楊春陽(yáng)(廣東省廣州市花都區(qū)城區(qū)教育指導(dǎo)中心,廣州 花都 510800 )
以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)展開(kāi)化學(xué)教學(xué)已成為所有化學(xué)教學(xué)工作者的共識(shí),但是演示實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)施是不容樂(lè)觀的,很多教師認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)會(huì)影響知識(shí)的落實(shí)和教學(xué)進(jìn)度,只是在公開(kāi)課上才把實(shí)驗(yàn)探究作為一個(gè)重要手段向聽(tīng)課教師展示一番。鑒于上述現(xiàn)狀,我們應(yīng)該加強(qiáng)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),尤其是演示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行探究性研究,從而讓學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)策略,培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、分析能力、合作精神等探究能力。
奧蘇伯爾有意義的學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境對(duì)于引發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)本身產(chǎn)生興趣,形成認(rèn)知需求和激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),有積極的推動(dòng)作用。教材設(shè)置的任何實(shí)驗(yàn)都有其內(nèi)在的、多重的功能。我們要在深入鉆研教材內(nèi)涵,準(zhǔn)確理解演示實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)設(shè)能指向核心目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)情景,以吸引注意力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。指向核心目標(biāo)的化學(xué)情境教學(xué)能夠讓學(xué)生更輕松地理解化學(xué)的核心理念,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的理解和認(rèn)知,從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力以及探究能力,讓所有的學(xué)生都更愿意參與到對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)當(dāng)中。
比如:第十單元課題2“中和反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的核心目標(biāo)是認(rèn)識(shí)中和反應(yīng)的概念和中和反應(yīng)的本質(zhì),下面是教師設(shè)置的兩種實(shí)驗(yàn)情景:
情景1:生活體驗(yàn)情景
教師:同學(xué)們!這幾天天氣悶熱,餓了一個(gè)冬天的蚊子又開(kāi)始嗡嗡嗡的出來(lái)覓食了!大家都有被蚊蟲叮咬的經(jīng)歷吧!蚊蟲在我們身上叮咬后,會(huì)有什么感覺(jué)?
學(xué)生:(有的會(huì)心地微笑,有的表現(xiàn)出被叮咬的表情)痛、癢、難受……
教師:這種痛癢感覺(jué)實(shí)際上是蚊蟲在我們身上注射了蚊酸的緣故!蚊酸能使紫色石蕊變紅,由此推斷,它是酸性還是堿性的?
學(xué)生:(異口同聲)酸性!
教師:如果被蚊蟲叮咬了,你知道如何止癢嗎?可以在叮咬過(guò)的地方涂一些藥膏、藥水來(lái)減輕痛癢。那么,你能說(shuō)出這些藥物能用于止癢的化學(xué)原理嗎?
學(xué)生:……
教師:(不等學(xué)生回答,趁熱打鐵)通過(guò)接下來(lái)的練習(xí),答案馬上見(jiàn)分曉!
情景2:溫故知新情景
教師:現(xiàn)有兩瓶失去標(biāo)簽的無(wú)色溶液,已知分別是氫氧化鈉溶液和稀鹽酸,請(qǐng)您設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別它們。
學(xué)生1:用紫色石蕊試液!
學(xué)生2:用鋅粒!
學(xué)生3:用生銹的鐵釘!……
(教師逐個(gè)點(diǎn)評(píng)學(xué)生的方案)
教師:現(xiàn)在另有3瓶失去標(biāo)簽的無(wú)色溶液,已知分別是氫氧化鈉溶液、稀鹽酸和氯化鈉溶液(中性),請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別它們。
學(xué)生:……
(大部分學(xué)生答不上來(lái),只有個(gè)別學(xué)生能說(shuō)出只言片語(yǔ),小聲與同桌交流)
教師:如果只用酚酞試液,能否將這3種溶液鑒別出來(lái)?
