新课程理念下化学分组实验的有效性探究

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  在现实教学中,笔者发现很多化学教师并没有利用好化学分组实验这个重要的教学方法。在上分组实验课时,有的教师比较随意,不关注学生的操作规范,容易造成安全隐患;有的教师缺乏目的性,使得学生就像无头苍蝇一样围着教师转,导致实验效率的低下;有的教师按照教材内容做实验,只注重实验的结果,缺少实验的整合与创新。针对上述这些问题,笔者结合自己的教学实际,通过多方面的实践,就提高化学分组实验课堂教学的效率,谈谈自己的体会。
  一、注重实验操作的规范性,确保分组实验的安全性
  俗话说:“没有规矩,不成方圆。”新课程化学实验教学虽然倡导“学生自主探究”,但也绝不是放任自流,且对化学实验操作的规范化提出了明确的要求。规范的实验操作可以提高实验的成功率,培养学生一丝不苟的科学精神,最关键的是确保学生实验的安全性。如果因为不规范的操作,导致实验失败,甚至引发安全事故,势必会使学生产生恐惧心理,最终影响实验教学的效果。如给试管加热时,学生必须用试管夹夹住试管,而不能用手拿试管加热(这样很可能烫到手)。另外,学生还要注意试管夹夹住试管的位置、手握试管夹的位置、试管的倾斜程度、试管的移动(不均匀受热可能导致试管破裂)、加热液体时试管口不能对着其他人(液体有可能冲出,产生危险)等规范性操作;再如制备氧气时,学生必须注意试管略微向下倾斜,实验结束后先从水中移出导管,再撤去酒精灯,以防止倒吸,引起试管破裂,造成危险。
  掌握实验的基本操作,是学生走进化学实验的第一步,是进一步运用实验方法去验证和探索物质性质和变化规律的基础,是分组实验成功的保障,更是实验室安全的保障。不规范的操作轻则损坏仪器,造成实验现象不明显,重则出现安全事故,造成无法弥补的损失。所以,教师一定要注重实验操作的规范性,这既是培养学生操作技能的需要,又是确保学生实验安全的需要。
  二、注重实验的呈现方式,增强分组实验的目的性
  心理学家认为:“有目的的学习比没有目的的学习效率高得多。”为了提高分组实验课堂教学的有效性,教师在每次上分组实验课之前,都必须先处理教材,清楚地标出重点、难点和注意点,让学生明确实验的目的和思路,明白实验要解决的问题、操作的要领、实验的现象、注意的事项等。如果教师没有清晰地呈现出上述内容,就会使学生在分组实验教学中顾此失彼,造成重点不突出、难点不明确,把化学实验课当成活动课,收效甚微。
  如有位教师在进行“探究钠与水的反应”的分组实验时,没有明确实验的目的,就直接让学生做实验,致使实验室秩序混乱,各种吵杂声音不绝于耳。实验之后,教师让学生交流观察到的现象与结果,由于学生不明确实验目的,又缺乏必要的思考,虽然观察到的现象有很多,但与实验要求相去甚远。即使有部分学生得出了结果,但当教师要求学生用实验现象解释所得出的结论时,他们又说不出所以然来,以至于教师不得不反复讲解实验结果,等到下课,预期的分组实验教学任务还没有完成。另外一位教师先引导学生设计钠与水反应的实验,步骤如下:①向烧杯中注入40ml水;②滴加2滴酚酞(目的是验证产物);③从煤油中取出一块钠(教师已规定大小),切成两块,一块投入水中,学生观察实验现象,另一块放在滤纸上(后面的实验还有用)。学生根据自己设计的实验步骤,高效地完成了实验,每个学生都知道怎么做、做什么,使实验室里秩序井然。
  教学目标是学生分组实验教学的出发点,也是实验教学的归宿,如果没有明确可行的教学目的,分组实验教学将陷入混乱的状态。实践表明,缺乏明确实验目的的演示实验过程必然是盲目的、随意的和低效的,教学效果也必然低下。而注重实验的呈现方式,不仅能让学生关注实验目标,还能让分组实验教学更加高效,符合新课程减负高效课堂的目标。
