董海峰
(青海師范大學,青海西寧 810008)
化學學科是一門特殊的專業(yè),隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,化學實驗是化學科學理論產(chǎn)生、發(fā)展和驗證的實踐基礎(chǔ),在無機化學教學大綱中就明確規(guī)定了化學實驗的目標、任務(wù)和內(nèi)容.化學實驗作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課,在學生學習化學的過程中發(fā)揮著不可替代的作用。實驗課對于激發(fā)學生學習積極性,培養(yǎng)學生主動探究科學理論知識,全面落實培養(yǎng)科學素養(yǎng)的目標,具有十分重要的特殊作用。也是培養(yǎng)和提高學生的觀察、思維、分析、解決各種化學反應(yīng)現(xiàn)象能力的手段。
大部分化學知識均來自于實驗,實驗的設(shè)計與編排能刺激學生的大腦神經(jīng),引起思維的積極活動,激發(fā)學生的求知欲?;瘜W實驗是人們認識和研究物質(zhì),創(chuàng)造性地運用科學理論知識和實驗技術(shù)手段,有計劃、有目的地實施探究性實踐活動的過程。
現(xiàn)代化學實驗教學理論提倡教師要充分發(fā)揮學生的主體性,實驗教學要面向全體學生,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,提高學生的科學素養(yǎng),促進學生的全面發(fā)展,化學實驗要貼近生活和社會,改變實驗的教學模式,重視和強調(diào)實驗教學的自主性和開放性,廣泛應(yīng)用實驗探究、情境教學、合作學習和實踐教學等有效的模式,保證學生在實驗過程中的主體地位。傳統(tǒng)的實驗過分強調(diào)技能和技能訓練,沖淡了實驗探究和實驗思維,出現(xiàn)學生不理解技能要領(lǐng),只是機械模仿的現(xiàn)象。
實驗者是化學實驗的主體,可以是教師也可以是學生,實驗者通過實驗手段來控制實驗對象,使其發(fā)生變化。實驗對象是化學實驗研究的客體,實驗對象所表現(xiàn)的各種屬性,又作用于實驗儀器,并通過實驗儀器為實驗者所感知。化學實驗內(nèi)容主要包括物質(zhì)的制備或合成、分離與提純和檢驗、鑒別、鑒定等?;瘜W實驗教學中實驗方法一般包括基本操作方式、物質(zhì)的分離與提純方法和物質(zhì)成分分析方案等。在化學實驗教學改革中要緊密結(jié)合國家教育教學的要求,在實驗試劑和物品的選擇方面,注意聯(lián)系學生的社會和生活實際,選取身邊常見的化學物質(zhì)作為實驗用品和實驗試劑,使學生產(chǎn)生親切感?;瘜W實驗內(nèi)容方面加強綠色環(huán)保的教育理念,選用綠色化的試劑,采用微型化學實驗裝備,積極鼓勵學生自制儀器、自行設(shè)計實驗方案,注重聯(lián)系學生的社會和生活實際,對于激發(fā)學生注意身邊的化學現(xiàn)象,解釋身邊的化學現(xiàn)象,具有很大的作用。增加化學實驗的趣味化,通過趣味實驗生動、鮮明和新奇的化學變化來激發(fā)學生的實驗興趣和探究欲望。實驗設(shè)計是實驗教學的策劃書,在進行實驗設(shè)計時要遵循科學性、綠色化、可行性、安全性和簡約性原則。選取污染性小、試劑用量少的微型化學實驗,開展微型化學實驗訓練,降低化學反應(yīng)的污染程度。優(yōu)選設(shè)計出多個實驗方案,然后根據(jù)效果明顯、綠色化、裝置簡單易操作等實際情況,進行教學調(diào)整并加以完善。
實驗是學生獲取化學知識、驗證化學理論知識并進行化學知識創(chuàng)新的重要手段。長期以來,實驗僅僅作為證明教材和教師正確的工具,忽視實驗的探究功能?;瘜W實驗應(yīng)該滿足學生發(fā)展科學探究能力的需要,有無探究價值是針對學生而言,如果問題過易,學生不需要怎么思考就能解決,或者問題過難,學生不管怎么思考也難以解決,這樣的問題,對學生來說,就沒有探究價值,或探究價值很小。實驗內(nèi)容有無探究價值,不僅要考慮學生的需要,還要考慮學生所在學校的基礎(chǔ)條件。例如:蔗糖能否溶解于水?蔗糖能否無限制地溶解于水?蔗糖能否溶解于其他溶劑(氯仿或苯)?對于這三個問題,有的問題太容易,不具有探究價值,有的問題中所用的試劑對于偏遠地區(qū)的學生來說很難找到,也同樣不具有探究價值。