學(xué)生:……
(課堂上鴉雀無(wú)聲,學(xué)生們反應(yīng)不過(guò)來(lái),都表現(xiàn)出無(wú)從下手。此時(shí),課堂時(shí)間已經(jīng)過(guò)半,教師只好簡(jiǎn)述答案,匆匆開(kāi)始演示實(shí)驗(yàn))
因此,實(shí)驗(yàn)情景要為實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù),要具有新穎性和適應(yīng)性,要能體現(xiàn)學(xué)科的特點(diǎn),要能對(duì)即將學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容起連接和固定的作用,情景中設(shè)置的問(wèn)題難度不宜太大,要避免喧賓奪主,要能吸引學(xué)生的注意力,要指向?qū)嶒?yàn)的核心目標(biāo)。
在初中化學(xué)的教學(xué)中,我們常常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題,一些演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或?qū)嶒?yàn)難以成功,不利于學(xué)生的觀察認(rèn)知。因此,在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,教師不能僅僅交代課本中的實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)步驟,不能迷信課本演示實(shí)驗(yàn)方案一定是完美的,而是要引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行合理改進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力,讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程,感受到實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)缺點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
例如,在二氧化碳傾倒的演示實(shí)驗(yàn)中,課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢往燒杯中傾倒,下面的蠟燭先熄滅,上面的蠟燭后熄滅,得出結(jié)論一、二氧化碳密度比空氣大,結(jié)論二、二氧化碳不不能燃燒,也支持燃燒。實(shí)驗(yàn)中,由于有些同學(xué)傾倒時(shí)速度過(guò)快或集氣瓶拿不穩(wěn),二氧化碳剛倒出就散開(kāi)了,結(jié)果造成上面的蠟燭先熄滅,下面的后熄滅,達(dá)不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。于是經(jīng)過(guò)師生共同探究,對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn),在傾倒二氧化碳時(shí),在燒杯內(nèi)壁處放一短頸漏斗,將二氧化碳從漏斗倒入,如圖所示。這樣就會(huì)順利地完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)效果明顯。
化學(xué)學(xué)科方法是在對(duì)化學(xué)學(xué)科中共有、通用的方法進(jìn)行抽象和概括的基礎(chǔ)上,所形成的化學(xué)研究的基本方法?;瘜W(xué)學(xué)科方法的化學(xué)的核心與靈魂,是學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)的手段和途徑。在化學(xué)教學(xué)中,課堂是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科方法的重要陣地,實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)科方法的主要載體。
案例:溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)速率的影響
在第三單元課題1“分子的特征”的教學(xué)中,為了說(shuō)明溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)速率的影響,教師補(bǔ)充了品紅在冷水和熱水中擴(kuò)散的演示實(shí)驗(yàn),課題實(shí)錄如下:
首先,教師將一杯冷水放在桌面上,然后取出一小粒品紅,告訴學(xué)生品紅是由分子構(gòu)成的物質(zhì),將品紅放入水中,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,約10秒后提問(wèn)學(xué)生。
教師:能看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生1:能……
學(xué)生2:不能……
此時(shí),由于品紅在水中的擴(kuò)散還不明顯,凡是水面處出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)紅色,所以只有周圍的學(xué)生能隱約觀察到紅色的擴(kuò)散,眼看實(shí)驗(yàn)效果不太明顯,心急的教師拿起燒杯,輕輕搖動(dòng)幾下---
教師:看到了什么?分子是運(yùn)動(dòng)還是靜止的?
學(xué)生:(齊聲)紅色,運(yùn)動(dòng)!
教師另取燒杯,倒入熱水,加入小粒品紅,轉(zhuǎn)動(dòng)燒杯,讓學(xué)生對(duì)比觀察---
教師:哪個(gè)燒杯中的品紅擴(kuò)散得快?
