淺議新課程理念下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)
楊愛英
摘要:新課程理念對實驗教學(xué)提出了新的要求:如何讓學(xué)生學(xué)會”做科學(xué)”,如何在實驗中提高創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)中,教師要更新觀念,激發(fā)學(xué)生興趣,從而提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:做科學(xué);創(chuàng)新能力;興趣;生活
實驗室化學(xué)這門科學(xué)的基礎(chǔ),實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容和支柱之一。但現(xiàn)行的實驗教學(xué)受到觀念、儀器、藥品、人員的限制,存在很多的不足:實驗是以教師演示,甚至是講為主,學(xué)生的動手機會少;驗證性的實驗多,探究性的實驗少,甚至沒有;課堂上可能有實驗,課外生活被忽略,這些問題不僅使得實驗教學(xué)難以達到預(yù)定目標(biāo),還使的教學(xué)理念與原則被忽視,更為嚴(yán)重的是撲滅了學(xué)生對實驗的強烈興趣,對以后的學(xué)習(xí)造成深遠的影響。 新的教學(xué)改革中,實驗教學(xué)的作用和地位怎樣?如何解讀實驗教學(xué)中所貫徹的新課程理念?如何在新課程理念下還原實驗教學(xué)的本來面目?本文對此淺論一番。
一、實驗教學(xué)的意義
在化學(xué)新課程改革中,實驗教學(xué)在傳統(tǒng)教育的基礎(chǔ)上,重在創(chuàng)新精神和動手能力的培養(yǎng),強調(diào)一個”會”字,即會實驗內(nèi)容會設(shè)計實驗,會做實驗,會用實驗。因此通過中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué),要使學(xué)生學(xué)會運用科學(xué)探究方法,了解科學(xué)探究的過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題的能力和嚴(yán)肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度與作用;同時要培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勤于思考的習(xí)慣和能力,為培養(yǎng)其能提、能說、能干的精神奠定堅實的基礎(chǔ)。
二、實驗教學(xué)中的新課程理念 實驗教學(xué)中應(yīng)貫徹的理念很多,本文著重從”做科學(xué)”和”創(chuàng)新能力”兩個方面探討一番。
1.做科學(xué) 新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:讓學(xué)生有更多的機會主要的體驗探究過程,在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,獲得科學(xué)的方法,在”做科學(xué)”的探究,試驗中逐步形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。從該表述中,我認為”做科學(xué)”蘊含三種含義:
(1)科學(xué)是”做”出來的。即學(xué)生通過對課題的主動體驗于探究得出一定的結(jié)論,形成知識;并初步掌握知識的聯(lián)系與應(yīng)用。其核心就是主動的探究。從試驗教學(xué)的實際來看,多是教師的演示性的實驗,學(xué)生很少動手,主動更無從談起;實驗的性質(zhì)基本上為目的明確,步驟確定現(xiàn)象固定的驗證實驗,實質(zhì)上學(xué)生是不能自主的。這些現(xiàn)象與新課程基本理念是沖突的,相背離的,必須加以改變。在證明CO2的密度比空氣大時,讓學(xué)生自己設(shè)計用最簡單的方法證明二氧化碳密度比空氣大。不少同學(xué)討論中不同的設(shè)計思路:在空氣中二氧化碳下沉,二氧化碳中空氣上浮。自備器材,有的用二氧化碳吹肥皂泡,氣泡下沉,用空氣在二氧化碳燒杯中中吹肥皂泡上升。有的用空氣充氣球放在裝二氧化碳燒杯中,氣球上浮等。一個普通的實驗,努力去思考\動手,從中可以得到很多的感悟和體會。
