实践新课标理念，创新化学实验教学方法

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　　【摘要】化学是一门实验学科,实验是化学的优势乃至生命。如何发挥实验优势、挖掘实验资源,如何在实验的情景与氛围中培养学生自主探究与合作交流能力,是一个值得探讨的问题。文章通过变演示实验为学生实验、变验证性实验为探索性实验、补充趣味实验、指导学生设计探索性实验等不同角度来阐明了这一问题。最终达到培养学生创新能力的目的,为学生的可持续发展打好良好的基础。
　　【关键词】演示实验 学生实验 验证性实验 探索性实验 趣味性实验 自主探究 合作交流
　　
　　Practices the new class sign idea, the innovation chemical experiment teaching method
　　Chen Aihong
　　【Abstract】Chemistry is an experiment discipline, the experiment is chemistry superiority and even the life. How to display the experiment superiority, the excavation experiment resources, how trains the student in experiment’s scene and the atmosphere to inquire into and the cooperation exchange ability independently, is question which is worth discussing. The article through changed the demonstration experiment tests for the student, changes the confirmation experiment for the exploring experiment, the supplement interest experiment, the coach pupils designs the exploring experiment and so on different angle to expound this question. Achieves finally raises the student innovation ability the goal, builds the good foundation for student’s sustainable development.
　　【Keywords】Demonstrates the experimentStudent to testThe confirmation experimentExploratory experimentInteresting experimentIndependent inquisitionCooperation exchange
　　
　　化学是一门以实验为基础的自然学科。著名化学家戴安邦先生曾讲过:“化学实验教学是全面实施化学教育的一种最有效的形式。”培养化学科学素质应把着力点放在实验功能的开发上。通过多年的教学实践证明,化学实验不仅是学生获取化学知识、认识化学规律、形成化学概念、提高多种能力的重要途径,而且此过程对学生的创新精神和创新能力的培养,是其他学科教学所不能替代的。因此,我们必须立足化学实验这个基础,努力构建培养学生创新能力的“大厦”。下面笔者结合教学实践谈几点粗浅的认识与做法。
　　
　　1.目前初中化学实验教学的现状及反思
　　
　　杨振宁教授曾经说过:“中国的小孩在动手的兴趣和能力方面明显不如欧洲和美国的小孩,主要是没有动手机会。”从课程资源的层面来说,现行中学教材中安排实验本来就不算很多,并且大多数为教师的演示实验,这种实验教学的常用模式是:实验前教师明确讲清有关知识的知识点,将实验方案和步骤以及注意事项明确地教给学生,再进行演示实验。然后再把实验现象、结果与所讲授的新知识作对应比较,最后由教师或学生做概括总结。这样的实验教学只能停留在对所学知识的应用和巩固的层面上。而学生自己动手操作的空间明显受到了限制。从教师的教学理念的层面来说。传统的实验教学忽视了实验在情感领域和能力、方法领域的培养。有一些教师常年不自觉地越俎代庖,用讲解和演示代替学生的动手操作,有的干脆以程式化的书面训练代替学生分组实验。这样学生在实验中所得到的信息只能是来自于教师的间接经验,而不是自己的直接经验,从而严重阻碍了学生实践能力的发展、抑制学生创新的动机。
　　从学生的学习习惯的层面来看。由于演示实验具体的操作细节或现象一晃而过,不能给学生留下深刻的印象,长期地造成学生对教师的演示实验大体上不是很关注,注意力也不是很集中,他们只关注实验结论,不注重实验过程,这样教师的演示实验将会变成一种形式,从而发挥不出实验教学应有的教育功能。