學(xué)生:熱水
教師:分子是運(yùn)動(dòng)的,在熱水中,溫度越高,分子的運(yùn)動(dòng)更快……
上述案列中,教師試圖運(yùn)用冷水和熱水的對(duì)比實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比研究問(wèn)題的意識(shí)和方法,但在實(shí)際操作中卻忽略了對(duì)時(shí)間、體積以及水是否靜止等外部條件的控制,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)學(xué)生觀察方法和分析思路的引導(dǎo)也不到位。我們認(rèn)為,以該實(shí)驗(yàn)為素材,基于學(xué)科方法培養(yǎng)的教學(xué)應(yīng)注意以下3點(diǎn):
第一,實(shí)驗(yàn)時(shí)注意條件的控制。相同規(guī)格的燒杯,相同體積的冷水和熱水,而且都放在桌面上靜止下來(lái),同時(shí)小心地放入顆粒大小相同的品紅。
第二、觀察時(shí)指導(dǎo)學(xué)生注意兩個(gè)對(duì)比。動(dòng)靜對(duì)比---靜止的水中,紅色品紅向水中運(yùn)動(dòng),形如絲帶;冷熱對(duì)比---品紅在熱水中比冷水中擴(kuò)散得更快。
第三、分析時(shí)能引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)宏觀現(xiàn)象認(rèn)識(shí)微觀實(shí)質(zhì)。品紅可以進(jìn)入水中,說(shuō)明水的內(nèi)部是由不連續(xù)的粒子(即水分子)構(gòu)成的,且粒子之間存在間隔;品紅擴(kuò)散到水中,其實(shí)質(zhì)是水分子“挾持”品紅往水里運(yùn)動(dòng),說(shuō)明分子是不斷運(yùn)動(dòng)的;熱水中品紅擴(kuò)散得更快,說(shuō)明溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)得速率越大。
因此,在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)該對(duì)教材設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充、加工和整合,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化處理,這是學(xué)科方法教育的需要。
通過(guò)化學(xué)符號(hào)語(yǔ)言建立宏觀與微觀的聯(lián)系,用微觀的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)和理解宏觀現(xiàn)象的本質(zhì),形成物質(zhì)的微粒觀,即是化學(xué)學(xué)科的基本思想,也是研究化學(xué)的基本方法。從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)維度認(rèn)識(shí)和分析問(wèn)題,這是化學(xué)學(xué)科特有的“三維表征”認(rèn)識(shí)方式。在初中化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)需要經(jīng)歷一個(gè)由淺顯到深入、由靜態(tài)結(jié)構(gòu)到動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,觀察、想象、類比、模型化是用微粒觀念學(xué)習(xí)和理解化學(xué)本質(zhì)的基本方法,而幫助學(xué)生學(xué)會(huì)用圖示的方法建立模型,理解和表達(dá)微觀世界的狀況,是當(dāng)前化學(xué)教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié),而實(shí)驗(yàn)是滲透“三維表征”思維方式的重要載體。
例如,在“品紅的擴(kuò)散”、“水電解反應(yīng)”“中和反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)完成后,教師可以分別通過(guò)下面形成性練習(xí)活動(dòng),讓學(xué)生深化對(duì)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的理解,建立起微觀的認(rèn)識(shí)。
“品紅的擴(kuò)散”習(xí)題1:如圖所示,向盛水的燒杯中放入一小粒品紅,一段時(shí)間后,燒杯中形成紅色溶液,此實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明
設(shè)計(jì)意圖:本題根據(jù)宏觀現(xiàn)象描繪微觀粒子的存在,要求學(xué)生能根據(jù)溶液中顏色的變化,想象出品紅分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。
“水電解反應(yīng)”習(xí)題2:如圖是水分子在一定條件下分解的示意圖,從中獲得的信息不正確的是
(1)水分子分解后生成氧分子和氫分子的分子數(shù)比為1:2
(2)水分解過(guò)程中,分子的種類不變
(3)一個(gè)水分子由一個(gè)氧原子和二個(gè)氫原子構(gòu)成
(4)水分解過(guò)程中,原子的數(shù)目不變
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)水分子在一定條件下分解的示意圖,分子變的更加形象了,學(xué)生直觀看到水分子的微觀構(gòu)成,看到化學(xué)變化中分子分解后重新組合成新的分子。
“中和反應(yīng)”習(xí)題3:如圖是兩種溶液恰好完全反應(yīng)的微觀示意圖,寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式________,反應(yīng)后所得溶液中含有的粒子有_______(填符號(hào))。
設(shè)計(jì)意圖:本題要求學(xué)生更加微觀粒子的符號(hào)判斷溶液中存在哪些物質(zhì),根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)規(guī)律寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式,從而從離子反應(yīng)的角度認(rèn)識(shí)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì),可以較好地建立起宏觀、微觀與符號(hào)之間的內(nèi)在聯(lián)系。
教學(xué)中,教師應(yīng)該根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和學(xué)生的能力情況,有意識(shí)地設(shè)計(jì)一些具有一定難度、梯度和思維容量地問(wèn)題,讓學(xué)生在解決問(wèn)題地過(guò)程中,認(rèn)識(shí)物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子的客觀存在,以及它們地基本性質(zhì),領(lǐng)會(huì)化學(xué)反應(yīng)地微觀本質(zhì),通過(guò)對(duì)化學(xué)語(yǔ)言的準(zhǔn)確把握,真正樹(shù)立物質(zhì)的微粒觀和微粒的變化觀。