馬生宏
(甘肅省武威市武威鐵路中學,甘肅 武威)
從微觀來講,化學實驗的目的是從分子、原子層次掌握物質(zhì)特征與性質(zhì)及其變化規(guī)律,并以此進行標準分類,構(gòu)建內(nèi)容體系,學會用化學符號來表述物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系,建立化學模型。從宏觀來講,化學實驗對于培養(yǎng)高中學生的化學核心素養(yǎng)的意義在于形成依據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)來解決問題的思維框架,形成科學物質(zhì)觀、世界觀,深刻理解化學與社會、環(huán)境的關(guān)系,樹立進步的社會責任意識與決策能力。
通過化學實驗教學,要求學生能客觀認識物質(zhì)的相對靜止與不斷運動現(xiàn)象,既能分析物質(zhì)的化學變化和反應,也能依據(jù)元素守恒和能量轉(zhuǎn)化守恒定律來把握物質(zhì)化學變化的可控制條件;能在物質(zhì)變化與平衡的對立統(tǒng)一中把握化學變化的條件、方向、限度和變化規(guī)律等及其相互關(guān)系。
在高中化學實驗教學中,學生要進行認真的預測、觀察、數(shù)據(jù)收集和評估來獲取物質(zhì)變化的證據(jù),并由此進行合理嚴密的分析和推理,探究證據(jù)之間的關(guān)系和物質(zhì)變化的規(guī)律,明確探究的方法和途徑,形成科學結(jié)論。對證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系進行科學闡釋,建構(gòu)模型。
“科學探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)在高中實驗教學中的體現(xiàn),就是學生要有目的地設(shè)計優(yōu)化并正確實施實驗探究方案,在尊重事實和客觀規(guī)律的前提下分析、處理信息,解釋實驗探究結(jié)果,主動形成合理的猜想和假設(shè),敢于理性地質(zhì)疑和批判實驗探究的過程與結(jié)果,在認真評估和反思之后提出創(chuàng)造性見解。
在化學實驗教學中,教師要緊扣實際生活創(chuàng)設(shè)問題情境,盤活課堂教學,引導主動思考、質(zhì)疑,通過化學實驗促進學生學習化學的有效性。例如,在“氯氣的性質(zhì)”實驗中,教師告訴學生氯氣有毒,比如戰(zhàn)爭中所用的毒氣就有“氯”的成分,那么,氯氣與空氣相比,哪個輕哪個重呢?學生在大膽猜測后,用實驗來驗證,這就可以調(diào)動學生的學習興趣。
傳統(tǒng)的化學實驗主要側(cè)重于驗證,其設(shè)計、操作、分析、結(jié)論等過程都有現(xiàn)成的模式可參考,學生大多是按部就班地進行實驗,更有學生在整個實驗過程中充當看客的角色。化學實驗本身具有實踐性,其結(jié)果具有開放性和一定程度的不可預測性。通過化學實驗教學,學生可以更加直接直觀地接觸和了解化學,通過探究來強化理論知識,培養(yǎng)動手操作能力,從而深刻感受化學的魅力,進而提高對知識的應用能力。
高中化學實驗教學中可以引入拓展性實驗,教師可以指導學生自主設(shè)計實驗,以此來強化學生對化學知識的理解與應用。例如在“氯氣的制備”實驗中,圍繞著“氯氣中水分較多”的問題,由學生自己設(shè)計提取氯氣的干燥劑,然后進行對比分析,探究最佳方案。這種教學設(shè)計既提高了實驗教學質(zhì)量,也培養(yǎng)了學生全面思考分析問題和動手探究能力,強化了化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
化學實驗不能紙上談兵,更不能閉門造車,而是要立足于生產(chǎn)與生活實際,廣泛選材,使其從設(shè)計到操作再到結(jié)果應用都更符合社會生活需要。這樣不但可以調(diào)動學生的積極性,避免化學教學的枯燥,更能發(fā)揮了化學實驗的社會服務功能,對于培養(yǎng)學生的科學精神與社會責任也很有效。
定量實驗對學生的操作標準規(guī)范要求特別嚴格,學生首先要具備扎實的基礎(chǔ)理論知識,然后通過基本實驗的訓練提高實驗技能的標準規(guī)范性,這樣才能避免或減少量化實驗中的誤差。高中量化實驗要注重學科研究熱點,突出實驗的多樣化和新穎性,以便更好地培養(yǎng)學生的證據(jù)推理與模型認知能力。
微型化學實驗可以有效培養(yǎng)高中學生宏觀辨識與微觀探析的能力,因為這類實驗所使用的儀器、裝置是微型化的,試劑是微量化的,具有操作簡單、污染較小、安全穩(wěn)定的特點。只要量化適當,操作可靠,依然可以使實驗現(xiàn)象明顯,不影響實驗效果,反而可以減少甚至避免負面影響。這類實驗對引導學生樹立變化觀念與平衡思想是很有力的。
在高中化學實驗教學中適當增加探究性實驗的比例,引導學生對實驗現(xiàn)象、過程、結(jié)果、方案等進行探究,同時在驗證性實驗中融入知識性和趣味性,學生在實驗操作過程中獲得理論知識和實驗技能,培養(yǎng)分析和解決問題的能力,培養(yǎng)初步的科研能力,形成科學探究與創(chuàng)新意識。