陈善棣
中学化学分组实验的安排,其目的是很明显的:一是培养学生的实验操作技能,教会学生用实验来解决问题的一些基本的方法,二是通过实验进一步强化课本所学的知识。我国目前的初高中化学实验绝大多数为验证性实验,学生不做实验就已知道实验结果,没有一定的探索的目标,难以达到实验教学中所要的探究问题、分析问题的目的,另一方面也容易导致学生失去实验的兴趣,,从而影响了学生学习化学的热情。最终表现在整个化学学习过程中分析问题、解决问题的能力不强。对比以前的单一的化学科测试,学生在当前的综合科考试中的解题能力差更是明显反应出这个问题。
除了实验本身设计存在的一些缺陷,还有实验教学中存在的一些主观的因素导致实验无法收到预期的效果,比如教师本身也在应付分组实验的教学,还有对实验结束后的一些后续问题没有及时处理或是处理不力也是重要的一个原因。
作为一名直接实施实验教学的中学化学教师,不断探索和攺进实验的方案,提高学生的实验兴趣,这本身是一名教师必须具备的素质。除此之外,尽量排除一些并非实验设计原因所带来的影响因素,提高实验所要获得的效果,也是在化学实验教学中大有可为的一面。
要提高实验最终产生的效果,首先是实施好实验教学,其次要做好实验结束后的一些后续问题的处理,以保持实验对学生的持续的影响。
实验对学生的影响应该有包含以下几方面的内容:
1.实验现象如颜色变化、发光发热、气味等对大脑的刺激;
2.分析实验数据对大脑的刺激;
3.分析实验误差所带来的对大脑的刺激;
4.课本中的知识在实验中再现所带来的对大脑的刺激。
上述的这些影响(或刺激)如能在实验结束后进一步强化,则实验的效果将大大提高,反之,则使实验流于形式,起不到太多的作用。而纵观几年的分组实验,确实存在实验后续问题处理不力的问题:
1.缺乏对实验结果的综合归纳;
2.缺乏将实验结果与课本知识进行对照,从中寻找差异;
3.缺乏对异常实验现象的进一步探究;
4.教师缺乏将新的实验方案介绍给学生的热情。
针对以上存在的一些问题,提出本人的一些不太成熟的意见:
一、加强对实验的综合归纳:
学生往往在实验结束后反完成一个实验报告当成一个实验的终结。目前的
实验报告无非是填写一些实验现象。写写反应的化学方程式而已,许多学生完全在课堂上就可以完成,甚至在实验预习时参考课本就可以完成。没有设计一些带探索性的问题。这样,学生在做完实验后在短时间内就会把实验原理,操作流程忘得一干二净,使得分组实验的收效甚微。教师完全可以让学生做实验归纳,对各种不同类型的实验进行分类整理,这其实是将实验对大脑的刺激进一步强化的一种很好的方式。
以物质制取类型的实验为例,可将该类实验按以下科目归纳,如制取乙烯气体这一类实验,可简单做如下的表格进行归纳:
乙烯的制取和性质
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原理 |
装置 |
操作步骤 |
性质 |
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通过以上归纳表格,先让学生不看书本进行填写,其实也就是完全按照实验的印象进行填写,待归纳结束后,再去对照课本中的实验内容,对照是否有误,然后进行订正。通过以上的工作,学生在短时间内的实验记忆就可以得到进一步的强化。实验的效果也可以得明显的加强。
除此以外,学生做好实验的归纳还有利于使学生的知识系统化,有利于学生的记忆和今后高考的复习。
二、认真研究课本的安排的演示实验与分组实验的细微差别
课本中的演示实验与学生分组实验有的在细节上存在着差异,教师如果能
仔细对照,给学生指明,其实可以很好地增强学生对实验细节的记忆,也可以达到理清知识脉络的作用。