(2)”科學(xué)”的做。”做科學(xué)”有很多方法,不同的方法會演繹出不同的結(jié)果,如何才能判定對錯呢?這就需要在過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,使用科學(xué)的方法。這是形成知識的真確途徑。在新舊教學(xué)理念”轉(zhuǎn)型”期間,師生往往對探究過程的具體方法不甚了了,不知該從那些方面如何去探究,比較茫然,這就需要加強科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法論的教育,讓學(xué)生們知道不僅要”做科學(xué)”還要”科學(xué)的做”。探究面粉爆炸實驗是新教材新增加的內(nèi)容,在實驗室中我提前做了不下十幾次的實驗,可惜的是都沒有成功。最后我在課堂上作為問題提給了同學(xué)們。學(xué)生對這個問題非常感興趣,第二天,大家都攜帶著大紙盒或用最大號可樂瓶子剪成的塑料筒、干面粉、長吸管、蠟燭來探究面粉是否能夠爆炸。這個實驗很難做,大家分成幾個小組各自合作,試著完成實驗,一遍不行,二遍,三遍……終于有的小組做成了,大家圍過來仔細分析原因:面粉一定要干燥,顆粒要細小勻稱,最重要的是吹氣所用的力一定要適當(dāng),把面粉吹起來。有了這樣的經(jīng)驗,各組很快都取得了成功。老師不是萬能的,萬能的是按照正確的道路和方法去動手、實踐、體會??茖W(xué)的方法、態(tài)度是形成正確結(jié)果、知識的基礎(chǔ)。
(3)”科學(xué)的做”與”做科學(xué)”間存在相互聯(lián)系,兩者不是孤立的,而是相輔相成的,在”做科學(xué)”的過程中不斷探究,優(yōu)化方法,從而形成科學(xué)的態(tài)度與方法;而”科學(xué)的做”是形成真確結(jié)論的必要條件。兩者之間互動循環(huán),使學(xué)習(xí)的方式和結(jié)果互為條件,為終身學(xué)習(xí)的意識和能力的形成鑒定基礎(chǔ)。可見,兩者之間在更高層次上是一體的,是歸一的,是同一物的兩種呈現(xiàn)方式。課本上學(xué)習(xí)過固體的溶解度后,我提出一個問題:氣體溶解度與溫度呈現(xiàn)什么樣的關(guān)系?這個問題在學(xué)生中意見分歧,答案不一,有些同學(xué)認為與固體相似,是隨溫度升高而增大,有些同學(xué)從生活中某些現(xiàn)象出發(fā),認為是隨溫度升高而減小。針對這些,我沒有直接給了答案,而是讓同學(xué)們設(shè)計實驗探究,學(xué)生很快提出了方案:向裝有40ml不同溫度的水(一個為20℃,一為80℃),通入5分鐘等流量的CO2氣體,一段時間后,用PH計分別測量兩杯水的PH,結(jié)果是20℃的液體PH比80℃的液體的PH小,說明CO2溶解度隨溫度升高而減小,大家意見很快統(tǒng)一起來,這個成果是建立在正確方法的實驗基礎(chǔ)上的,實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),正確的實踐是認識真理的必由之路。
2.創(chuàng)新能力 新課程標(biāo)準(zhǔn)在”情感態(tài)度與價值觀”的緯度目標(biāo)中指出:要發(fā)展善于合作、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)要求、勇于實踐和創(chuàng)新的科學(xué)精神,鑒于中學(xué)生的知識和能力水平,我認為學(xué)生的創(chuàng)新能力體現(xiàn)在兩個方面:
(1)對于同一個實驗,能從不同的角度去思考,從不同的方法去嘗試。以前的實驗教學(xué)中,實驗的思路、實驗的步驟都是由工作人員、教師優(yōu)化組合的,它呈現(xiàn)給學(xué)生的都是一個鐵定的結(jié)果,教材沒有說,教師不愿說,學(xué)生說不出。這樣的現(xiàn)象不符合創(chuàng)新的要求,一個實驗有不同的角度,不同的方法,在這些不同的比較中,才能培養(yǎng)學(xué)生思維的廣度。我曾讓學(xué)生思考:驗證野炊后的大理石主要成分為CaCO3,是否發(fā)生化學(xué)變化,你能設(shè)計哪些方案。學(xué)生們的結(jié)果是五花八門,有的從反應(yīng)物減少的角度出發(fā),比較野炊前后的大理石的質(zhì)量改變情況;有的從驗證生成物的角度出發(fā),將野炊后的大理石用蒸餾水反復(fù)、充分沖洗,再向洗液中通入CO2,觀察是否混濁;或測量洗液的PH,觀察其是否大于7,從而確定是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。還有一個同學(xué)提出了新的方案:將同一塊大理石粉碎,取中間和外側(cè)比質(zhì)量,投入足量稀鹽酸中,收集生成的氣泡,比較體積的大小,從而判定結(jié)論。學(xué)生提出的實驗方法多種多樣,很多方法老師也不一定提到,”三個臭皮匠,頂個諸葛亮”,這說明了創(chuàng)新要讓學(xué)生思維從不同角度發(fā)散,拓展其廣度。
(2)同樣的實驗操作,可以從不同的緯度去闡述,得出不一樣的結(jié)論,教科書上的結(jié)論只是所得結(jié)果的一種,并非是唯一的一種。如”蠟燭燃燒的探究”實驗中,同是蠟燭,可以是白色,也可以是紅色,將石蠟切下一塊,放于水中,既可以得出石蠟密度比水小的結(jié)論,還可以得出石蠟不溶于水,也不與水反應(yīng)的結(jié)論。將正在燃燒的石蠟吹熄,迅速引燃冒出的白煙,可觀察到石蠟被重新點著,這可以認為冒出的白煙是石蠟的蒸汽,也可能是石蠟或蠟芯受熱時放出的新物質(zhì)。它有可燃性,故還可以設(shè)計一個在白煙上方罩一個冷而干的燒杯實驗來進行驗證??梢妼嶒灲Y(jié)論往往在不同的維度,不同層面上有著不同,有意識利用這些,可培養(yǎng)思維的深度,從而提高創(chuàng)新能力。 三、新課程理念下的實驗教學(xué)
