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化学实验是对学生进行创造意识训练和科学方法训练的传统的极其有效途径。新教材的编写中突出了化学实验创新和探索,增设了探究性实验、边讲边实验及家庭小实验等。然而,光有实验教材的改革是不够的,有必要对我们传统的实验教学进行反思,探索化学实验的新思路、新方法,合理利用新教材的各个实验,更好发挥化学实验在培养学生创新实践能力方面的重要作用。现就实验教学谈几点体会:
一、优化实验方案的设计——激活学生的创造思维
化学实验的设计大致可分为实验装置的设计和实验原理路线的设计,二者都有较大的变异空间。“化学实验方案的设计”变传统的化学实验中“照方抓药”、模仿重复的实验教学模式为探究式实验教学模式。在设计过程中,教师如能适当加以引导,就更能发挥化学实验在培养学生创新能力上的独特优势。
1.创设良好的问题情景
教师要引起学生认知结构上的不平衡,造成学生心理的悬念,从而唤起学生的求知欲望。为达到这种目的,要求“实验设计方案”的题材新颖。正是这种“新颖”的刺激,才会引起学生对探索的兴趣和欲望,激发学生设问。思维源于疑惑,客观存在的问题虽然许许多多,但要发现它不容易,而发现、提出日常问题就更不容易。为激发学生进行求异思维和充分显示思维过程,教师要延迟判断,必要时须帮助学生准备相应的基础知识,一旦学生有“突发奇想”,教师要因势利导。
2.营造和谐的讨论氛围
心理学认为,轻松和谐的氛围能促进人的个性和谐发展,能造成人的聪明才智的最佳发展。教师应肯定学生在提出实验方案中主动参与态度和创新意识,鼓励全体学生大胆地提出实验方案。教师应保护学生的好奇心和探究欲,允许他们在保证安全性的前提下,按照自己的实验设计方案进行实验探究,从中经受失败的体验和探究的乐趣,以及成功的喜悦。
二、挖掘化学实验的探索性——提高学生对科学问题的探究兴趣和探究能力
化学学科的发展史实际上就是以化学实验为手段,进行化学探索,发现新规律、新物质的历史。新教材增添了大量探索性实验,那么,在教学中如何更好地利用这些实验呢?我认为需要通过教学设计增加其探索性,即引导学生提出问题再通过实验进行探索。比如:在学习碱金属——钠,可以设计成:首先让学生讨论后明确:一般情况下可以从哪些方面研究一种未知物质(Na)。第二,引导学生自己设计研究钠的物理性质的实验方案,再对实验方案进行分析、筛选,最后形成一种较完善的实验方案。第三,实施实验,观察现象并加以解释或提出新问题。在实验时学生有两点“意外”发现:钠不仅能被刀切开,而且切开的表面银白色又很快变暗;钠不仅浮于水面,而且与水发生了剧烈反应,最后消失了。这就产生了新的问题。这样的教学设计较好地体现了化学实验的探索性,为学生今后进行创造活动培养了兴趣、锻炼了能力。
三、处理好家庭小实验——激发学生的思维兴趣
《论语》说得好:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,爱因斯坦也说过,兴趣是最好的老师。新教材在编写中也注意到了这点,它以图文清晰精美、文字优美生动、导语引人入胜而深受广大师生喜爱。不仅如此,它还增补了一些家庭小实验来激发学生的思维和学习兴趣。同时,化学新教材强调了STS课程设计思想,加强课程与社会发展和科技成就的联系,因此,就要求把教学与生产、生活联系在一起,把学生带向社会,指导学生自己进行探究式的实验活动,以培养学生开拓创新精神,我认为家庭小实验不受时间的限制,可以使学生在心理状态比较宽松的环境中,反复做、反复观察,直到认为满意为止。同时由于没有明确给出实验所需用具、步骤,也无明示要观察现象,这对培养学生创新精神以及各种能力都起着非常重要的作用。因此,新教材中增添了许多家庭小实验,包括材料的收集、Na2CO3和NaHCO3的发酵实验、白纸显字、分子模型的制作、测定雨水的PH值,其取材方便、操作简易、现象明显、学生易于完成。并且在每完成一个小实验的同时,能领略到成功的喜悦,极大地诱发了学生获得化学知识的强烈欲望,从而激发了学生创新精神。
四、探索化学实验研究性——扩展延伸化学知识的研究性课题
研究性实验就是运用一定的实验方法,创设不同的实验情景,探索某一化学反应的实质和规律,从而有力地解释客观事实的属性。为此,就应对一些化学反应从多方位、多层面进行深入研究。这种研究有利于培养学生思维的灵活性,克服在化学学习中受到某些思维定势的影响在解决化学问题时产生障碍。例如,在学习氯气的性质以后,让学生通过实验研究氯水的成份。在设计这个实验时,首先应考虑氯气溶解于水中是单纯的溶解,还是发生了化学反应,或者是二者兼而有之。还应该考虑要检验的体系中是否还有反应物的微粒,是否有生成物的微粒,从而判断物质与水反应后可能得到的产物。根据这些推断,设计以下三个实验。第一,向盛有氯水的试管中滴加硝酸银和硝酸的混合液,以验证氯水中含有Cl-。第二,向盛有氯水的试管中滴加碘化钾淀粉,以验证氯水中含有Cl2。第三,向盛有氯水的试管中滴加紫色石蕊试液,根据溶液变红色,可证明氯水中含有H+。但提示剂变为红色后又褪色,这说明溶液中还存在具有漂白性或强氧化性的物质,从而确定次氯酸钠的存在。学生从对这个实验的探究过程中,不仅提高了设计实验的能力,也培养了发散性的创造性思维。
