自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，升華化學(xué)素養(yǎng)

◇　江蘇　袁春華

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自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，升華化學(xué)素養(yǎng)

◇江蘇袁春華

化學(xué)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,化學(xué)實(shí)驗(yàn),對(duì)整個(gè)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到舉足輕重的作用,通過實(shí)驗(yàn),不僅可以使學(xué)生更深刻地理解和融會(huì)所學(xué)化學(xué)知識(shí),而且可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能．但是,如果按書本上設(shè)定好的步驟進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),即便能夠做到透徹了解每一步的目的及其所涉及的知識(shí),但由于學(xué)生并沒有真正參與進(jìn)來,因此也很難提升學(xué)生的探究能力,而這種結(jié)果是不符合新課標(biāo)要求的,所以要求教師能夠引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出了一些想法．

1　趣味引導(dǎo),激發(fā)設(shè)計(jì)興趣

托爾斯泰曾經(jīng)說過:“成功的教學(xué),所需要的不是強(qiáng)制,而是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣．”一個(gè)對(duì)學(xué)習(xí)興味盎然的學(xué)生,會(huì)對(duì)各種問題和現(xiàn)象產(chǎn)生好奇,能夠在學(xué)習(xí)中灌注全部熱情,投入全部精力,自然就能夠取得好成績(jī)．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象頗具趣味性的化學(xué)實(shí)驗(yàn),不僅能夠使課堂教學(xué)更加生動(dòng)有趣,還能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的興趣和欲望．筆者在課堂教學(xué)時(shí),就常常會(huì)演示一些有趣的小實(shí)驗(yàn)．比如,筆者在課堂上做過制作彩色溫度計(jì)的實(shí)驗(yàn)．

【實(shí)驗(yàn)原理】 氯化鈷的水合物加熱時(shí)會(huì)失水,溫度不同失水量不同,不同含水量的氯化鈷的水合物顯示不同顏色．

【實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象】 首先在試管中加入95%的乙醇至試管中間位置,再加入少量紅色氯化鈷晶體,搖晃試管使氯化鈷溶解,緩慢加熱試管,溶液顏色由常溫時(shí)的紫紅色直至變?yōu)榧兯{(lán)．

隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,課堂氣氛變得非?；钴S,學(xué)生互動(dòng)也非常積極,極大地促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的熱情和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的興趣．

2　規(guī)范操作,奠定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?只有滿腔熱情是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)想要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊膊皇强刻祚R行空的想象力來完成的,它需要較高的化學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,當(dāng)然,還有必備的化學(xué)知識(shí),而這些僅僅依靠單純的學(xué)習(xí)課本知識(shí)是不夠的,只有親自參加實(shí)驗(yàn),深刻體會(huì)每一步規(guī)范操作背后所隱含的意義,以及不規(guī)范操作會(huì)引發(fā)的后果,才能在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),不會(huì)因?yàn)橐恍┬〖?xì)節(jié)而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差．筆者在課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作的重要性,所謂失之毫厘,謬以千里,是最能在化學(xué)實(shí)驗(yàn)里體現(xiàn)出來的．

比如,做用排氣法收集氣體的實(shí)驗(yàn)時(shí),導(dǎo)管必須伸到接近集氣瓶底部的位置,這樣做有利于排盡集氣瓶?jī)?nèi)的空氣,從而收集到純度較高的待測(cè)氣體;做中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),滴定管要先用蒸餾水清洗,然后用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,再盛標(biāo)準(zhǔn)液,否則會(huì)使攝取的標(biāo)準(zhǔn)液濃度和理論值出現(xiàn)偏差,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,滴定管讀數(shù)時(shí)須先等1～2min再讀數(shù),30s后,待中和反應(yīng)進(jìn)行完全,溶液顏色不再變化,再觀察錐形瓶?jī)?nèi)溶液,判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,步驟的先后也有著嚴(yán)格的要求,如在加熱試管時(shí),必須先均勻加熱后局部加熱,還有一些操作規(guī)范,雖不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,但卻很可能引發(fā)安全事故,這更要求學(xué)生不能忘記,比如,在加熱裝有液體的試管時(shí),試管口千萬不能對(duì)著人,否則可能造成燙傷,而如果試管內(nèi)裝的是腐蝕性液體,則可能造成更嚴(yán)重的傷害．

實(shí)驗(yàn)時(shí),通過規(guī)范的操作和仔細(xì)的觀察,可使學(xué)生獲得最生動(dòng)直觀的感性認(rèn)識(shí),再通過思考總結(jié),就能將這些感性認(rèn)識(shí)化為學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)的寶貴知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),為學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

3　鏈接生活,深化設(shè)計(jì)底蘊(yùn)

