孫文平 閏秀茹
化學(xué)的發(fā)展起源于實(shí)驗(yàn)、依賴于實(shí)驗(yàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中有效的教學(xué)形式,可有效幫助學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版)(以下簡稱“課標(biāo)”)中指出”通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí),促進(jìn)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?!睆?qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用,以此作為啟迪學(xué)生科學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生探究能力和情感態(tài)度價(jià)值觀的重要手段。中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識(shí)、實(shí)踐技能與社會(huì)發(fā)展需求三個(gè)方面的關(guān)系。在新版的《課標(biāo)》中,科學(xué)探究被認(rèn)為是改變學(xué)生傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的一個(gè)重要突破口,明確提出“活動(dòng)探究”的具體模式,如觀察、調(diào)查、參觀、資料收集、閱讀、討論、交流、辯論、實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)的重要基石,實(shí)驗(yàn)是化學(xué)問題解決的重要手段實(shí)驗(yàn),是科學(xué)探究的重要途徑。
一、運(yùn)用引導(dǎo)演示實(shí)驗(yàn)法,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力
演示實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練學(xué)生思維的重要途徑。2010年全國新課標(biāo)卷Ⅱ第28題第(5)小題第②問考查鋅粒與稀硫酸反應(yīng)一段時(shí)間后金屬的顏色,考生多數(shù)答為銀白色,若教師在平時(shí)教學(xué)中進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)或引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)此時(shí)的金屬應(yīng)該為灰黑色;再如2018年全國新課標(biāo)卷I第題26醋酸亞鉻的制備是源于教材氫氧化亞鐵的制備。所以在平時(shí)教學(xué)中應(yīng)該盡可能多的做演示實(shí)驗(yàn),若有條件進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生從演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象中所獲得的感性材料,進(jìn)行“由表及里、由此及彼”的思考和分析,實(shí)現(xiàn)由感性到理性的飛躍。
開始在做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),要有明確的實(shí)驗(yàn)說明,說明本次實(shí)驗(yàn)的理論支持,要說明怎么做。如實(shí)驗(yàn)室制取氨的演示實(shí)驗(yàn),首先師生應(yīng)該根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析采用什么發(fā)生裝置;其次應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析氨可能含有什么樣的雜質(zhì),并根據(jù)氨和雜質(zhì)的性質(zhì),提出應(yīng)該如何除去這些雜質(zhì)及除雜應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)裝置;再次根據(jù)氨的物理和化學(xué)性質(zhì)來選擇收集氨的裝置;最后根據(jù)氨的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)解決剩余氨處理的方法。這樣一來,學(xué)生就從根本上理解了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和內(nèi)容,以后在遇到類似的氣體制取實(shí)驗(yàn)時(shí),就懂得基本步驟。物質(zhì)的制備應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生圍繞著所制備的物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行有針對(duì)性地進(jìn)行思考,展開思維活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力。
二、通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神
化學(xué)科學(xué)探究是指為了能積極主動(dòng)地獲取化學(xué)科學(xué)知識(shí),領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。通俗地說,就是讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題.主動(dòng)去尋找答案,而不是被動(dòng)地接受知識(shí)。科學(xué)探究重在探索的過程,而不是只注重答案本身。在學(xué)生的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)基本形成后,可根據(jù)他們已初步掌握的實(shí)驗(yàn)理論和技能,設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)習(xí)題,最好是課本的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)或課后習(xí)題的改編,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)探究精神。
例如:在學(xué)習(xí)人教版必修一第四章第四節(jié)《氨硝酸硫酸》中硝酸的性質(zhì)時(shí),可要求學(xué)生設(shè)計(jì)有關(guān)一氧化氮的制取和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案。并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題后再進(jìn)行設(shè)計(jì):
1、實(shí)驗(yàn)室用什么試劑制取NO氣體?(考查實(shí)驗(yàn)原理:銅和稀硝酸)
2、根據(jù)原理采用什么發(fā)生裝置、收集裝置和尾氣處理裝置?(考查實(shí)驗(yàn)儀器,圓底燒瓶、分液漏斗)
3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟及先后順序(考查實(shí)驗(yàn)操作,氣體制備一凈化一收集一尾氣處理)
4、根據(jù)NO的性質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意哪些?(例如如何防止氧氣與一氧化氮反應(yīng),能否用排氣法收集一氧化氮等等)如何處理突發(fā)事件?
學(xué)生經(jīng)過思考,相互交流,可能會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,可以讓學(xué)生去實(shí)踐,并比較各自方案的優(yōu)缺點(diǎn),提出具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,然后進(jìn)行學(xué)生演示。而教師在此過程中進(jìn)行思維訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生提高認(rèn)識(shí),提高學(xué)生思維品質(zhì)。
教師要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課本上的實(shí)驗(yàn)、習(xí)題或歷年高考、模擬題中的實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種形式即能鞏固學(xué)生的理論知識(shí),又能提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,可以進(jìn)一步提高學(xué)生的探究能力。
三、運(yùn)用興趣實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
創(chuàng)新能力是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和源泉,在高中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng),要善于運(yùn)用實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、表達(dá)自己的想法,具有質(zhì)疑精神,積極展開思維活動(dòng),逐步提高創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
如在氫氧化亞鐵的制備實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出如何長時(shí)間觀察到白色沉淀,學(xué)生從理論分析到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,小組同學(xué)進(jìn)行交流借鑒,最終師生合作,提出方案設(shè)計(jì)方向如下:(1)將溶液中的溶解氧去除(配制的蒸餾水經(jīng)過煮沸去氧)(2)有效避免空氣溶解(避免懸空滴入溶液,油膜隔絕)(3)制造還原性氛圍(可利用H2,加入保險(xiǎn)粉連二亞硫酸鈉等)(4)電化學(xué)法(注意電解質(zhì)溶液的選擇)等,在2018年全國新課標(biāo)卷I中醋酸亞鉻的制備就考查了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),與氫氧化亞鐵的制備創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)很相似。
生活中處處有化學(xué),可以設(shè)計(jì)生活小實(shí)驗(yàn),如學(xué)生可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究廢舊電池中的成分,研究雞蛋殼的成分,研究土壤成分,研究河水成分,研究鋼鐵銹蝕的現(xiàn)象并提出如何進(jìn)行防護(hù),研究對(duì)室內(nèi)甲醛的檢測(cè),研究化妝品中某項(xiàng)化學(xué)品成分等。通過這些實(shí)驗(yàn)的研究活動(dòng),激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,了解化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用,積極展開實(shí)踐活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,思考問題,解決問題,提高學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)。
總之,化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),在教學(xué)中應(yīng)該多創(chuàng)造條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí),全面提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。