試管、苯酚、乙醇、蒸餾水、NaOH稀溶液、酚酞試液、金屬鈉、鎂條以及學(xué)生在設(shè)計實驗中所需用到的物品。

實驗過程與思考:

演示:兩支試管各盛2mL NaOH稀溶液，并滴入一滴酚酞，其中一支試管中加入0.5g苯酚，另一支加入1mL乙醇，振蕩(可看到加入苯酚的堿液的紅色褪去，而加入乙醇者卻不褪色)。

證明苯酚與乙醇在性質(zhì)上有很大的區(qū)別:苯酚有酸性，乙醇無酸性，由此引出酚的概念。

思考:如何證明苯酚的酸性強弱(引導(dǎo):從強酸制備弱酸的原理上思考)?

學(xué)生實驗:在苯酚鈉溶液中通入CO2(可看到有苯酚晶體析出)，證明苯酚酸性很弱。

激勵創(chuàng)新:要求學(xué)生設(shè)計一個檢驗酚羥基的氫原子比醇羥基氫原子活潑的實驗(引導(dǎo):從羥基上的氫原子的置換反應(yīng)上來考慮)。

分組討論，設(shè)計方案，進行試驗。

師生共同評議各種實驗方案。

以下是學(xué)生提出的二個典型方案:

方案1:將苯酚溶于乙醇，加入一小粒金屬鈉(與乙醇比較)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)較乙醇激烈。

方案2:在苯酚澄清水溶液中，加入一小段去掉氧化膜的鎂條(與乙醇水溶液比較)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)較乙醇激烈得多。

答案不是唯一的，方案1與方案2都是可行的，但方案2更佳，因為現(xiàn)象反差強烈。最后教師用“誘導(dǎo)效應(yīng)”從理論上簡要解釋苯酚顯酸性的原因，但不要求學(xué)生掌握，僅作開闊視野之用。

苯酚和乙醇都是重要的有機物，其分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)，既有相似之處，又有很大的不同。教師首先以苯酚和乙醇分別與氫氧化鈉溶液作用的實驗，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，啟迪學(xué)生思維，繼而激勵學(xué)生設(shè)計實驗，使學(xué)生的主體作用和創(chuàng)造性潛能得以發(fā)揮。

以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)教學(xué)的基本特征，化學(xué)實驗設(shè)計在提高學(xué)生素質(zhì)上具有整體的、綜合的、獨創(chuàng)的功對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)科學(xué)方法和創(chuàng)新精神均能產(chǎn)生積極有效的作用。課堂上，教師應(yīng)千方百計地提供機會，讓學(xué)生親身體驗化學(xué)實驗設(shè)計、操作過程，使化學(xué)創(chuàng)新式的學(xué)習(xí)過程成為一種“活、樂、動”的過程，在化學(xué)實驗設(shè)計、操作過程中去發(fā)現(xiàn)新問題、萌發(fā)新思想、形成新思路、尋找新方法、開拓新領(lǐng)域、獲得新知識和技能。這種讓他們親自參與親身體驗的學(xué)習(xí)方法，能極大地調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，在知識的探究過程中，始終處于一種興奮的狀態(tài)，有效地激發(fā)形象思維，提高學(xué)習(xí)效率;在這個過程中，學(xué)生是自主的學(xué)習(xí)者，是主動地進行知識的建構(gòu)。通過建構(gòu)一定的教學(xué)模式，學(xué)生的創(chuàng)造力、潛能、天賦得以發(fā)揮，個性得到發(fā)展，最后為國家培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才!