浅议中学化学实验教学学生能力的培养
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作者: 何焕军
[摘要]本文从化学实验教学入手,重点详细介绍了在化学实验教学中如何培养学生的观察能力、思维能力、设计能力、创新能力和逻辑推理能力,以使化学实验教学更有实效性、针对性。本文就以上五个方面,对实验教学中培养学生的多种能力提出了笔者的一些看法。
[关键词]观察能力 思维能力 设计能力 创新能力 逻辑推理能力
化学是一门以实验验为基础的自然科学,以实验为基础是化学教学的最基本的特征,这也是化学教育界的共识。近年来,中学化学实验的作用和地位已得到初步肯定,在化学实验教学中,学生可以通过实验获得各种知识,培养观察、思维、设计、创新和逻辑推理五方面的能力,化学实验教学正是培养学生这些能力的重要途径。
一、化学实验教学中学生观察能力的培养
观察又称“思维知觉”,是一种有目的、有计划的知觉活动。任何人的观察能力都不是与生具有的,而是长期的实践过程中培养起来的,而化学实验就是一个具体实践的过程,学生观察能力的培养也不是自发的,要靠教师的诱导、启迪。
如鲁科版必修Ⅱ第2章第3节《化学反应为人类提供能源》中“气体制备实验”的观察重点是“装置”,“试剂”及“操作”,而鲁科版必修Ⅰ第三章《自然界中的元素》中“元素性质实验”的观察重点是“条件”和“现象”等等。应当让学生熟悉这些化学实验基本观察范围,并在此范围内选择重点观察现象。如:鲁科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》做镁条燃烧的实验,燃烧时发出耀眼的强光学生观察到了,同时也要引导学生观察有光泽的金属变成白色固态物质。
二、化学实验教学中学生设计能力的培养
培养学生的实验能力是化学实验教学的主要任务。在过去的旧教材中,化学实验大多数都是抓药式的验证性试验,启发性、探索性不强,极大的影响了对学生设计实验的能力的培养,况且有些实验的成功率不高,更加抑制了学生学习化学的兴趣和积极性。而现行的新教材则不同,在课本中涉及到很多的“活动探究”型的实验在实验过程中教师可以充分利用这些实验的优势,鼓励学生积极的探究发现,自行设计相关实验,并利用设计相关实验及时发现并解决在设计过程中出现的相关问题培养自己及时发现问题并解决问题的能力。
例如,在学习鲁科版必修Ⅰ第2章第3节《氧化剂与还原剂》探究Fe3+氧化性的实验教学中可将“FeCl3溶液与Na2S溶液的反应”让学生设计一实验,让学生观察并总结实验现象。开始,学生可能很不以为然,然而学生在设计并做实验时观察到了下列几种结果:(1)两种溶液混和后,溶液中出现白色浑浊,溶液颜色变浅。(2)两种溶液混合过程中,有黑色沉淀产生,震荡后又消失,最终产生白色浑浊,溶液颜色变浅。(3)混合后,溶液中出现黑色沉淀,溶液颜色变为浅绿色。由于这些不同观察结果的产生,诱发了他们对实验设计的怀疑,他们就极力想知道设计过程中的问题即产生这些现象的原因。这时抓住时机让学生尽可能的用已学过的知识去解决新发现的问题,学生们通过翻阅书本和资料,找到此反应会因“FeCl3和Na2S量的不同”而呈现出不同的现象,而这个“量”又与试剂的加入顺序有关这样的结论。
三、化学实验教学中学生创新能力的培养
创新是一个民族的灵魂。在化学实验教学中,教师要善于挖掘具有培养学生创新能力的实验素材,鼓励学生对这类实验大胆的探究,培养学生的创新能力。如鲁科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》第2节《氮的循环》中介绍NH3性质时根据NH3的喷泉实验提出设计CO2的喷泉实验。学生在设计过程中,逐渐明白CO2和NH3是两种性质完全不同的气体,NH3是极易溶于水的,而CO2在水中的溶解度很小,关键是要找到一种类似于水的液体能大量地溶解CO2,使瓶中的CO2越来越少。经过教师的点拨,学生想到了碱的溶液Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,最后用事实证明使用NaOH溶液的效果好,完成了设计。在实验习题的教学上,放手让学生自己去独立设计,独立完成。如:在学习鲁科版必修Ⅰ第2章第3节《氧化剂与还原剂》中有关铁三角的知识时,用两种方法证明Fe3+有氧化性,学生参加设计方案就有十种不同的方法,其中有好些方法是很有创新的。
四、化学实验教学中学生逻辑推理能力的培养
在化学实验教学中,要注意引导学生认真观察实验现象,形成简单初级的认识,从而提示矛盾,激发思维,进行推理和思考。一般采用的实验与推理相结合的办法有两种:一种是先实验后推理,就是教师或学生先做实验,引导学生认真细致地观察,从观察所发现的现象启发学生独立思考,分析判断,在教师的指导下归纳出结论,以巩固所学的理论与概念。如讲铝与碱反应时,先演示铝片与苛性钠溶液起反应,铝片溶解,并伴有气泡产生,提问学生:“一般金属只能与酸反应放出氢气,而铝为什么既能与酸反应放出氢气,又能与碱反应放出氢气呢?”揭示矛盾,引导学生思考,通过问答进行推理,然后逐步写出化学反应方程式加以总结。另一种是先推理后实验。教师引导学生从已知的知识出发,对某个化学反应可能发生的现象及其结论进行推理,然后由教师或学生用实验证明推论是否正确。例如在讲“苯酚的化学性质”时,首先是引导学生运用已学过的苯和乙醇的分子结构及性质的有关知识,引导学生分析苯酚的分子结构,接着提出“从苯酚的分子结构看,你能预测苯酚应具有哪些化学性质”的问题,让学生讨论、推断,同学们讨论的很热烈,各抒已见,争论不休。这时,教师就演示苯酚跟钠、溴水等反应的实验,回忆对比苯酚的取代反应比苯跟溴的取代反应容易得多,指出羟基对苯环性质的影响。同时又对苯酚的分子结构进行分析,指出苯环对羟基的影响,使苯酚在水中能发生微弱电离而呈酸性,然后又做苯酚和氢氧化钠反应的实验加以验证。
总之,在实验教学中培养和提高学生的以上五种能力要坚持由浅入深,由表及里,循序渐进的原则,要做到深入领会新课标精神,紧扣教学大纲,积极探索,以有利于学生对所学知识和技能及时得到巩固并能够熟练应用,同时根据学生学习的心理特点,注意练习形式的多样性和有效性,从多方面体高学生的各种能力,激发学生对化学实验学习的积极性。
参考文献:
[1]于浩.中学化学创新教法.学苑出版社,1999.
[2]余文森,郑金洲.新课程化学教与学.福建教育出版社,2003.
[3]郑长龙等.化学实验教学新视野.高等教育出版社,2003.
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