例谈中学化学实验有效教学

[摘要]化学实验是中学化学课程的重要组成部分,教师应在教学过程中既注重学生实验基础知识的巩固,也要注意培养学生的实验操作技能和分析能力,改进和组织课外小实验是提高化学实验教学的有效途径。

[关键词]化学实验;有效教学;课外小实验

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]1005-3115(2010)12-0124-02

化学是一门以实验为基础的学科,不过,时下的中学化学教学,特别是实验课教学存在诸多问题,体现为实验课教学效率不高、教学效果不佳。实验课教学的停滞不前已影响到化学教学整体的改革与发展。中学化学教育的目的是为了提高全民族的科学文化素质,通过化学学科的学习,让学生掌握―些最基本的科学原理和科学方法,尤其是通过课堂演示实验和学生实验,可以使学生获得直观感性知识,从而把难以理解的化学知识或现象更好地理解、巩固,形成化学概念,提高观察、分析和解决问题的能力,也可以激发学生的学习兴趣,对于改变学生的学习方法、培养终身学习能力具有重要意义。

一、问题――化学实验有效教学的主线

化学实验是化学学习的重要组成部分,是化学教师吸引学生的法宝,也是培养学生观察能力和思维能力的主要途径。在化学实验教学中,以问题为主线来组织教学,能充分调动学生学习的主动性,促进学生学习能力的形成和发展。学生的主要动手活动就是化学实验,因此,化学实验应是学生进行创造性活动的重要手段。但现在学生实验相对较少,不是因为实验成功率低,而是因为安排一次学生实验要花费大量的时间、人力乃至财力。所以,学生实验做还是不做,做得多还是少,不仅与教师重视程度有关,也与学校管理、实验室建设有很大关系。但无论是以何种形式――探究式、验证式、照方抓药式,只要让学生多动手做实验,就能增加学生动手、动脑的机会,提高学生学习的主动性,同时,也能激发他们学习化学的兴趣。在化学教学中,学生针对问题设计实验方案,然后进行实验,收集数据,再对收集到的数据进行比较分析,最后得出结论。这对培养学生创造性思维、提高他们的求知欲有很大帮助。

然而,不是所有问题都能让中学生仅用实验手段就能解决。针对化学实验的复杂性,要有效地指导学生的创造性活动,教师必须先思维、实验、探索。教师在实验准备过程中会发现中学教材中遇不到的现象和问题,通过分析、反复尝试,会寻找到解决问题的方法。如高二化学教材中有如下反应:3NO2 +H2O = 2HNO3 +NO ,理论上单位体积的二氧化氮跟水反应后,剩余气体体积是原气体体积的1/3,但学生通过仔细实验后却得不到如此结论,是什么原因呢?我们解释为:下列可逆反应是不可忽视的,2NO2N2O4 而且还存在NO +NO2 +H2O =2HNO2反应。这就是说,我们在通常条件下收集不到纯净的二氧化氮气体,而且在反应过程中还有一氧化氮的反应损耗。实验教师要努力引导学生在化学实验操作过程中去发现新问题、萌发新思想、形成新思路、寻找新方法、获得新知识,从而培养学生的问题意识。

二、改进――化学实验有效教学的必要措施

化学教学中实验教学的比重很大,这对提高化学教学质量、培养学生创新能力有着举足轻重的作用。教材改革已带动了教学改革,但理论课教学有改进而实验教学却一直没有实质性的变化。在知识和能力培养目标中,实验教学侧重思维能力和动手能力的培养。当前的教育教学实际是重视对学生知识的传输甚至灌输,有意无意地忽略了学习者本身及学习的过程这两个更为重要的方面。换句话说,多偏重于“内容目的”的落实,忽视了“过程目的”的重要作用及其优化运作,抑制了学生的智力与非智力因素的健康发展。化学实验可使学生及时动手进行验证性实验,期望得到的实验现象或结论与教师或教材所提供的标准一致,以达到求同。但由于化学现象之间存在着多种联系,而且与反应条件有着密切关联,实验现象随着操作顺序的不同、实验条件的差异会呈现出多种多样的变化。对某一化学现象或问题的揭示也可能有几种不同的实验方法和途径,通过比较从中找出更为优化的实验方案,可以为训练学生的发散性思维提供有利条件。我们必须承认大纲和教材具有绝对的合法性和权威性,但为了提高实验教学效果,为了调动学生积极思维,不能仅忠于教材而因循守旧,教师可以适时地调整教材实验步骤甚至设计思路。如高一化学教材中关于氯水受光照射分解的实验,只要把新制的饱和的氯水放置在暗处,几天后再光照,反应现象非常明显。这时候学生会产生疑问――为什么放置在暗处几天后现象反而明显了呢?在他们积极动脑的过程中会得出如下结论:因为这样氯水中才会有更大浓度的次氯酸(HClO)得以分解。