　　从培养学生综合能力的层面看。长期、单一地选用这种实验进行教学模式显然是极不妥当的。美国著名教育家杜威认为“这样的教学模式是与人的实际思维过程相悖的,它不能使人的创造性得到发展,而只能使人的头脑成为仓库”。而且这种情形与我国目前大力推行的基础教育课程改革的思路背道而驰,更不符合素质教育的要求。化学新课课程标准在教育目标中把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面分列出来,强调教育的目的是多元的,不是单一的知识传授,不是只重结果,也不只是进行单一智力的培养。这个根本性的变化,对我们实验教学的改革提出了新的课题。
　　
　　2.“新课标”理念下的实验教学改革的方向
　　
　　2.1变演示实验为学生实验。化学新课程标准侧重了学生用化学的视角去认识生活中的相关问题及影响,引导学生主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究,发展学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力以及交流与合作的能力,形成良好的情感、态度和价值观。新课标着眼于学生的自主学习,以提高学生的科学素质为主旨,强调学生对实验活动的亲身体验、体会、感受和经历。也就是说,应突出学生在实验教学中的主体地位,真正成为实验的“主人”,而不是教师指挥下的“机器人”。
　　例如加热过氧化氢溶液产生氧气的演示实验,我把它改为学生分组实验,学生通过自己动手做实验,亲身感受到按教材所设计的实验方法进行实验,结果带火星的木条不能复燃,此时学生感到迷惑,提出了下列几种猜想与假设:是不是加热的时间不够长,试管内氧气的积量不够多;是不是产生气泡的速度太慢,故应提高温度加快产生气泡的速度;是不是过氧化氢溶液的浓度太稀而影响气泡产生的速度。我马上对学生作出的猜想与假设给予鼓励,并要求学生按照这些猜想进行实验探究,学生通过增大过氧化氢溶液的浓度,延长加热时间,在反应速度明显加快的情况下,用带火星的木条检验,但仍不复燃。学生通过讨论、总结,终于得出不能检验出氧气存在的主要原因:加热温度不够高时,反应速度不快,加热温度过高时,水的蒸气压又过大。两种情况均导致试管内氧气浓度过低且氧气又会随着水蒸气不断逸散到试管外,使试管内蓄积的氧气量不足以引燃带火星的木条,反而会使火星熄灭。学生通过实验得出结果后兴奋不已,我趁机提出问题,如何对该实验进行改进,就能检验出氧气呢?学生通过互相交流、讨论后,提出了用加装导气管的单孔塞塞住试管口,用排水集气法把气体收集起来进行检验,结果带火星的木条复燃。如果这个实验以演示的形式来教学,学生对实验现象的认识就只能停留在感性的层面上,也就很少产生质疑的意识,也难萌发提出问题的动机,最终就没有形成解决问题的策略。

　　通过鼓励学生操作演示实验,一方面让学生在亲身体验实验操作过程的活动中养成独立思考的学习习惯,消除依赖心理;另一方面让学生在分组实验中互相交流,思维互相激活;同时还有利于字生对知识的主动建构,促进认知结构的内化,而且在此过程中,让成功者从中获得喜悦,从而激发其创新的兴趣和激情,失败者从中吸取经验和教训,从而激发其认真思考、勇于创新,使实验教学过程成为以学生求知,培养其创新精神和实践能力的过程。
　　2.2变验证性实验为探索性实验。验证性实验是用实验来论证已学过的化学知识的正确性。在验证性实验中,学生处于被动接受知识的状态。而探索性实验是指在化学实验的基础上,通过科学的分析综合等思维过程来获取知识,这一过程要求学生有较多的思考和讨论,学生处于一种主动探索知识的状态,长期应用,不仅能培养学生的基本技能,更重要的是帮助学生树立创新意识,建立创新观念,有利于培养具有创新能力的新型人才。
　　目前中学化学实验教学多为验证性实验,先由教师演示,学生观察,归纳得出物质的性质、制法或定律,之后由学生通过实验验证。实验过程中学生往往只是简单机械的重复,没有积极的思维和创新,也没有探索的目标和方向。这样实验模式缺乏对学生独立思考能力、丰富的想象能力、独立的动手实践能力、创新意识及创造能力的培养。所以在教学中应挖掘教材中的验证性实验,探求其可转化为应用探索性实验的教学方法来进行教学,激发学生的好奇心和求知欲,促使学生主动探索解决问题正确途径,让学生成为新知识的探索者和发现者。
　　如“质量守恒定律”内容的教学过程我是这样设计的:
　　【提出问题】在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系?
　　【提出假设】①大于;②等于;③小于。
　　【实验探索】第一个实验:白磷燃烧前后质量的测定;第二个实验:氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量的测定。
　　【实验结论】在化学反应中反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量。
