深究化學實驗教學對學生能力培養的探討
時間:2022-04-29 03:40:00
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摘要:本文從化學實驗教學入手,重點詳細介紹了在化學實驗教學中如何培養學生的觀察能力、思維能力、設計能力、創新能力和邏輯推理能力,以使化學實驗教學更有實效性、針對性。本文就以上五個方面,對實驗教學中培養學生的多種能力提出了筆者的一些看法。
關鍵詞:觀察能力思維能力設計能力創新能力邏輯推理能力
化學是一門以實驗驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是化學教學的最基本的特征,這也是化學教育界的共識。近年來,中學化學實驗的作用和地位已得到初步肯定,在化學實驗教學中,學生可以通過實驗獲得各種知識,培養觀察、思維、設計、創新和邏輯推理五方面的能力,化學實驗教學正是培養學生這些能力的重要途徑。
一、化學實驗教學中學生觀察能力的培養
觀察又稱“思維知覺”,是一種有目的、有計劃的知覺活動。任何人的觀察能力都不是與生具有的,而是長期的實踐過程中培養起來的,而化學實驗就是一個具體實踐的過程,學生觀察能力的培養也不是自發的,要靠教師的誘導、啟迪。
如魯科版必修Ⅱ第2章第3節《化學反應為人類提供能源》中“氣體制備實驗”的觀察重點是“裝置”,“試劑”及“操作”,而魯科版必修Ⅰ第三章《自然界中的元素》中“元素性質實驗”的觀察重點是“條件”和“現象”等等。應當讓學生熟悉這些化學實驗基本觀察范圍,并在此范圍內選擇重點觀察現象。如:魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》做鎂條燃燒的實驗,燃燒時發出耀眼的強光學生觀察到了,同時也要引導學生觀察有光澤的金屬變成白色固態物質。
二、化學實驗教學中學生設計能力的培養
培養學生的實驗能力是化學實驗教學的主要任務。在過去的舊教材中,化學實驗大多數都是抓藥式的驗證性試驗,啟發性、探索性不強,極大的影響了對學生設計實驗的能力的培養,況且有些實驗的成功率不高,更加抑制了學生學習化學的興趣和積極性。而現行的新教材則不同,在課本中涉及到很多的“活動探究”型的實驗在實驗過程中教師可以充分利用這些實驗的優勢,鼓勵學生積極的探究發現,自行設計相關實驗,并利用設計相關實驗及時發現并解決在設計過程中出現的相關問題培養自己及時發現問題并解決問題的能力。
例如,在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節《氧化劑與還原劑》探究Fe3+氧化性的實驗教學中可將“FeCl3溶液與Na2S溶液的反應”讓學生設計一實驗,讓學生觀察并總結實驗現象。開始,學生可能很不以為然,然而學生在設計并做實驗時觀察到了下列幾種結果:(1)兩種溶液混和后,溶液中出現白色渾濁,溶液顏色變淺。(2)兩種溶液混合過程中,有黑色沉淀產生,震蕩后又消失,最終產生白色渾濁,溶液顏色變淺。(3)混合后,溶液中出現黑色沉淀,溶液顏色變為淺綠色。由于這些不同觀察結果的產生,誘發了他們對實驗設計的懷疑,他們就極力想知道設計過程中的問題即產生這些現象的原因。這時抓住時機讓學生盡可能的用已學過的知識去解決新發現的問題,學生們通過翻閱書本和資料,找到此反應會因“FeCl3和Na2S量的不同”而呈現出不同的現象,而這個“量”又與試劑的加入順序有關這樣的結論。
三、化學實驗教學中學生創新能力的培養
創新是一個民族的靈魂。在化學實驗教學中,教師要善于挖掘具有培養學生創新能力的實驗素材,鼓勵學生對這類實驗大膽的探究,培養學生的創新能力。如魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》第2節《氮的循環》中介紹NH3性質時根據NH3的噴泉實驗提出設計CO2的噴泉實驗。學生在設計過程中,逐漸明白CO2和NH3是兩種性質完全不同的氣體,NH3是極易溶于水的,而CO2在水中的溶解度很小,關鍵是要找到一種類似于水的液體能大量地溶解CO2,使瓶中的CO2越來越少。經過教師的點撥,學生想到了堿的溶液Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,最后用事實證明使用NaOH溶液的效果好,完成了設計。在實驗習題的教學上,放手讓學生自己去獨立設計,獨立完成。如:在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節《氧化劑與還原劑》中有關鐵三角的知識時,用兩種方法證明Fe3+有氧化性,學生參加設計方案就有十種不同的方法,其中有好些方法是很有創新的。
四、化學實驗教學中學生邏輯推理能力的培養
在化學實驗教學中,要注意引導學生認真觀察實驗現象,形成簡單初級的認識,從而提示矛盾,激發思維,進行推理和思考。一般采用的實驗與推理相結合的辦法有兩種:一種是先實驗后推理,就是教師或學生先做實驗,引導學生認真細致地觀察,從觀察所發現的現象啟發學生獨立思考,分析判斷,在教師的指導下歸納出結論,以鞏固所學的理論與概念。如講鋁與堿反應時,先演示鋁片與苛性鈉溶液起反應,鋁片溶解,并伴有氣泡產生,提問學生:“一般金屬只能與酸反應放出氫氣,而鋁為什么既能與酸反應放出氫氣,又能與堿反應放出氫氣呢?”揭示矛盾,引導學生思考,通過問答進行推理,然后逐步寫出化學反應方程式加以總結。另一種是先推理后實驗。教師引導學生從已知的知識出發,對某個化學反應可能發生的現象及其結論進行推理,然后由教師或學生用實驗證明推論是否正確。例如在講“苯酚的化學性質”時,首先是引導學生運用已學過的苯和乙醇的分子結構及性質的有關知識,引導學生分析苯酚的分子結構,接著提出“從苯酚的分子結構看,你能預測苯酚應具有哪些化學性質”的問題,讓學生討論、推斷,同學們討論的很熱烈,各抒已見,爭論不休。這時,教師就演示苯酚跟鈉、溴水等反應的實驗,回憶對比苯酚的取代反應比苯跟溴的取代反應容易得多,指出羥基對苯環性質的影響。同時又對苯酚的分子結構進行分析,指出苯環對羥基的影響,使苯酚在水中能發生微弱電離而呈酸性,然后又做苯酚和氫氧化鈉反應的實驗加以驗證。
總之,在實驗教學中培養和提高學生的以上五種能力要堅持由淺入深,由表及里,循序漸進的原則,要做到深入領會新課標精神,緊扣教學大綱,積極探索,以有利于學生對所學知識和技能及時得到鞏固并能夠熟練應用,同時根據學生學習的心理特點,注意練習形式的多樣性和有效性,從多方面體高學生的各種能力,激發學生對化學實驗學習的積極性。
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