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深化實驗教學 培養創新能力
--從實驗考查看中學化學實驗教學
德清縣高級中學 姜偉

摘要

    現在各中學的化學實驗設施應該說是比較齊全的,實驗教學日益得到廣大教師的重視,但從化學會考實驗考查的狀況來看,實驗教學的位置還沒有擺正,實驗還沒有真正起到促進學科教學、培養學生創新能力的作用。

正文

    實驗作為化學學科不可分割的一部分,其地位的重要性不言而喻,它對化學的學科形成和發展起著決定性的作用,是學生獲取知識、形成技能、培養和發展個性的最佳途徑,是化學學科教育的重要組成部分。在新的形勢下,實驗教學的重要性也日益受到重視,加強實驗教學、培養學生良好的實驗能力和創新能力已到了刻不容緩的地步了。

    一、 深化實驗教學是化學全面推行素質教育的重要內容之一

    隨著教育改革不斷深化,加強素質教育的呼聲日漸強烈,素質教育在中學化學中正蓬勃地開展起來了。對于素質教育,中學化學有著得天獨厚的條件,因為化學是一門以實驗為基礎的自然學科,它要求學生有敏銳的觀察能力、動手操作能力、分析和處理實驗數據的能力,這和素質教育提倡的培養學生動手能力、獨立分析問題、解決問題的能力是相呼應的。眾所周知,現代的應試教育不利于提高學生的全面素質,"高分低能"的現象是偏面追求升學率的產物,其后果是培養出只是一些"君子動口不動手"的畸形人才。而化學實驗教學則注重對學生實驗能力和創新能力的培養,例如:對實驗現象的觀察;進行實驗操作;實驗數據的處理;實驗過程與結果的表述;簡單化學實驗的設計。這些都有利于提高學生的動手能力、獨立分析問題解決問題的能力、培養嚴謹的科學態度,為學生將來從事科學研究和工農業生產打下扎實的基礎。這些都需要在教學過程中逐步地加以養成的,所以要求廣大中學化學教師在化學教學中應重視實驗教學,并切實把實驗教學抓實抓好。

    二、 高考對實驗教學培養學生能力起了導向作用

    從近幾年來的高考命題可以明顯看出,高考對學生實驗能力的考查要求逐年在提高,高考的考試說明中明確指出要測試學生的實驗能力:①用正確的化學實驗基本操作,完成規定的"學生實驗"的能力;②觀察記錄實驗現象,分析實驗結果和處理實驗數據,得出正確的結論的能力;③初步處理實驗過程中的有關安全問題的能力;④能識別和繪制實驗儀器裝置圖的能力;⑤根據實驗試題的要求,設計簡單實驗方案的能力。從中不難看出高考對學生實驗的測試不但要求熟練掌握基本操作,而且要求學生具有一定的創新能力。但歷年高考實驗測試的結果卻令人擔憂,實驗試題的得分率相當低。比如MCE-98,27題-利用鋁鋅合金與鹽酸反應產生氫氣的體積來求合金中鋁和鋅的質量分數,學生對金屬與鹽酸反應制取H2是再熟悉不過的,但變換了一下角度后學生卻無所適從了。再比如MCE-99,27題,用實驗測定人體新陳代謝呼出氣體CO2的體積分數。有些學生對兩個NaOH溶液的瓶的作用及氣流方向難于區別清楚,至于最后一個小題"猛呼猛吸"的后果,由于缺乏感性認識,不能正確回答,致使有較多的學生失分。這種情況的出現并不是偶然的,這與許多化學教師在實驗教學中沒有深入地挖掘實驗教學的內涵,更沒有很好地憑借實驗培養學生的動手能力、實驗能力和創新思維能力。高考已把實驗教學提到了重要的位置,促使廣大化學教師很好地與面對它。

    三、 實驗考查反映出化學實驗亟待加強

    從我校在1999年浙江省高中會考的化學實驗考查來分析,充分暴露出現在化學實驗教學的現狀:

    1;. 基本操作欠規范。從實驗考查的情況來看,學生在藥品的取用、試劑的滴加及儀器的加熱等多方面存在許多不規范的操作。比如:在用滴管向試管內滴加液體試劑時,有相當一部分考生手持的部位不正確--用三個手指捏在乳膠頭上,有很多學生滴加液體時將滴管伸進了試管內,且和試管內壁接觸;在給液體加熱時,有部分學生試管內的液體超過了試管容積的1/3,液體已經沸騰了還在繼續加熱,致使液體噴出;有部分學生未等試管冷卻,就立即進行清洗,結果使試管炸裂。

    2;.觀察能力待提高。在試題2--鋁的化學性質中,鋁與稀硫酸、稀鹽酸和濃硝酸的作用,在描述鋁與濃硝酸作用的現象時,很多學生都將現象描述成"鈍化";在填寫結論時,許多學生不知該寫什么。

    3;.設計能力需加強。在試題3--乙醇、乙酸和乙醛的鑒別,提供的試劑有10%NaOH溶液、2%CuSO4溶液、pH試紙,要求學生設計出實驗步驟,然后進行實驗操作,得出現象和結論,學生在設計實驗步驟時,知道采用什么試劑,但用文字表述實驗步驟卻出現了很大的困難,有些學生雖然寫了許多文字,但卻不能明確地表達自己的設計思想。而此考題卻是書本上實驗習題中的一個小題,由此可以看出學生在平時沒有得到較好的訓練,實驗習題也沒有很好地去做過。