另外,在实验过程中,必须注意节约化学药品,减少化实验步骤,避免污染环境,以达到化学实验简约化、绿色化的要求。按照教材安排进行“硫酸黑面包”式的实验,不仅消耗药品多,反应释放大量的有刺激气味的气体,对空气污染严重,让学生咳嗽不止,甚至会干扰正常课堂秩序。可将该实验做如下改进:在250毫升的锥形瓶中放入研细的蔗糖10克,滴入1～2毫升水。通过分液漏斗向其中加入适量溶质质量分数为98%的浓硫酸,同时将生成的气体依次通入装有品红溶液、酸性高锰酸钾溶液和澄清石灰水的洗气瓶,最后通入盛有NaOH溶液的烧杯中。如此操作,我们不但在锥形瓶中观察到了明显的实验现象,而且节约了药品,防止了环境污染,还验证了生成物的成分。

将化学知识以实验的形式表现出来,使学生通过对演示实验的观察或亲自探究实验获得有关基本概念和基础理论的知识,有助于学生化学知识的有意义建构。如过氧化氢分解制取氧气的实验,以前用MnO2 作催化剂,但存在速率过快、反应难以控制等弊端。有人通过定性和定量研究,在相同的实验条件下,以活性炭颗粒为催化剂,H2O2 分解反应的速度最适中,产生的气体最均匀,反应的时间也较长,且溶液颜色无变化,便于学生观察实验现象,理解催化剂的概念。

实验教学是化学课堂教学的重中之重,一方面必须重视实验的开展;另一方面,也不能“尽信书”,要激励学生勤动手、惯动脑,勇于探索,善于质疑;同时要努力实现化学实验的简约化原则和绿色化标准。

三、课外小实验――化学实验教学的有效途径

如果实验教学仅局限于教师演示、学生模仿、笔试考查,那么化学实验的教学功能就不能得到充分发挥。在现代学校教育中,虽然课堂教学仍是培养学生创造性思维、进行创造性学习活动的主渠道,但若将目光延伸到教室、课本以外,从社会生活中寻找与化学知识有关的实验课题,将社会现象、生活环境作为发掘实验新课题的出发点。教师启发、引导学生以日常生活中的食醋、苏打水、食盐水、柠檬汁等代替典型的酸碱盐溶液,让他们检测溶液的酸碱性,用鸡蛋壳代替典型的化学药品检验碳酸盐,检验胃舒平中的氢氧化铝等这些身边常见物质入手,解决有关化学概念问题。从实验操作的实施到实验结果的分析,这些小实验都要学生自己积极参与,主动地动脑动手,确定实验目的和实验原理、制定实验方案、组装仪器、选择药品等。教师还可组织举办化学晚会,对于参加学科竞赛和课外小组的学生,开放实验室,允许学生利用课余时间进行有关课题的研究、实验。使实验室实验走进社会,贴近生活,让学生深刻体会到化学知识应用的现实意义。

在课外,学生不像在课堂上那样受到很大限制,他们的思维更加活跃,亲自动手的欲望更加强烈。学生可以充分地、自由地发挥想象,根据自己的兴趣爱好设计实验方案,进行探究活动,去寻找所有可能解决问题的途径。当实验完成以后,学生会体验到成功的愉悦,从而进一步激发学习兴趣,提高学生的学习动机。

总之,培养学生的化学学习能力是中学化学教学的重要目的,也是化学教学中实施素质教育的突破口。化学实验是中学化学教学内容的重要组成部分,中学化学教学围绕实验展开是中学化学教学特点的充分体现,教师应该尽最大努力,做好实验的相关工作,尽可能地为学生创造条件,让他们多做实验、做好实验。化学实验能激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创造性思维,对进行创造性教育有着独特的作用。

[参考文献]

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