书城科普读物动手做实验丛书--化学实验中的思维能力培养
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第12章 中学化学实验中的能力培养(12)

另外,在实验过程中,一定要求人人动手。“争当实干家,不当观察员”,千万不要一看到某些学生在操作上有点错误,教师就急于越俎代疱,这样易造成学生的依赖性,应该诱导、启发学生自己发现问题,纠正错误,锻炼学生独立分析、解决化学问题的能力。

(4)因地制宜、创造条件,适当增加实验内容和实验次数。

如《硫、硫酸》一章的教学,在第一节教材中,就增加了硫蒸气和氢气化合的实验;在第二节教材中,增加了用启普发生器制取硫化氢的实验,H2S和SO2、H2S和碘水、SO2和溴水的反应试验;在第四节教材中,增加了9个常见离子反应的试验。这样做,增加了学生的动手机会,有利于培养学生的实验操作能力。

(5)严格遵守实验室守则和实验规则是上好实验课的保证。

“良好的开端是成功的一半。”因此,从初三开始,就制定了一整套实验室规则,张贴宣读,严格执行,这对保证实验顺利进行和培养学生优良品德、好的习惯等,是极其重要的。实验开始要求学生谨慎地检查仪器、药品,实验中除认真观察以及伴随实验积极思维外,还要严格遵守操作规程,爱护仪器,注意安全,在锻炼技能技巧的同时培养学生严肃认真的科学态度,实验后正确对待结果,出现问题要勇于探索,未做成功的实验必须重做。只有严明纪律,方能培养学生规范的操作技能和良好的实验作风。

(6)重视实验习题课,引导学生正确设计实验。

实验习题课是提高学生综合运用化学知识和实验技能、锻炼学生独立思考和独立工作能力的良好机会。作法是先让学生写出自己的实验方案,教师再检查、综合,在课堂上分组讨论,引导学生进行比较,从而选择出“最佳方案”,同时也允许学生坚持自己的方案,在课后安排这部分学生单独做实验。这样既发挥了学生的主动性,又不使实验方法复杂,实验室难以准备,效果较好。

(7)让学生上台做演示实验。

为了培养学生的独立操作能力,讲课时,有意识地把某些实验让学生到讲台上演示。学生做实验时,教师在一旁检查学生安装操作情况,纠正错误,结束时及时总结。起初让参加课外活动小组的同学上台演示,显然这些学生沉着老练,操作熟练。后来在这些同学的启发带动下,多数同学都敢于上台做实验,不怕暴露自己的缺点和弱点。学生反映说:“如果在台上做错了,老师同学都看着,对自己刺激很大,印象很深,心里有一种说不出的味道,因此以后再也不会出现这种错误了。”

结合化学教学实际,开辟“第二课堂”,是培养学生实验操作能力的良好途径“第二课堂”是化学教学理论联系实际的阵地,是拓宽学生视野,培养与发现人才的重要途径之一。为此,把“第二课堂”看做是整个教学活动的一部分,列入教研活动计划之中,利用课外各种机会来渗透实验教学的各种要求。做法是:

(1)开放实验室实验室是学生进行基本技能训练的主要场所,允许鼓励学生在科技活动时间和自由活动时间,到实验室重作一些实验,这样就解决了个别学生在课堂上未解决的问题,同时也培养了一批实验操作能手,做到了“优生优培(育)”。

(2)指导学生开展课外实验活动

每年都组织化学课外活动小组,吸收一些学习成绩较好、肯动脑筋、做事认真的化学爱好者参加。活动的内容多样化,其中化学实验占了相当的比重。实验辅导活动程序是:认识所有中学阶段的实验仪器→基本操作→简单实验→复杂实验→低年级实验→补充实验→课外实验→高年级少量实验。通过辅导,使学生的实验水平达到基本要求以上,成为班级的学习和实验骨干。为提高学生学习化学的兴趣,让小组成员学会表演一些趣味较浓的“魔术”实验,如:凉水灯,滴水生烟,变色喷泉,水中花园等。小组成员还用化学方法解决日常生活中的一些问题,如:快速除水垢,巧洗墨迹,自制汽水,眼镜粘接等。