总之,化学实验作为化学教学内容的重要组成部分,如何根据教学需要和具体情况,大胆进行化学实验改革,充分利用现有实验条件,为教学服务,如何更好地发挥其在培养学生创造实践能力方面的作用,如何更好地利用新教材中编写的实验,还有待我们进一步深入探索。
一、优化实验方案的设计——激活学生的创造思维
化学实验的设计大致可分为实验装置的设计和实验原理路线的设计,二者都有较大的变异空间。“化学实验方案的设计”变传统的化学实验中“照方抓药”、模仿重复的实验教学模式为探究式实验教学模式。在设计过程中,教师如能适当加以引导,就更能发挥化学实验在培养学生创新能力上的独特优势。
1.创设良好的问题情景
教师要引起学生认知结构上的不平衡,造成学生心理的悬念,从而唤起学生的求知欲望。为达到这种目的,要求“实验设计方案”的题材新颖。正是这种“新颖”的刺激,才会引起学生对探索的兴趣和欲望,激发学生设问。思维源于疑惑,客观存在的问题虽然许许多多,但要发现它不容易,而发现、提出日常问题就更不容易。为激发学生进行求异思维和充分显示思维过程,教师要延迟判断,必要时须帮助学生准备相应的基础知识,一旦学生有“突发奇想”,教师要因势利导。
2.营造和谐的讨论氛围
心理学认为,轻松和谐的氛围能促进人的个性和谐发展,能造成人的聪明才智的最佳发展。教师应肯定学生在提出实验方案中主动参与态度和创新意识,鼓励全体学生大胆地提出实验方案。教师应保护学生的好奇心和探究欲,允许他们在保证安全性的前提下,按照自己的实验设计方案进行实验探究,从中经受失败的体验和探究的乐趣,以及成功的喜悦。
二、挖掘化学实验的探索性——提高学生对科学问题的探究兴趣和探究能力
化学学科的发展史实际上就是以化学实验为手段,进行化学探索,发现新规律、新物质的历史。新教材增添了大量探索性实验,那么,在教学中如何更好地利用这些实验呢?我认为需要通过教学设计增加其探索性,即引导学生提出问题再通过实验进行探索。比如:在学习碱金属——钠,可以设计成:首先让学生讨论后明确:一般情况下可以从哪些方面研究一种未知物质(Na)。第二,引导学生自己设计研究钠的物理性质的实验方案,再对实验方案进行分析、筛选,最后形成一种较完善的实验方案。第三,实施实验,观察现象并加以解释或提出新问题。在实验时学生有两点“意外”发现:钠不仅能被刀切开,而且切开的表面银白色又很快变暗;钠不仅浮于水面,而且与水发生了剧烈反应,最后消失了。这就产生了新的问题。这样的教学设计较好地体现了化学实验的探索性,为学生今后进行创造活动培养了兴趣、锻炼了能力。
三、处理好家庭小实验——激发学生的思维兴趣
《论语》说得好:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,爱因斯坦也说过,兴趣是最好的老师。新教材在编写中也注意到了这点,它以图文清晰精美、文字优美生动、导语引人入胜而深受广大师生喜爱。不仅如此,它还增补了一些家庭小实验来激发学生的思维和学习兴趣。同时,化学新教材强调了STS课程设计思想,加强课程与社会发展和科技成就的联系,因此,就要求把教学与生产、生活联系在一起,把学生带向社会,指导学生自己进行探究式的实验活动,以培养学生开拓创新精神,我认为家庭小实验不受时间的限制,可以使学生在心理状态比较宽松的环境中,反复做、反复观察,直到认为满意为止。同时由于没有明确给出实验所需用具、步骤,也无明示要观察现象,这对培养学生创新精神以及各种能力都起着非常重要的作用。因此,新教材中增添了许多家庭小实验,包括材料的收集、Na2CO3和NaHCO3的发酵实验、白纸显字、分子模型的制作、测定雨水的PH值,其取材方便、操作简易、现象明显、学生易于完成。并且在每完成一个小实验的同时,能领略到成功的喜悦,极大地诱发了学生获得化学知识的强烈欲望,从而激发了学生创新精神。
四、探索化学实验研究性——扩展延伸化学知识的研究性课题
研究性实验就是运用一定的实验方法,创设不同的实验情景,探索某一化学反应的实质和规律,从而有力地解释客观事实的属性。为此,就应对一些化学反应从多方位、多层面进行深入研究。这种研究有利于培养学生思维的灵活性,克服在化学学习中受到某些思维定势的影响在解决化学问题时产生障碍。例如,在学习氯气的性质以后,让学生通过实验研究氯水的成份。在设计这个实验时,首先应考虑氯气溶解于水中是单纯的溶解,还是发生了化学反应,或者是二者兼而有之。还应该考虑要检验的体系中是否还有反应物的微粒,是否有生成物的微粒,从而判断物质与水反应后可能得到的产物。根据这些推断,设计以下三个实验。第一,向盛有氯水的试管中滴加硝酸银和硝酸的混合液,以验证氯水中含有Cl-。第二,向盛有氯水的试管中滴加碘化钾淀粉,以验证氯水中含有Cl2。第三,向盛有氯水的试管中滴加紫色石蕊试液,根据溶液变红色,可证明氯水中含有H+。但提示剂变为红色后又褪色,这说明溶液中还存在具有漂白性或强氧化性的物质,从而确定次氯酸钠的存在。学生从对这个实验的探究过程中,不仅提高了设计实验的能力,也培养了发散性的创造性思维。
总之,化学实验作为化学教学内容的重要组成部分,如何根据教学需要和具体情况,大胆进行化学实验改革,充分利用现有实验条件,为教学服务,如何更好地发挥其在培养学生创造实践能力方面的作用,如何更好地利用新教材中编写的实验,还有待我们进一步深入探索。