開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

周小紅

江蘇省如東高級(jí)中學(xué) 江蘇如東 226400

開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

周小紅

江蘇省如東高級(jí)中學(xué) 江蘇如東 226400

開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力的最佳途徑。開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)給學(xué)生提供一個(gè)民主和諧的開放環(huán)境，創(chuàng)造出主動(dòng)學(xué)習(xí)的條件和機(jī)會(huì)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。那么，如何實(shí)行“開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”呢? 筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從實(shí)驗(yàn)中借助開放式問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生探究，深化思維；推行半開放的“分組實(shí)驗(yàn)”和“邊講邊實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新；依托實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，提高備考實(shí)力3個(gè)方面進(jìn)行闡述。

開放式 化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

開放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是指弱化演示講授模式和實(shí)驗(yàn)歸納模式，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究模式，改變傳統(tǒng)的“照方抓藥式”，主張學(xué)生自行設(shè)計(jì)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，它是調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力的最佳途徑。開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，應(yīng)當(dāng)是在一個(gè)民主和諧的開放氛圍下，依托學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，圍繞著實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容通過(guò)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的探索互動(dòng)，分享彼此的思考、見解，交流彼此的情感、觀念，從而豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，求得新的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。因此，在精心預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)上，開放式實(shí)驗(yàn)更應(yīng)注重探索互動(dòng)下的動(dòng)態(tài)生成，讓和諧氛圍下教學(xué)動(dòng)態(tài)因素之間的互動(dòng)促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)生態(tài)均衡發(fā)展。

一、在實(shí)驗(yàn)中借助開放式問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生探究，深化思維

開放性的化學(xué)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的開放性，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問(wèn)題發(fā)表自己的見解，不同能力水平的學(xué)生可以從不同角度、不同側(cè)面、不同層次、不同范圍得出各種結(jié)論。它要求教師精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，挖掘?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象設(shè)計(jì)出有一定梯度的問(wèn)題，讓學(xué)生努力思考問(wèn)題，從而達(dá)到訓(xùn)練思維能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教學(xué)目的。如，過(guò)氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，按照課本只要5分鐘即可完成，筆者采取師生共同邊講、邊做、邊觀察、邊總結(jié)等程序組織教學(xué)，讓學(xué)生以研究者的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)，收到良好的教學(xué)效果。具體做法如下：

在圖1所示的干燥試管Ⅲ中裝入過(guò)氧化鈉后，通入通過(guò)濃硫酸干燥的二氧化碳，設(shè)計(jì)問(wèn)題：

1.通CO2氣體之前，應(yīng)事先用彈簧夾K1，K2夾持好的目的是什么？

2.加熱試管Ⅲ幾分鐘后，將帶火星的小木條插入試管Ⅱ的液面上，有何現(xiàn)象？試管Ⅲ內(nèi)淡黃色固體有何變化？然后組織學(xué)生討論，得出如下結(jié)論：

在干燥狀態(tài)下，過(guò)氧化鈉不與二氧化碳反應(yīng)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將試管Ⅰ內(nèi)的濃硫酸更換為碳酸氫鈉飽和溶液，其他操作同上，觀察反應(yīng)現(xiàn)象，然后再組織學(xué)生討論，得出如下結(jié)論：有水蒸氣存在下，過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)。

根據(jù)所掌握知識(shí)，借助以上結(jié)論，可把二氧化碳與過(guò)氧化鈉的反應(yīng)分為3個(gè)階段進(jìn)行：

圖1

經(jīng)過(guò)這種問(wèn)題討論的多次思維訓(xùn)練和語(yǔ)言表達(dá)訓(xùn)練，不僅有利于學(xué)生縝密思維和探索能力的培養(yǎng)，同時(shí)有助于化學(xué)語(yǔ)言表達(dá)能力的培養(yǎng)，更主要的是學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)主要地甚至完全地由自己把握，使教與學(xué)在開放的環(huán)境中交互作用并進(jìn)一步自主化。

二、推行半開放的“分組實(shí)驗(yàn)”和“邊講邊實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新

在進(jìn)行“分組實(shí)驗(yàn)”和“邊講邊實(shí)驗(yàn)”時(shí)，除了按課本計(jì)劃內(nèi)容準(zhǔn)備好“必備”的藥品和儀器供學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，還可給學(xué)生準(zhǔn)備一些“份外”的藥品和儀器，供學(xué)生們“自主”實(shí)驗(yàn)。這些藥品、儀器大多與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)，但可以進(jìn)行“延伸”和“拓展”，可以使實(shí)驗(yàn)的意義更加顯現(xiàn)和豐富。學(xué)生們可以根據(jù)自己的理解和需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合和選做，從而得出更加全面的結(jié)論，獲取更大的收益。必要時(shí)，教師在講桌上還增添了一些可供學(xué)生選用的藥品和儀器，讓少數(shù)“吃不飽”和對(duì)化學(xué)感興趣的學(xué)生進(jìn)行“自選”實(shí)驗(yàn)。這種“半開放”的實(shí)驗(yàn)安排，既滿足了課堂教學(xué)的一般要求，也兼顧了教學(xué)的差異性，激發(fā)了全體學(xué)生的主動(dòng)參與的熱情。

