加凡琳

化学是一门以实验为主的学科,化学的感性认识主要靠化学实验来提供,如果只重视理论课程的教与学而忽视实验的教与学,全面提高化学教学质量就成了一句空话。所以说,重视化学实验教学,充分发挥化学实验的教育功能,既是提高化学教学质量的有力保证,也是素质教育的重要标志。

一、重视实验课教学方法的改革与改进

实验教学是一种重要的感性认识方法,教学中的实验可分为验证性实验和探索性实验两大类。验证性实验是对化学假设进行检验的一种实验,主要是通过“问题→化学假说→实验验证→结论→应用”的过程完成;而探索性实验,是学生在实验和观察的基础上通过科学抽象来获得结论的一种实验,主要通过“问题→实验事实→科学抽象→结论→应用”的过程体现。在实验教学中,只有不断改进教学方法,才能激发学生的学习兴趣,进而提高其教学质量。

1.实验与观察。实验是手段,观察是入门,两者都是获取感性知识的重要科学方法,关键在于怎么做实验。创造条件让学生动手做实验已成为众多化学教师的共识,但由于学生实验准备工作量大,且药品耗用过多,增加实验开支,与目前实验经费紧张的现实不相适应。因此,教师应改革实验教学方法,创设一些节省药品,操作简便且现象明显的学生实验。例如,硝酸化学性质的教学可让学生完成如下实验:给盛有一滴浓硝酸的试管加热,观察现象;向两支试管中用铜丝绕成的螺旋上分别滴加几滴浓硝酸的试管加热(待产生的气体将近充满试管时取出铜丝以减少污染);将一根去膜铝丝一端浸入浓硫酸,1分钟后取出洗净,将两端均插入CuSO4溶液中,对比观察现象:将一块蚕豆大小的木炭烧至红热后放进小烧杯,向木炭上滴一滴浓硝酸,观察现象,上述几个仅用少量硝酸的实验就能获得令人满意的实验现象,既节省了药品和时间,还减少了对大气的污染。

2.边讲边实验。教学中,对学生实验加以改进与创新,采用教师一边讲学生一边实验的方法,进行实验探索式教学,使学生参与化学教学的全过程。在边讲边实验的教学中,应根据教材、学生和实验内容的具体情况,采用三种方式:

(1)将“边讲边实验”安排在新课的开始,作为新课的设疑导入,起到激发学生学习兴趣、创设思维情境的作用。如在金属活动性实验中,先演示氢气还原氧化铜的实验,让学生思考其实验的原理是什么?通过学生讨论,得出氢和氧的结合能力比铜强,进一步向学生提出其它金属如钠、钾、铁等和氧的结合能力强弱的问题,然后让学生将铁钉放入硫酸铜溶液中,发现溶液中的Cu2+被析出变成红色的铜,而溶液却由蓝色变成了浅绿色,此实验现象引起了学生极大的兴趣,通过激烈的讨论得出铁比铜活泼的知识。笔者又提出了银、锌、铜等金属活泼性如何去用实验来验证?同学们展开讨论,得出了可行的方案,由此培养了学生的创造性思维。

(2)将“边讲边实验”安排在教学过程中,训练学生求异解难的能力。特别是当实验出现异常时,及时抓住契机,引导学生讨论,探究。例如,在探究反应条件对反应的影响活动中,先演示氯酸钾分解制取氧气的实验,指出了反应条件对化学反应有着极大的影响,结合复分解反应,让学生做固体氢氧化钠和固体硫酸铜的反应,他们将发现现象并不明显,这时有的学生马上提出了加催化剂,也不行,笔者引导学生认真思考,最后,有的学生提出了加水搅拌,现象马上出现了,这样,一方面锻炼了学生的创新思维能力,同时对离子之间的反应也有了更深刻的认识。

(3)将“边讲边实验”安排在课堂结尾。为了发展学生的思维,使所学知识得到深化、巩固,可将课堂所学的知识综合起来,以学生设计实验的方式作为本课的小结。例如,在探究温度对固体物质溶解度影响的活动中,提出了KCl和NaNO3能否反应,同学们一致回答不能反应,再让同学们做实验:在高温下将此两种溶液混合,等冷却后再观察试管底部出现了什么?通过实验和分析验证了此沉淀主要成份是KNO3,此结果引起同学们极大的兴趣,展开了激烈的讨论,最后得出了这是由KNO3溶解度受温度影响较大的结论,这不仅使学生创造性地得出了结论,而且对复分解反应也有了更深刻的认识。

3.探究与总结。本环节着重引导学生分析和处理化学实验所获得的信息,探究实验现象产生的原因,从定性、定量的角度找出内在联系,抽象归纳、逻辑地总结规律,即得出正确的结论,突出训练学生的思维能力,这是实验教学改革的核心。例如,引导学生运用辩证观点从化学键、化合价、离子反应、氧化还原反应、反应热、物质的量浓度等不同角度认识硝酸的不稳定性和氧化性,概括出一些规律,如稀硝酸比浓硝酸稳定,浓硝酸比稀硝酸氧化性强,硝酸跟金属反应的定量关系、还原产物规律等。