  三、注重实验过程的设计,增强分组实验的探究性
  目前,中学生所做的大多数实验都是教材预先设计好的,学生只需通过实际操作,观察实验现象,得出事先已确定了的结论。这种实验,我们称之为传统实验,它束缚了学生的创新思维,不利于培养学生的能力,教学效率相对低下。而注重实验过程,让学生自主设计实验方案,选择实验器材、药品,确定实验步骤,分析实验结果,能增强实验的探究性,激发学生学习化学的兴趣,是克服学生“理论高分、实验低能”现象的有效手段。
  如在教学《盐类的水解》时,笔者在实验室里展示了一个泡沫灭火器,并设置了一系列问题,如:①设计实验,判断碳酸氢钠和硫酸铝的酸碱性?(学生根据所学知识,设计出测定pH值的实验方案,并根据实验结果来判定碳酸氢钠显碱性,硫酸铝显酸性);②为什么碳酸氢钠显碱性,硫酸铝显酸性呢?(师生共同分析反应原理);③判断硫酸铜、亚硫酸钠、氯化铁、次氯酸钠溶液的酸碱性,并设计实验来证明;④学生归纳“强碱弱酸盐显碱性,强酸弱碱盐显酸性”的结论;⑤设计实验,证明二氧化碳是如何产生反应的;⑥师生共同归纳:双水解的原理和发生的条件。本节课通过探究灭火器,教师为探究过程提供了一条主线,学生的学习兴趣高涨,取得了较好的教学效果。
  注重实验过程的设计,需要学生自己探究实验方法,选择实验器材和药品,作出实验成败评估。这对提高学生的实验技能和素质,培养他们独立的探索精神和分析问题、解决问题的能力,提高教学效率无疑是有益的。因此,教师只有选择合适的实验,采用灵活多变的实验方式,充分利用第二课堂,变封闭型实验室为开放型实验室,并在适当的时候给予一定的提示和启发,才能促使学生充分发挥自己的创造力,有效提高分组实验教学的效率。
  四、不断改进实验方法,确保学生实验现象的可靠性
  学生实验必须力保成功,因为如果学生经历多次失败,就会对所学知识和自己的能力产生怀疑,从而影响学生的自信心和学习兴趣,甚至影响教学效果。因此,在上学生分组实验课时,教师必须进行预试,对实验中所用的试剂纯度、浓度、用量、比例、仪器的选用和安装、实验条件的控制及所需时间均做到心中有数,并在此基础上合理选择实验方法,确保实验现象更加客观有效。对一些难度较大的实验,教师应在预试中摸索出成功的诀窍,进而对学生实验进行改进,选择最佳的实验操作方法,尽量使实验达到预期效果,确保学生实验现象的可靠性。
  如在做银镜反应的实验时,笔者先想一想学生在做这个实验时会出现哪些问题,以便能得心应手地应对实验现场出现的各种情况。当很多学生连续做好几遍都做不出银镜时,笔者就与学生一起仔细分析原因,结果发现是氨水久置,浓度变稀造成的。于是,笔者在对比乙醛和葡萄糖与银氨溶液反应的实验基础上,把乙醛溶液换成葡萄糖溶液,改进了实验方法。学生按照新方法重新做实验,都制取出了银镜。当银镜出现时,学生非常兴奋,学习化学的兴趣更加浓厚,实验探究的欲望更加强烈。这时,笔者再引入教学重点和难点,让学生说出反应原理,写出化学方程式,就轻松取得了最佳的教学效果。
  上好化学分组实验课,保证教学质量,是培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法的一个重要环节,也是评价教学质量的一个重要方面。在《化学新课程标准》的指导下,教师只有结合学生的实际情况,认真研究实验、吃透实验的内容、挖掘实验的教育内涵,才能确保实验教学的科学性和实效性,最终实现新课程高效课堂的目的。
  (作者单位:浙江省衢州第一中学)
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