實驗教學(xué)中要注意結(jié)合形式發(fā)展,注重提高學(xué)生動腦動手能力,以下從四個方面予以闡述:
1.要跟上時代,更新觀念
我認為現(xiàn)階段實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀,最主要的是受高、中考升學(xué)中急功近利思想的指揮,教師對實驗重視程度不夠。從過去經(jīng)驗來看,做實驗是憑興趣,走過場。實驗課主要還是老師說、講、唱,學(xué)生聽、記、背,效果往往也不錯,所以學(xué)生屢屢高分低能,教師往往安于現(xiàn)狀,得過且過,沒有心思和精力從事實驗教學(xué)的研究。但現(xiàn)在中考實驗加試在許多地方已實行,筆試中也體會到平時做不做實驗的區(qū)分。時代在發(fā)展,觀念也要更新了。因此實驗教改的突破口和切入點,應(yīng)該是教師的觀念更新,開拓創(chuàng)新。
首先,教師除了要有扎實廣博的理論知識和能用于指導(dǎo)實驗教學(xué)的能力之外,還要有強烈的再學(xué)習(xí)能力。教師要給學(xué)生一杯水,自己必須是一條長流常新的小溪,不僅要具有扎實的專業(yè)知識和基本功,同時還應(yīng)具備良好的學(xué)習(xí)和繼續(xù)教育能力,襀知識與信息的經(jīng)濟更新。
其次,要讓學(xué)生發(fā)展創(chuàng)維能力,教師應(yīng)該具有創(chuàng)新的思想、素質(zhì)。知識經(jīng)濟的核心是知識的創(chuàng)新、開發(fā)、傳播和應(yīng)用,”創(chuàng)新是一個民族的靈魂?!蔽覀円獜氐邹D(zhuǎn)變觀念,從一張嘴,一支粉筆,一塊黑板的教學(xué)模式中走出來,要大膽進行實驗創(chuàng)新的改革,勇于探索實驗中的新發(fā)現(xiàn)、新問題,最終通過老師的創(chuàng)新激發(fā)和帶動學(xué)生創(chuàng)新,使學(xué)生成為創(chuàng)新主體。
2.要注意激發(fā)和維持實驗興趣
興趣是最好的老師,它能激發(fā)學(xué)生內(nèi)在而持久的動機,化學(xué)實驗具有先天的優(yōu)勢晶瑩規(guī)范的儀器,細致入微的操作,豐富多彩的現(xiàn)象,千絲萬縷的應(yīng)用,這一切讓絕大多數(shù)學(xué)生對化學(xué)實驗從一開始就充滿了好奇感,化學(xué)是一門理科,實驗中即存在著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)美,也充滿和諧的人文美,這些都有利于學(xué)生實驗興趣的維持和提高。所以教師在實驗教學(xué)中,一定不能扼殺學(xué)生的這些興趣。實際教學(xué)中不少老師為了管理的規(guī)范或方便,要求學(xué)生這個儀器不能摸,那個儀器不能碰,使學(xué)生束手束腳、手足無措。有些教師對實驗的危險性過度夸大,造成學(xué)生心理上的緊張,做實驗時缺乏安全感。這些都與教學(xué)要求背道而馳,必須堅決加以改正,給學(xué)生創(chuàng)造安全、自由、有序的氣氛和氛圍。
對學(xué)生進行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和鼓勵是激發(fā)興趣的非常有益的方法?;瘜W(xué)實驗中確實危險的,難以控制的實驗并不多,大部分實驗都可以由教師指導(dǎo)學(xué)生自行完成讓學(xué)生品嘗成功和勝利。更重要的是,學(xué)生思維并不必局限與書本,他們往往有靈感的火花閃耀。教師可以鼓勵他們進行可能的探究或驗證,讓他們品嘗創(chuàng)新的成就。人教版新教材有一個家庭實驗:制作葉脈書簽,按照書上的引導(dǎo),學(xué)生們制出黃色的書簽,但不少同學(xué)不滿意已有成果,指出實驗耗時太長,不夠高效,制得產(chǎn)品過于單調(diào),不夠精美,我鼓勵他們可以自己想辦法解決。一番商量后,學(xué)生們拿出了方案:首先用開水操作,代替蒸餾水,解決了時間使用效率的問題,又在書簽制成后而放入熱的紅、藍墨水中,制出了紅、藍色的書簽,書簽染色后,系上小細繩,并迅速用502膠水固定葉柄,套上塑料袋,既防止葉子變形,又更加牢固、美觀,成為一件精美的工藝品,學(xué)生們爭相向我訴說個性的創(chuàng)新成果。
3.正確面對失敗 實驗是動手操作的,特別是探究性的實驗,不同的學(xué)生肯定有不同的操作,形成不同的結(jié)果,結(jié)果即可能是成功的,也就可能是失敗的,如何面對失敗,這就成了很常見的問題。
首先,我以為應(yīng)讓學(xué)生明白,失敗是一件很常見的事,沒有必要掩飾、遮蓋,更不必沮喪和失望,要實事求是。
其次,失敗是成功之母,失敗中往往蘊含著正確的萌芽,找出失敗的原因,就意味著向成功的大門有進了一步。最重要的是,要從失敗中培養(yǎng)堅強的毅力和不屈的精神,愈敗愈戰(zhàn),越挫越勇,化失敗為精神進步的階梯!
