曹春梅
對于高中學(xué)生而言,學(xué)習(xí)化學(xué)的過程不僅在于知識的獲取,更重要是科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。這些科學(xué)素養(yǎng)包括:觀察能力、概括能力、探究能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、動手實驗和操作的能力、解釋實驗現(xiàn)象和評價實驗方案的能力、創(chuàng)新拓展的能力等等。在教學(xué)過程中化學(xué)實驗可以分為教師演示實驗、學(xué)生分組實驗和課外實驗。隨著新課程標準的不斷推進,教師演示實驗和學(xué)生分組實驗在大多數(shù)學(xué)校都開展良好,也具有一定的教學(xué)意義。但是對于如何實施課外實驗而言,是目前大多數(shù)高中化學(xué)教師忽略的一部分。有些教師反映,不是不重視課外實驗,客觀上高考壓力的存在和主觀上學(xué)生的精力不夠讓實施具有一定的難度。隨著校本課程的進一步開發(fā),很多學(xué)校也開始對課外實驗的教學(xué)進行一定的改進。
對于化學(xué)課外實驗活動的開展和實施,是對化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容深入探究的過程,可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。學(xué)生在實驗過程中會獲得檢驗真理的幸福感,學(xué)習(xí)興趣得到提高。
一、課外化學(xué)實驗的開展方式
1.課前的預(yù)習(xí)實驗
開展新課教學(xué)之前,教師可以根據(jù)下一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容, 安排一些步驟簡單,現(xiàn)象明顯的預(yù)習(xí)實驗。
例如,利用超市可以購買的“84消毒液”滴到花瓣或者有色紙條上,觀察顏色的變化。在學(xué)習(xí)“鋁及其化合物的性質(zhì)”時,尋找日常生活中常見的鋁制品。學(xué)習(xí)“油脂的水解”前,讓學(xué)生通過家里的植物油、動物油與洗潔精的反應(yīng)現(xiàn)象初步形成化學(xué)反應(yīng)的概念。甚至課前利用網(wǎng)絡(luò)信息,查閱具體物質(zhì)的實驗反應(yīng)視頻。
再如,“苯的結(jié)構(gòu)”教學(xué)前,可以告知學(xué)生苯的分子式為C6H6。學(xué)生在已有有機知識的基礎(chǔ)上,利用碳成鍵和氫成鍵的特點,搭建苯分子的球棍模型。學(xué)生會創(chuàng)造出各種構(gòu)型,有立體的有平面的?;瘜W(xué)物質(zhì)由結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),之后苯的課堂性質(zhì)實驗進一步驗證苯的構(gòu)型。
與以往的傳統(tǒng)預(yù)習(xí)工作不同,學(xué)生不再通過直接瀏覽課本預(yù)習(xí),而是開展一系列自身可以進行的課前活動獲取知識。在這個過程中無論是獲知還是生疑,都是學(xué)生自主探究的過程。在進入課堂學(xué)習(xí)之后,學(xué)生更愿意參與課堂活動,提高學(xué)習(xí)興趣,讓課堂“活”起來,學(xué)生的主體地位增強。
2.課后的家庭實驗
教師可以結(jié)合課堂內(nèi)容安排一些簡單具有趣味性的家庭實驗。比如“淀粉遇到碘變藍”是生物教材、化學(xué)教材中的常見實驗。學(xué)生在日常生活中都能接觸到含有淀粉的相關(guān)物質(zhì),比如白面、米飯、土豆、蘋果等等,含有碘單質(zhì)的有碘酒等等。
學(xué)生課前實驗發(fā)現(xiàn),不是所有的淀粉遇到碘單質(zhì)都會變藍。查閱資料可知,淀粉根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的不同,可以分為直鏈淀粉和支鏈淀粉,具體性質(zhì)如表1。