許多學(xué)科都來源于生活,并且最終的目的就是服務(wù)生活,化學(xué)更是與生活密切相關(guān)．學(xué)生很容易在生活中發(fā)現(xiàn)一些化學(xué)現(xiàn)象,而且能用課本或?qū)嶒?yàn)中的一些知識(shí)加以解釋,這樣不僅能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的興趣,而且依賴于生活的多樣性,還能進(jìn)一步拓展學(xué)生的思維,啟迪設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的靈感,更重要的是,在探究生活中的化學(xué)現(xiàn)象和問題時(shí),需要查閱資料，這個(gè)過程極大地拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,豐富了學(xué)生的設(shè)計(jì)底蘊(yùn),因此,筆者在授課過程中常常會(huì)有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生注意生活中的化學(xué)現(xiàn)象及其隱含的知識(shí)．

比如,我們都知道水果可以解酒,可是知道其中原因的并不多,筆者在講涉及乙醇的化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)提出這個(gè)問題,學(xué)生課下查閱資料后將答案反饋給筆者．又如,將新鮮的雞蛋放入石灰水中可以達(dá)到保鮮的目的,這是由于雞蛋釋放出的二氧化碳與石灰水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的碳酸鈣堵住了雞蛋表面的微孔,從而防止雞蛋氧化變質(zhì)．

化學(xué)的身影顯示在生活中的方方面面,從每個(gè)人的衣食住行到社會(huì)的環(huán)保甚至再到科技產(chǎn)品的研發(fā)都離不開它,只要以探究的眼光用心觀察,一定能發(fā)現(xiàn)許多化學(xué)知識(shí)在生活中的巧妙運(yùn)用,這樣學(xué)生能在觀察學(xué)習(xí)中積累豐富的實(shí)驗(yàn)素材，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,深化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的底蘊(yùn)．

4　多元激勵(lì),明晰設(shè)計(jì)方向

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)首先要有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?然后據(jù)此提出實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟.要讓學(xué)生自己成功設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)還需多方面引導(dǎo)與激勵(lì),要通過多種方法,使學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)清晰的思路,明確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方向．引導(dǎo)時(shí)要把握分寸,絕不可直接或間接講出實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),要將這個(gè)發(fā)展思維能力的最佳環(huán)節(jié)放給學(xué)生．

比如,在講到“乙醇的分子結(jié)構(gòu)”時(shí),引導(dǎo)學(xué)生去比較乙醇與乙烷分子結(jié)構(gòu)的異同,讓學(xué)生自己聯(lián)想已經(jīng)學(xué)過的乙烷的分子結(jié)構(gòu),推斷乙醇的分子結(jié)構(gòu)式,學(xué)生經(jīng)過思考后認(rèn)為乙醇有可能的2種分子結(jié)構(gòu)式是CH3—O—CH3和CH3CH2OH,那么,乙醇的分子結(jié)構(gòu)式到底是前者還是后者呢?2種不同的結(jié)構(gòu)式會(huì)有什么不同的性質(zhì)呢?這個(gè)問題激勵(lì)著學(xué)生自己設(shè)定情境,用實(shí)驗(yàn)的方法確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)式,最后,經(jīng)過討論分析得出,在相同質(zhì)量的前提下,與足量的鈉反應(yīng)生成氫氣的量不同,根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)原理再思考用什么方法測(cè)出乙醇與鈉反應(yīng)釋放出的氫氣的量,然后與2種結(jié)構(gòu)式的情況下與鈉反應(yīng)放出的氫氣量的理論值進(jìn)行比較,即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果．

通過各種激勵(lì)引導(dǎo),喚起學(xué)生主動(dòng)探索的欲望,使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),自覺運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,將化學(xué)與生活聯(lián)系起來,如切開的蘋果放一段時(shí)間表面會(huì)變紅,是蘋果內(nèi)的什么物質(zhì)發(fā)生什么反應(yīng)了呢?這就是一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)課題,又比如將化學(xué)與社會(huì)結(jié)合在一起,我們常常會(huì)聽到各種天然氣中毒的案例,而天然氣中含有H2S,那么H2S有什么化學(xué)性質(zhì),與天然氣能使人畜中毒有什么聯(lián)系嗎,這又是一個(gè)不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)案例．

新課標(biāo)下,學(xué)生的創(chuàng)新和探索能力受到了高度的重視,僅僅會(huì)做題已不能夠適應(yīng)當(dāng)下的社會(huì)環(huán)境,教師當(dāng)積極迎接挑戰(zhàn),全力改進(jìn)教學(xué)模式,使學(xué)生由“書呆子”化為“實(shí)踐者”,要使學(xué)生能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),全面提升學(xué)生化學(xué)素養(yǎng),做未來的探究者．

(本文是南通市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)的整合研究”(立項(xiàng)編號(hào)GH12)研究成果之一.)

江蘇省海門中學(xué))