　　学生通过实验探索,得出实验结论,兴奋不已。趁着学生的探索热情,我再要求他们补做一个大理石和稀盐酸在开放形锥形瓶中反应的实验,让他们自主探索其实验结论。结果出乎学生意料的是反应后物质质量变小了。此时学生又产生了这样的一个质疑:难道质量守恒定律不能适应所有的化学反应?我就此引导学生讨论,在交流中学生很快明白了反应后物质质量变小是由于大理石和稀盐酸反应产生的二氧化碳进入到空气的缘故。学生在弄明白其中的道理后,又产生了可通过改进此实验装置使它符合质量守恒定律的想法。在老师的引导下,学生终于得出了改装方案:加一个带玻璃导管的单孔橡皮塞,玻璃导管上套一个小气球,锥形瓶内稀盐酸单独用小试管盛装。当两者反应后气球鼓起,非常有趣。这样学生在自主探究的过程中得出了“质量守恒定律”。如果我们把“质量守恒定律”的内容直接交代给学生,然后通过实验来验证这个结论,那么这个实验的作用充其量只是一种证明结论的手段,从而未能发挥其作为获取新知识,探究新问题的载体功能。学生的创新意识就会受到一定的抑制。
　　通过变验证性实验为探索性实验,努力创设能供学生独立探究的情景,让他们在自主的探究活动中去获取新知识、发现新问题。这样不仅使学生对所学的知识理解得更深刻,掌握得更牢固,更重要的是让学生亲身体验知识的产生和发展过程,激活了学生的思维,创新意识也得到了培养。
　　2.3补充趣味性实验。化学实验以其生动、直观、新异有趣等特点,对学生具有极大的吸引力,产生极大的兴趣,从而使学生产生跃跃欲试的心理,这时,教师如果适时引导,不仅能培养学生科学的思维习惯及方法,而且还能开发学生智力,挖掘创新意识,提高创新积极性。
　　例如在做完Fe与CuSO4溶液反应实验后,有一位学生问我:“老师,我能把钥匙放在佘下的CuSO4溶液里吗?”我鼓励他大胆试一试。大约2min～3min后,红色的金属铜明显被镀到钥匙上。其他的同学也跃跃欲试。我便把余下的CuSO4溶液稀释成不同浓度的三份,让几位同学同时把钥匙链放在不同浓度的CuSO4溶液中,让他们观察镀层出现的快慢(速度),镀层的薄厚及致密程度等(并告诉他们要静置,不能振荡)。通过对比、观察、讨论、学生获得了感性知识,还懂得了镀层的好坏与镀层溶液浓度有关。又如家庭小实验由于取材方便,操作简单,为大多数学生所喜欢。为了证明醋酸的酸性强于碳酸,我布置了一些家庭小实验,即用食用醋除去热水瓶中的水垢或浸泡鸡蛋壳,鸡蛋壳会变软且溶解等实验,说明醋酸的酸性强于碳酸。这些实验都是以学生身边的生活现象为题材,具有较强的趣味性,这样可以提高学生学习的积极性。收到较好的教育效果。
　　通过补充趣味实验,既调动了学生学习的积极性又强化了所学知识,同时让学生感受到生活中无处没有化学,化学就在我们身边,这样学生的创新能力在生活中得以实现,创新的积极性也大大提高。
　　2.4指导学生设计探索性实验。“照方捉药”的实验也许能够提高学生实验操作的熟练程度,但不能培养和锻炼学生的创造性思维能力。教学时应充分发挥学生的潜能,以学生的经验与知识技能、实验能力为出发点,提出实验课题,请学生动手、动脑设计实验,激活学生记忆中的相关知识,独立思考,标新立异。同时让学生在探索过程中不断地发现问题,重新提出假说,调整或重新设计实验方案,使自己的探索过程不断趋向合理,从而使学生充分体验探索性实验的魅力,创新能力也就自然得到提高。
　　例如在学习常见的酸后,利用活动课,我提出这样一个探索性的课题:用实验探索盐酸中哪一种粒子使紫色石蕊试液变红?学生明确探索目标后,经过互相讨论形成了多种假设。我趁此机会要求学生设计实验方案加以验证。我引导学生分析实验思路:在设计这个实验时,应考虑稀盐酸中存在什么粒子,哪些粒子的性质我们有学习过。然后,由学生自主设计实验方案。接着我对学生设计的实验方案进行评析。对学生的创意给予肯定,并指出有些设计方案中的不足,指点学生进一步改进设计方案的技巧,并分析概括出合理的设计方案中的共同原理。下面是学生设计探索盐酸中哪一种粒子使紫色石蕊试液变红的一组实验方案:
　　第一:向盛蒸馏水的试管中滴加紫色石蕊试液,以验证蒸馏水不能使紫色石蕊试液变红。
　　第二:向盛氯化钠溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,以验证Cl-不能使紫色石蕊试液变红。最后,学生按拟定的方案进行实验,结果:第一和第二两个实验中紫色石蕊试液都不会变为红色。根据以上现象,学生通过分析,马上得出稀盐酸中的H+使紫色石蕊试液变为红色的结论。
　　经验告诉我们,富有探索性的实验设计,可激活学生思维的独创性。在实验探索过程中,不仅使学生获得了全面丰富的实验方法和实验技能,而且可让学生在经历“发明”的过程中体验科学的研究方法。有效地培养了学生在情景中迁移、拓展和创新的能力。
　　实践证明,注重实验的创新与探索,给学生留出思维的空间,增加学生独立设计、自主操作实验的机会,增强实验教学的趣味性,是提高学生学习的积极性和主动性,开拓学生思维的深刻性、广阔性和独创性,培养学生实践能力和创新精神的有效途径之一。同时也锻炼了学生勇于探索,敢于追求真理的意志和品质。
　　
　　参考文献
　　[1]张建选、刘四方.《新课标、新实验、新设计》,《中学化学教与学》,2004.5
　　[2]张建新.《中学化学教学反思》,《中学化学教学参考》,2003.1
　　[3]陆菡撰.《贯彻课标精神,促进学生发展――略谈新课标人教版九年级化学教材的特点》,《中学化学教学参考》,2003.3

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