化學(xué)是一門與生活密切相關(guān)的學(xué)科,如何讓學(xué)生把課堂上學(xué)習(xí)到的新知識用起來,就需要動手操作。在實驗過程中,學(xué)生的操作能力和思維能力能得到很大的提高,同時也進一步加深對理論知識的理解。
3.課外的創(chuàng)新設(shè)計實驗
化學(xué)課外實驗的開展不僅要重視探究性、實踐性,還要重視趣味性、創(chuàng)新性。比如在“原電池”內(nèi)容學(xué)習(xí)之后,教師可以組織學(xué)生進行電池設(shè)計大賽。當然這些內(nèi)容可以結(jié)合學(xué)校的科技節(jié)進行,具體根據(jù)各個學(xué)校的情況而定。學(xué)生的創(chuàng)造思維是很廣泛的,他們利用生活中的鐵釘、易拉罐、自行車的鋼圈等等做成電極材料,家里的醋、番茄、檸檬、食鹽等等都可以做成電解質(zhì)溶液。學(xué)生可以個人設(shè)計,也可以分組設(shè)計,在科技節(jié)上展示。同時讓其他同學(xué)進行評比,選出“獲得最大電流的原電池”、“最美觀的原電池”、“最新穎的原電池”等等。通過小組之間的交流和合作,培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神,也達到資源共享的目的。
圖1實驗教具的設(shè)計也是可以開展的課外實驗活動。比如在“探究SO2的化學(xué)性質(zhì)”時,一個簡單的試管實驗無法一下子進行SO2的制備、性質(zhì)的檢驗。學(xué)生就設(shè)計出如圖1所示的簡易裝置。 圖中由制備開始,驗證了SO2的漂白性、還原性、水溶液的酸堿性及尾氣的吸收。現(xiàn)象明顯,裝置簡易且環(huán)保。
圖2由于電石與飽和食鹽水的反應(yīng)非常劇烈,操作也不太簡便。可以設(shè)計如圖2所示的簡易裝置。塑料滴管滴泡中裝有用棉花包裹的電石,滴泡用細針扎出多個小孔,制備時將滴泡浸入溶液。飽和硫酸銅與無水乙醇組成的混合液,減緩反應(yīng)速率,同時吸收產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體。實驗過程隨時可以控制終止,試劑用量較小,儀器微型化。
二、課外化學(xué)實驗的價值
1.注重教學(xué)內(nèi)容的延伸和拓展
傳統(tǒng)課堂實驗是教師根據(jù)教材進行的書本實驗,實驗現(xiàn)象和結(jié)果都有一定的已知性,實驗流程也有嚴格的規(guī)范,某種程度上限制了學(xué)生思維的發(fā)散。
通過課外化學(xué)實驗的進行,將課堂化學(xué)知識與學(xué)生自身的實踐認知相結(jié)合,達到能力的升華。學(xué)生不再局限于“跟著老師走”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利于自主學(xué)習(xí)能力的提升。學(xué)生不僅把課堂知識進一步內(nèi)化,還能獲得課本以外的知識體驗,形成創(chuàng)新意識。這充分符合新課程理念的要求,凸顯學(xué)生的主體地位,培養(yǎng)全面發(fā)展的教育人才。
2.打破時空限制,更具推廣性
目前高中化學(xué)的課外實驗活動不僅僅局限于化學(xué)課堂上,在生活中同樣可以進行。學(xué)生從“化學(xué)來源于生活、用之于生活”中慢慢體會到知識的融合,知識的多元化實現(xiàn)了開放性。從學(xué)習(xí)模式、內(nèi)容模式到環(huán)境模式都一一被打破,這種開放性的探究實驗行為,能有效促進化學(xué)學(xué)科特色的發(fā)揮。
3.利于學(xué)生反思過程的形成
學(xué)生通過課外實驗,師生之間的互動、生生之間的互動,逐步形成評價的能力。在一開始的掌握知識能力階段到課后實驗過程中學(xué)以致用的階段,學(xué)生加深對所學(xué)概念的理解,初步學(xué)會知識的感知,能用本知解決問題。這一過程促進學(xué)生思考課堂的內(nèi)容和收獲,對實驗操作、實驗探究過程及自我表現(xiàn)的評價,發(fā)現(xiàn)自身的優(yōu)缺點,從而不斷優(yōu)化自身的科學(xué)素質(zhì)。(收稿日期:2016-04-20)