4.应用与延伸。精心设置一组实验习题,引导学生综合应用所掌握的知识进行必要的分析,类推或计算论证,以培养解决实际化学问题的能力。例如,应用硝酸的性质解答:怎样用简便方法区分浓硝酸和稀硝酸?能否用稀硝酸制取H2?一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生哪些变化?请设计用铜和硝酸制取少量NO2、NO的最佳的实验装置,请用铜、银和硝酸为原料选择最佳途径制取硝酸铜和硝酸银等。延伸是指根据学生实际适当地引导学生向知识与技能的深度、广度探索。例如,结合硝酸的性质介绍王水的实际应用,引导学生配平王水溶解铂和金的化学方程式,介绍经磁化的铜能减缓被硝酸的腐蚀等化学科技新成果,以开阔学生的知识视野,增强科教兴国意识。

二、强化实验操作技能的训练和培养

化学实验是掌握化学知识的入门向导和手段,学生从实验事实出发形成化学概念,上升为化学规律,进而编织知识网络,构筑知识框架,是经过由表及里,由此及彼,去粗取精,去伪存真的思维过程。教学中,教师适时引导学生观察实验过程,激发思维活动,实现由感性阶段向理性阶段的飞跃。由于学生的思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始的,因此,在教学中应充分发挥实验设疑作用,使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化,启发学生强烈求知欲望,使学生始终处于有效的积极思维状态。例如,将氯气的制取及性质实验做如下改动:在药品中准备了二氧化锰、浓盐酸、硝酸、硝酸钾等,并提出制取氯气用什么药品好呢?以上几种药品两两组合有几种制氯气的反应呢?生成氯气通入湿润的有色布条和干燥的有色布条有何不同?学生带着这些问题,经过动手、动脑,不仅提高了学习兴趣,巩固了所学知识,同时培养了独立思维能力。在教学中经常进行同中求异、异中求同的比较,知识间的概括、总结,也能培养学生的良好思维习惯。如在学习了一氧化碳性质后,组织学生做氢气还原氧化铜和碳还原氧化铜的实验,从所用仪器、仪器的安装、反应原理、实验现象、操作方法及注意事项等方面,引导学生对比、总结。通过对比、总结,学生熟练地掌握了三人实验操作及各反应物知识,培养了学生逻辑思维、抽象思维。

化学实验改革是一项动手、动脑的创造性活动,可为培养创新精神提供最佳环境,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到化学实验的实用价值,激发学生的创造动机。例如,许多家庭使用石油液化气,存在燃烧不充分的问题,既易产生一氧化碳毒气,又易熏黑炊具,浪费能源。因此,在做石蜡的催化裂化的演示实验时,将产生的气体通入一个特制的类似燃气灶的小装置,通过调空气量,让学生认识不正常燃烧产生的飘火、回火、脱火现象及排除措施,并调至最佳燃烧状态,既教会了学生合理安全使用石油液化气,又激发了学生研制高效、节能、安全的燃气灶具的创造性兴趣,这类实验改进深受学生喜爱。

教师应勇于进取、善于创新,无论是实验方法的革新、教具的创造、实验的新颖设计,对学生都有很强的感染力,会不知不觉地在学生心理播下创造的种子。例如,一位学生看到实验室需要大量的稀硫酸、浓硫酸跟乙醇的混合液,而配液时用烧杯作容器易使酸液飞溅,这对于师生来说都是相当危险的,就设计出一种叫做“混酸瓶”的安全装置。学生有了创新精神是素质提高的重要表现。

三、保证演示实验和学生实验的成功率

化学实验是化学教育的主要内容,对学习和研究化学有巨大的动力作用。笔者根据多年的实验教学和高考经验,认为要全面提高中学化学的教学质量,提高化学实验教学的质量是关键。而要保证实验教学的质量,首先必须保证实验质量,即保证实验的成功率。教师的演示实验及学生的每个实验都能按预定的教学计划顺利而成功的完成,可以大大地激发学生的实验兴趣,提高学生的动手能力,从而调动他们学习化学的积极性。为此,实验课前,教师不仅要充分准备,而且要严格要求学生认真预习,查阅资料,并做好预习笔记;实验时,教师要精心指导和严格要求,及时引导学生按照实验的程序和步骤操作;实验后要认真总结,要全面分析影响实验成败的关键因素,认真总结实验的主要操作步骤,并让学生写出规范的实验报告。

目前,有些老师怕做实验,减少了实验次数,而且成功率也不高,特别是演示实验的成功率不高,给学生的心理造成不良影响。所以,实验教师要下苦功过好实验质量关。例如,银镜反应是师生较难做好的实验之一,试管洁净配制的银氨溶液刚好澄清是实验成功的关键,教师在演示过程中规范地示范每一步操作,引导学生观察思考,并很快做出光亮银镜,必然激发出强烈的感觉兴趣、操作兴趣、探究兴趣和创造兴趣。实验完毕,及时引导学生讨论:洗净试管的最佳方案,药剂的适宜浓度和用量,最佳反应条件,反应现象和本质,防止发生事故和污染的措施,使学生明确“为什么要这样做”的道理。

综上所述,只有不断改进实验教学方法,加强学生实验操作技能的训练,提高和保证学生实验的成功率,才能激发学生的实验兴趣,提高实验课教学质量。