例如在“人體吸入和呼出的氣體有何不同?”的實驗中,可以按照教師課前提出問題—學生查閱資料制定實驗設(shè)計方案—課堂進行實際操作—收集整理實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)—分析實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)果—課后反思與評價,這種師生交流的探究模式,在老師的啟發(fā)下逐步完成,小組合作效果顯著,學生在各環(huán)節(jié)都能夠積極思考,踴躍發(fā)言,使教學達到了比較滿意的結(jié)果。在“鐵生銹原因”的實驗中,可以按照創(chuàng)設(shè)情境—明確問題—提出假說—驗證假說—得出結(jié)論—交流與應(yīng)用的探究模式,模式中假說的形成要經(jīng)過提出假說和驗證假說兩個階段,實驗檢驗是驗證假說最直接、最可靠、最有力的方式。
一是合理分配演示實驗和學生實驗。這兩類實驗是根據(jù)化學教學中實驗主體的不同而進行的一種人為劃分,教師可根據(jù)所在學校和學生的實際情況來選擇。二是演示實驗向隨堂實驗轉(zhuǎn)化。演示實驗存在一定的問題:可見度小,老師是“演員”,而學生是“觀眾 ”,只是看熱鬧。如果學生自己親自去動手做實驗,可以使學生的角色發(fā)生變化,不但能掌握操作方法,還能使觀察的現(xiàn)象更清晰,印象更深刻。三是將有些驗證實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍詫嶒?。驗證性實驗是先有結(jié)論,后有實驗驗證結(jié)論的準確性。即結(jié)論在前,實驗在后,這種實驗是被動的,要充分把握好兩種實驗在化學教學中的作用,將驗證實驗作為實驗探究活動的表現(xiàn)形式之一,兩者緊密結(jié)合起來,發(fā)揮應(yīng)有的作用。
隨著信息技術(shù)與化學課程整合的發(fā)展,為了達到教學效果的最優(yōu)化,對于一些現(xiàn)象不明顯的實驗,可以通過模擬將其放大;對于嚴重污染或存在危險的實驗,可以利用多媒體加以解決;對于錯誤實驗操作導致嚴重后果的實驗,也可以模擬起到引以為鑒的作用;對于反應(yīng)速度很快或很慢和化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程等實驗都可以運用多媒體模擬實現(xiàn)。因此,計算機模擬實驗在一定程度上提高了實驗的成功率和教學效果。網(wǎng)絡(luò)教學可以突破傳統(tǒng)課堂的時空限制,進行遠距離學習,大容量的網(wǎng)絡(luò)資源庫能引導學生對某一問題進行更深入的研究和討論,發(fā)揮合作互助的作用,很好地體現(xiàn)教育的公平性,學生在整個過程中享有充分的自主權(quán),處于中心位置,有利于學生個性的形成,培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維以及發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。
化學實驗在化學教學中具有非常重要的作用,針對目前創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式,化學實驗教學也要不斷改革,轉(zhuǎn)變實驗教學方式,優(yōu)化教學手段,從而激發(fā)學生的創(chuàng)新動機,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。