    四、 重視深化實驗教學、培養學生創新能力

    1;.重視實驗教學,挖掘實驗內涵。眾所周知演示實驗非常重要,因為它是物質化學性質的來源,也是驗證某些化學原理的重要手段,所以教師在教學中重視實驗的教學,力求操作規范、現象準確明顯。其實演示實驗未必要教師一手承包,大可以讓學生也參與其中,不但可以提高學生的學習興趣,而且可以增強學生的動手操作能力?梢宰寧讉學生上臺操作,其余學生對操作者的整個過程進行評說,找出其中不規范的操作,這不但可以督促學生養成良好的實驗習慣,并且通過解決實驗中出現的問題來培養他們的思維能力。在乙烯的制取及性質的實驗中,學生在聞乙烯的氣味時發現產生的氣體并不是如書本上所說的那樣是稍有氣味而是有一股刺激性氣味,就此讓學生展開討論,學生的思維一下子活躍起來了,眾說紛紜,有學生說課本不尊重事實應改正,有學生說可能有其它氣體混在其中,有學生說是藥品不純引起的,有學生說這氣味有點象SO2等等。教師可借此讓學生再認真觀察一下燒瓶中的液體變黑了,再讓學生前后聯系起來進行思索,最后得出結論:濃硫酸可使乙醇脫水發生炭化,在加熱條件下,濃硫酸與炭發生氧化還原反應而產生SO2氣體從而使生成的乙烯中混入SO2而有刺激性氣味。到此可趁熱打鐵,讓學生設計一個裝置可收集到純凈的乙烯,許多學生馬上想到用盛有堿液的洗氣瓶洗氣。通過這樣的實踐大大活躍了課堂氣氛,更重要的是提高了學生的學習興趣,培養了他們思維的發散性。

    2;.改進實驗方案、培養創新能力。我們在教學實際中發現有部分實驗存在一定的不足,有些實驗操作較繁瑣, 有些實驗現象不明顯,有些甚至不能成功。比如在學生做甲烷的制取及性質實驗時,由于甲烷產生的氣體量少且不穩定,點燃實驗很難成功。為了使燃燒時火焰明顯,公開向學生征集解決此問題的方案。課后學生紛紛行動起來了,他們根據已掌握的知識,對實驗進行了大膽而富有想象的設計。收集起來的改進方案經整理后多達十幾種。后經師生的可行性討論,并通過多次實驗驗證后,證明有好幾種實際效果相當不錯。如下圖所示的就是幾種設計新穎、可行性較好的改進方案圖:
通過諸如此類的實驗改進,增強了學生的參與意識,激發了學生的創新意識和創造能力,較好地促進了化學實驗教學。

    3;.開辟第二課堂、增強設計能力。教師除了認真深入地完成演示實驗及學生實驗外,也應重視學生課外興趣實驗的開展。通過課外活動培養學生的實驗技能,更重要的是培養了學生獨立設計實驗能力和創新能力。教師可提供一些與日常生活聯系密切的實驗課題,讓學生在教師的指導下自己設計實驗方案,選擇藥品和實驗儀器親自動手配制試劑、獨立完成實驗操作。為此我們進行了許多的嘗試,如"無鉛松花蛋的制作"就是其中一例,事先簡要地向學生說明了松花蛋的制作原理--利用NaOH使蛋白質發生變性而凝固,要求學生利用日常生活中常見的材料進行制作。經過討論,學生依據實驗室制取少量NaOH的反應原理,選擇了純堿、生石灰和水作為獲取NaOH的材料,并設計了以下實驗方案:⑴根據化學反應: CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH ,計算出生石灰與純堿質量的大致比例;⑵稱取一定量的生石灰和純堿后,加入適量水調成漿糊狀,至此NaOH已獲得了;⑶為了增加蛋的風味,再加入適量食鹽、紅茶等輔料;⑷用酒壇泥調節藥泥成粘稠狀,使易粘附在蛋上;⑸將新鮮的鴨蛋(或雞蛋)浸入藥泥中,取出后滾上一層礱糠殼,以防止藥泥脫落;⑹最后將處理好的蛋放入罐中密封貯存,約一個半月后取出即可食用。由于此方案中沒有加入含汞的物質,所以避免了汞污染,且制得的松花蛋風味極佳。通過這樣一些興趣實驗,讓學生感到化學的親切,大大激發了學習興趣,在無形之中提高了他們的實驗技能和創新能力。

    從99年會考的實驗考查的情況來看,中學化學實驗教學急待加強,廣大化學教師應切實加強實驗教學,重視基礎實驗的教學,積極開展第二課堂,深入挖掘實驗的內涵,只有這樣才能真正提高學生的實驗能力,才能真正在化學教育中貫徹素質教育。

    參考文獻
1. 柳 斌 《三談關于素質教育的思考》《人民教育》1996年第9期
2. 高等教育出版社 《1999年普通高等學校招生全國統一考試說明(理科)》

 

 

   
         
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