例如在乙醇的性質(zhì)教學(xué)中，筆者將課型設(shè)計(jì)為“邊講邊實(shí)驗(yàn)”形式，并由此將乙醇性質(zhì)的學(xué)習(xí)分為若干個(gè)模塊的學(xué)生實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。根據(jù)問(wèn)題設(shè)計(jì)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌上既有教材中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器用品，同時(shí)還提供了一些內(nèi)容中未提及的試劑和儀器(溫度計(jì)、蒸餾燒瓶、新制生石灰、無(wú)水硫酸銅)等，以便為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備提供較充足的空間。在教學(xué)中引出課題乙醇后，便依次逐層地向?qū)W生提出以下3個(gè)方面的問(wèn)題：(1)乙醇具有哪些重要的物理性質(zhì)？(2)試通過(guò)實(shí)驗(yàn)判斷實(shí)驗(yàn)桌上提供的乙醇為工業(yè)酒精，還是無(wú)水乙醇？(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，將含水的工業(yè)酒精提純?yōu)闊o(wú)水酒精。由此要求學(xué)生自我去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并通過(guò)操作實(shí)踐來(lái)尋求問(wèn)題的解決方案。以上3個(gè)問(wèn)題由淺到深且無(wú)現(xiàn)成答案可循，然而在學(xué)生團(tuán)隊(duì)積極探索通力合作下，經(jīng)過(guò)筆者適時(shí)引導(dǎo)，在教學(xué)實(shí)踐中都得以解決，其效果十分令人滿意。對(duì)乙醇分子結(jié)構(gòu)分析后，筆者也將乙醇的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)成如下問(wèn)題：(1)乙醇與鈉的反應(yīng)如何？(2)在了解上述反應(yīng)的前提下，可否設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定反應(yīng)中鈉取代氫的位置？顯然，問(wèn)題(2)所提出的問(wèn)題具有很高的要求，學(xué)生不僅需要對(duì)乙醇的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)有所了解，更重要的是對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣收集、測(cè)定等定量實(shí)驗(yàn)分析手段要有一個(gè)完整清晰的認(rèn)識(shí)，所涉及的知識(shí)包括化學(xué)、物理兩個(gè)方面，完全可以認(rèn)為是一個(gè)理科綜合問(wèn)題，這種問(wèn)題的解決有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)，教學(xué)中通過(guò)同學(xué)們不斷努力和探索最終得到了較滿意的結(jié)果，學(xué)生的創(chuàng)造能力同時(shí)也得以體現(xiàn)。

三、依托實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，提高備考實(shí)力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以從多方面入手，其中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，更是能力型高考試題的命題熱點(diǎn)。綜觀近年來(lái)新課程高考實(shí)驗(yàn)試題，幾乎都是以課本上的基本實(shí)驗(yàn)為載體，經(jīng)過(guò)改造加工，綜合設(shè)計(jì)而成的，思維跨度大，知識(shí)容量多，能全方位考查考生的能力。許多考生失分嚴(yán)重，從而影響整體水平的發(fā)揮。從命題者的角度，正是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有較大的區(qū)分度，使之成為每年高考的必考題。因此，不論是從提高學(xué)生素質(zhì)還是應(yīng)試的角度，我們應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ貏e是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在熟練掌握實(shí)驗(yàn)基本操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在熟練掌握教材現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上探索創(chuàng)新，完善學(xué)生的知識(shí)體系，提高學(xué)生化學(xué)素質(zhì)的同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)備考能力。

例如在一次如何鑒別濃硫酸與稀硫酸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，同學(xué)們從物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)角度出發(fā)，經(jīng)過(guò)分組討論后共設(shè)計(jì)出了13種不同方案：(1)直接觀察看哪種酸更粘稠。(2)掂2瓶等體積的二酸的重量。(3)各取等量二酸敞開放置2天后看哪個(gè)增重。(4)用玻璃棒蘸取二酸于藍(lán)色石蕊試紙，看顏色變化。(5)加熱二酸，比較沸點(diǎn)大小。(6)將二酸均按稀釋濃硫酸的方法進(jìn)行稀釋,看哪支試管燙手。(7)用火柴棒分別蘸取二酸，觀察是否變黑。(8)將鐵片分別投入二酸,看是否有氣泡產(chǎn)生。(9)將銅片分別投入二酸中,加熱,看是否有氣泡產(chǎn)生。(10)分別滴少許二酸在白糖上，觀察白糖是否變黑且體積膨脹。(11)將少量硫酸銅晶體分別投入盛有二酸的兩支試管中，觀察晶體顏色由藍(lán)變白。(12)將碳粉分別加適量于盛有二酸的兩支試管中加熱，看哪支試管能反應(yīng)。(13)將Cl2分別通過(guò)盛有二酸的洗氣瓶后再通入放有干燥有色布條的集氣瓶中,看有色布條是否褪色。

通過(guò)同學(xué)們自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不但鞏固強(qiáng)化了基礎(chǔ)知識(shí)，而且還讓學(xué)生自己去閱讀和查找一些相關(guān)資料，找一些代用藥品和儀器，并自己組裝。正是這些過(guò)程，同學(xué)們既要?jiǎng)幽X，又要?jiǎng)邮郑_闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

[1]金顯春.化學(xué)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在普通化學(xué)課中的探索[J].化學(xué)教育，2008，10

[2]劉貴銀.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[J].化學(xué)教學(xué)，2003，7

2010-06-01

周小紅，本科，中教一級(jí)。