如:高级中学课本第三册(选修)中的纤维素水解及其性实验是这样描述的:把少许棉花或几片碎滤纸片放入试管中,加入70%硫酸3—4mL,用玻棒将棉花捣碎,形成无色粘稠的液体。然后用水浴加热15min,冷却后倾入盛有20mL水的烧杯里,用氢氧化钠中和。取出部分中和液,再用CuSO4溶液和NaOH溶液进行试验。对比课本后的实验安排,具体描述如下:把一小团脱脂棉或一小块滤纸放入试管,小心滴入几滴浓硫酸。用玻棒搅动使之变成糊状,再加入2mL水,把试管放在沸水里加热边摇动5min,直到溶液呈亮棕色为止,加碱中和,然后进行实验。
从以上两个不同的实验描述来看,最大的区别在于对水解的催化剂硫酸描述的区别,一为70%的浓硫酸,另一则仅指明浓硫酸。实验中实验教师已经配置好70%的浓硫酸,实验应该不会出现太多的差异,对此,教师在实验的总结中应该给学生说明,绝不能使用浓度过高的如98.3%的浓硫酸,那样会使纤维素碳化而无法水解。即使有些教师课前已经讲过,实验中再强调一遍也有助于加深学生的印象,同时也可以培养学生的科学态度。
三、对异常实验现象和实验失败的原因应认真进行分析。
学生在实验中经常会出现实验失败的情况或是得到的现象与课本描述大相径庭,引起学生的疑惑,老师如能认真加以处理,则能把这种疑惑转变为学生的好奇心,进而激发他们进一步探究的兴趣。遇到这种情况,千万不要以没时间为由,对学生进行搪塞,或者认为学生在实验中不按要求添加试剂为由进行训斥,这样容易扼杀学生的学习积极性。我认为:教师完全可以在实验结束后与学生一起利用原试剂进行再次实验,然后将教师实验与学生实验进行比较,在教师操作无误的情况下,具体给学生分析可能出现问题的实验环节。如果教师的实验与学生一样会出现异常的现象,则可初步断定为试剂变质或是受到污染。当然也可以从实验的外界条件如温度、水质条件等进行分析,给学生一个满意的答案。
如我们经常做的银镜反应,实验中往往会有一些学生得不到银镜,或是得到的银镜不够美观,颜色太黑等一些问题,此时,教师可以从以下几个方面给学生进行分析:
⑴实验前是否有将试管清冼干净;
⑵银氨液的配制是否恰当(滴加氨水到沉淀刚好消失为止)
⑶银氨液与醛类物质混合后放置于水浴中是否有经常摇晃(振荡混匀后在水浴中不能经常摇动,否则不易形成银镜);
⑷水浴的温度是否过高(温度过高也容易使银镜发黑);
⑸试剂是否变质。
除了上述给予学生所作的分析以外,教师不可以和学生一起操作,然后两
组实验进行对照,找出实验现象异常的原因,同时也教会学生解决问题的一些常规的方法。也进一步刺激学生的探求的欲望。
四、老师在不断的再学习以提高自身素质的同时,应该将一些新方法,新的实验手段介绍给学生。
教师自身应该不断给自己充电,以免使自已的教学和知识更新脱节太多,同时传播新知识也是一个重任。也可以让学生明白研究问题、解决问题的途径不止一条这个道理。《化学教育》1999年第六期的实验教学与教具研究专栏中,浙江桐乡高级中学的商月明老师曾发表了题为《提高乙醇与浓硫酸制乙烯产率的研究》一文。文中对如何提高乙烯的产率进行了实验探索,得出了提高乙烯产率的三个途径:
⑴反应混合液中水的含量不能过高或过低,过高导致硫酸的催化作用减弱,不利于乙烯的生成,不利于乙烯的生成(此时副反应会减少);水量过低则会使硫酸的氧化性过强,使副产物二氧化硫增多。
⑵在装置中加入含10%的氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收SO2。
⑶原料按混合配比混合后立即实验的效果较好。
以上三个途径的配合使用能迅速得以较高纯度、较高产率的乙烯。通过以
上的资料,在教学中将之介绍给学生,学生的知识面也拓宽了,同时也增强了学生对制取乙烯的各个知识点的理解。
综上所述,教师应做好实验后的后续问题,教会学生以科学的态度做好每一个实验。在不断提高自己的知识水平、优化自身的知识结构的同时,力所能及地做好培育学生的科学素养的目标。在实际的实验教学中应综合考虑,将理论与实践相毌合,不生搬硬套,合理攺进,通过每一个实验,做全面提高学生素质的大文章。