化学演示实验教学的几点思考

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  化学是一门以实验为基础建立起来的自然科学,实验是化学教学的基础,是激起学生对化学兴趣的首要外部因素。实验对于化学科学的形成和发展、帮助学生形成化学概念、正确认识物质本质及其变化规律,获得化学知识和实验技能,培养观察能力、探究能力和创新能力具有很大的作用。实验还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。实验教学是提高化学教学质量的一个重要方面,实验在化学教学中的地位早已为广大化学教育工作者所共识。然而,在化学教学中由于对实验教学理解的偏差和局限,以及实验教学手段的单一性,影响和制约着化学实验在化学教学中发挥其应有的作用。为此,笔者试就化学演示教学中存在的某些明显不足谈几点看法,供各位同仁参考。
  一、过于强化“明确实验目的”,抑制了学生对实验“意外”的探究兴趣
  我们强调学生是教学的主体,但就课堂演示实验教学的一般情况而言,教师是实验的操作者,具有实验主体的主动性,学生是演示实验的观察者,具有观察主体的被动性,当教师在课堂上进行化学实验演示教学时,学生是否了解教师要做什么?学生自己应该做什么?看什么?这都需要教师以一定的实验目的来引导。
  但目的的“定向”本身,有它的局限性,这是由于目的性太强,会削弱或抑制实验过程中学生对“意外”发现的探究。如研究水组成的电解实验,电解水时,两极生成的氢氧两种气体体积之比往往不恰是2:1,一般是氧气的体积少于理论值。由于实验目的的“定向”作用,使许多学生往往不能以科学的态度对待这一实验中的“意外”,根本不分析其中的原因,就得出“水是由氢氧两种元素组成,两种元素的原子个数之比是2:1。”的结论。
  由于过于强化“明确实验目的”,使学生失去了对实验“意外”事件探究的机会,导致一些学生在实验中对实验的误差不作客观的分析,不作跟踪探究,任意修改测量数据,以迎合实验目的所指定的结论。实验过程应该有明确实验目的来引导,这是实验观察与一般感知的区别,但实验现象是丰富的、立体的,单层次、单侧面的实验目的必然会影响对整个实验完整性的把握,过于强化明确单一的实验目的,会使演示实验变得单调,缺乏探究性,学生也会因此感到实验演示索然无味,这将在很大程度上抑制了学生对科学探究的兴趣。因此,教学中应丰富和拓展实验目的的展次,引导学生从整个过程中去把握实验现象,重视实验的细节,使学生能以科学的态度对待实验中的“意外”,因为科技发展史上正是这些“意外”引起了科学家们探究的兴趣,并从中获得许多重大的科学发现。
  二、过于强调实验的规范,忽视了实际操作的特殊性和灵活性
  在实验教学中,强调实验操作的规范对于学生掌握实验技能、展示化学实验美和防止实验过程中发生意外事故等方面是非常重要的,但如果不从实际出发,强调的过死,也会给实验操作带来诸多的不便。如天平称物操作实验,按规范操作的规定应是“左物右盘放砝码”(笔者参阅的有关这方面内容的书中没有一本书不是这样规定的),笔者在教学中发现,由于我们教师在实验教学中对天平操作规范的再三强调,绝大部分学生对这一实验的操作是很“规范“的。然而,天平在实际使用中往往有两种情况:一是先放称量物后加砝码,称量物质的质量是未知的,如称量烧杯的质量,这种情况按“左物右盘放砝码”的规范进行操作,因为变动的是砝码的量,在右侧加砝码操作就比较方便;而另一种情况是先放砝码后加称量物,称量物质的质量是已知的,这种情况下砝码的量是固定的,变动的是称量物的量,如在配制溶液时,要称量一定质量的溶质,如果仍按“左物右盘放砝码”的这一规范进行操作,加溶质的量在左侧进行,这对于两人一组的学生实验在操作时就显得不太方便。笔者认为在这种情况下就未必一定要按“右盘砝码左放物”来进行操作。又如按一般的操作规范,使用胶头滴管时,胶头滴管是不允许接触试管内壁或与试管内溶液接触的,但如果在制Fe(OH)2白色沉淀时,却必须把滴管伸人试管内的液面下面,否则Fe(OH)2会被空气中的O2氧化成红褐色的Fe(OH)3而观察不到白色沉淀。笔者在指导学生实验时时有发现,一些学生就是因为没有把滴管伸人试管中的液体内,得不到白色的Fe(OH)2沉淀而导致实验失败,而此时的学生竟然还不清楚实验失败的原因究竟在哪里。
  三、过于追求实验现象的直观性,忽视了实验设计思想的展示和创新
  化学实验本身就具有鲜明、直观的特点,它不仅会给学生带来美的享受,而且能够激发和满足学生的好奇心和求知欲。但在实验教学的实践中,教师往往对课本上的演示实验采取简单的“拿来主义”,照方抓药,机械操作,片面追求实验中视觉感受,忽视了对实验过程中重要问题的关注和思考,不能有意识地创造一种探究的气氛,极大地削弱了实验教学的功能。
  四、过于重视实验演示的操作过程,轻视了实验分析的思维过程
  化学实验不仅仅是为了形成鲜明、直观的形象,更重要的是为了培养学生的思维能力和科学的思想方法,许多教师在演示实验教学中,就其实验及其操作过程来说没有什么不妥之处,但在演示实验完成之后,往往由于急于想用实验现象建立概念和归纳规律,没有充分揭示规律与现象之间的因果关系,导致规律的得出较为生硬而不自然。
  如研究乙炔加成反应的实验,将电石气通人溴水时会冒白烟,退色后的溴水显酸性,教学中教师常常由此显著现象即得出电石气中含有PH3等杂质,乙炔与溴水的反应是加成反应的结论。但是,“冒白烟”、溴水退色“显酸性”就一定是杂质PH3所为而不是取代产物HBr所为吗?从思维角度而论,这显然是缺乏逻辑性和科学性,学生也就此会产生疑虑,会对实验结果似信非信。如果能充分挖掘这一实验中的教学因素,抓住这一实验现象进行分析,补充将用浓碱液与白磷制得的PH3通人溴水和纯乙炔通人溴水的两个实验,并将上述三个实验进行比较,从而得出乙炔与溴水反应主要是不显酸性的加成反应,在反应时“冒白烟”、溶液“显酸性”纯属电石气中的PH3等杂质所为,学生对乙炔的加成反应的实质就会有深刻的理解。
  在实验教学的操作过程中进行这样的实验分析思维过程,不仅使学生对实验有关的知识会有更深刻的理解,更重要的是,这是对学生进行科学方法的熏陶,严谨的科学态度的教育。不能正确地进行科学思维,就不能得到自己确信的结论,牵强附会的结论往往会使学生产生错觉,甚至疑惑,因此,教学中应重视实验分析的思维过程,要针对学生在分析实验过程中思维上的难点,辅以另一简单实验或实例来加以说明,以确保实验教学的效果。
  总之,由于学生在演示实验中基本处于被动地位,化学课堂演示实验的效果很大程度上取决于教师对学生这种被动性的意识程序,以及意识到自身主导性作用的发挥的程度,而不是仅仅取决于实验本身的成功。不能错误地认为:演示实验操作成功了,学生就一定能从中得到有益的启示,演示实验的目的就一定能达到,要提高实验教学的质量,纠正对实验教学认识理解上的偏差是前提,丰富实验教学的手段是关键。
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