在證明暴露在空氣中的氫氧化鈉固體部分變質(zhì)時,有同學(xué)很快提出,用無色酚酞或PH試紙測量即可,可是碳酸鈉也是堿性,測量不出,大家很快否認了該意見。又有同學(xué)提出,用通入二氧化碳的方法,但由于二氧化碳既能與氫氧化鈉反應(yīng),也能與碳酸鈉反應(yīng),所以還是行不通。我鼓勵學(xué)生,提示他們從尋找二者區(qū)別尋找,又有同學(xué)提出利用滴加稀鹽酸觀察是否立即有氣泡逸出的方法,經(jīng)過實驗大家發(fā)現(xiàn),效果還是不好,因為碳酸鈉若是很少,與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉,且二氧化碳能溶于水,但這個提議啟發(fā)了大家思維。很快有人提出用澄清石灰水,因為它只與碳酸鈉反應(yīng),且生成的碳酸鈣為沉淀,極易渾濁,經(jīng)過實驗顯。這次試驗雖然經(jīng)歷了多次失敗才最終成功,但大家從中汲取的決不僅僅是結(jié)論。
4.與生活緊密相連 生活是化學(xué)的母體,它中間處處蘊含著化學(xué),化學(xué)的教學(xué)要與生活緊密相連,化學(xué)實驗教學(xué)也是如此。在教學(xué)中,我們不只要關(guān)注實驗室中的化學(xué)實驗,還需要一顆敏感的心靈,去隨時感受生活中的化學(xué),還需要一雙敏銳的眼睛,善于從生活中找尋化學(xué)的痕跡。生活中的鋼鐵制品銹多,鐵制品生銹的現(xiàn)象也很常見,如何珍惜金屬,防治金屬生銹呢?不少學(xué)生提出了這個課題。我和同學(xué)們一起分析可能的原因:(1)不同的鐵制品生銹狀況不同,說明生銹可能與鐵制品的構(gòu)成有關(guān);(2)暴露在空氣中的鐵制的易銹,而涂油的部件不易生銹,說明生銹可能與空氣中的成分相關(guān);(3)空氣中的主要成分有氮氣、氧氣、二氧化碳、稀有氣體、水蒸氣等,氮氣、稀有氣體化學(xué)性質(zhì)不活潑,可給予排除,主要考慮其它氣體;(4)剛切過咸菜的菜刀很快生銹,說明生銹可能與鹽有關(guān)聯(lián)時,針對這些假設(shè),同學(xué)們很快設(shè)計出了實驗方案:①取生鐵、鋼、不銹鋼等樣品分別放在空氣中,觀察它們的生銹快慢;②取相同組成的等體積的鐵樣品,一件在表面均勻抹上機油,一件不作處理,分別暴露在空氣中,一段時間后觀察生銹狀況;③將幾件相同的鐵樣品,分別暴露在空氣中,并通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣、二氧化碳、水蒸氣等,觀察一段時間后與空氣中的鐵樣品的生銹率的大?。虎軐杉瑯拥蔫F樣品,一件用水噴過,一件用鹽水噴過,再分別暴露在空氣中,比較生銹率的大小……這些實驗的探作,難度并不太大,又與生活現(xiàn)象緊密相連,學(xué)生印象非常深刻,類似的還如燃燒條件的探究、無火方法的比較、食物腐爛原因初探、水的硬度調(diào)查等等。這些知識的學(xué)以致用,將化學(xué)與生活連通,還原科學(xué)本來面目。
實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的核心之一,它的作用是舉足輕重的,貫徹新課程理念,轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方式,是化學(xué)教學(xué)工作者肩上義不容辭的責(zé)任!