改革考试方法,把动手操作能力列入考核内容,是培养学生实验操作能力的有效措施化学实验内容的考试,过去只用“答卷”一种形式,不利于学生动手能力的培养和对所学知识的综合运用。把化学实验笔试的方法初步改为实验室开堂考试,把化学实验的考试作为一个独立的内容。采用的主要方法是:由教师写好实验题目,包括答案和评分标准,先由课外活动小组的同学反复练习,认真准备,要求不但掌握实验操作的技能,而且还要熟练掌握评分标准。然后经老师鉴定合格者,方可作为“小先生”,最后运用抽签面试的方法去考查其他同学。根据考生操作的熟练程度和口头表达情况,作出评定。对于不能认真执行评分标准的“小先生”,取消其参加课外活动小组的资格。这样既锻炼了小组的同学,又调动了广大同学动手实验的积极性。

培养学生处理实验中的异常现象能力

所谓实验异常现象,指的是在正常操作的实验过程中出现的意外反常现象。它通常伴随着主要现象而发生,具有一定的隐蔽性,不易被学生觉察;又由于它是以“不速之客”的身份出现,有些也难于被学生理解和接受。瞿兵老师介绍了在教学中对待和处理实验异常现象的方法:

结合化学史,鼓励学生善于捕捉实验异常现象英国着名动物病理学家、《科学研究的艺术》一书的作者贝弗里奇说得好:“新知识常常起源于研究过程中某种意外的观察或机遇现象。”化学发展史上有很多因为善于观察抓住机遇而导致发现或发明的实例。如柏琴企图制奎宁而得苯胺紫;米亚尔发现波尔多液;维勒制氰酸铵而得尿素;古德意发明硫化橡胶等。也有因观察不细致或者观察到而没有深入研究而导致与发现或发明失之交臂的实例,如居里夫人的女儿与女婿约里奥·居里夫妇在实验中拍摄到了中子的照片,但没有深入研究,失去了发现中子的机会。教师在平时的教学过程中应有机穿插和渗透这些生动的史实,正所谓“随风潜入液,润物细无声”,学生在这些生动史实的熏陶下,就会自觉地在化学实验中训练和培养自己的观察能力,同时教师也应鼓励他们善于发现实验中的异常现象,并养成那种抓住异常现象所提供的哪怕是微不足道的信息进行深入研究的习惯。这实际上是培养学生的科学素养,为学生以后从事科学研究或走上社会打下基础。

利用实验异常现象,培养学生能力

(1)以读导“异”——培养阅读能力

实验中,学生在用湿淀粉碘化钾试纸检验氯气时,发现淀粉碘化钾试纸并不像课本上所说的变蓝,而是先变蓝后褪色。一些学生当即认为这是氯气在潮湿条件下具有漂白作用所致,教师没有轻易下结论,而是提供了一些关于卤素的资料,让学生带着疑问去阅读。经过阅读、讨论,学生们终于得出了以下结论:淀粉碘化钾试纸先变蓝是因为发生了反应:Cl2+2Kl=2KCl+I2,生成的I2遇淀粉变蓝,由于氯气过量,又发生了反应:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl,I2被氧化成了HIO3,所以蓝色褪去。这样,由于学生主动参与了获取新知的过程,亲自得出了结论,所以不仅锻炼了他们的阅读能力,而且获得的知识也不易遗忘。

(2)以思解“异”——培养思维能力

实验中出现的异常现象使学生的心理活动处在观察→发现→疑问的积极思维状态,“机遇只偏爱那些有准备的头脑”,教师应抓住机遇,精心设计一些由表及里、由浅入深的思考题,启发诱导学生分析、推理、判断、找出异常现象产生的根本原因,以培养学生的思维能力。

由于异常现象所涉及的知识往往源于课本但又高于课本,因此在寻根问底的探究过程中蕴含着丰富的思维能力因素,不仅增强了学生知识的深广度,而且还能有效地培养和发展他们的思维灵活性、深刻性和独创性。例如在用乙醇和浓硫酸制备乙烯的实验中,有个学生观察到反应液变黑和制得乙烯气体有比较强烈的刺激性气味的异常现象。老师在肯定这个学生观察正确的前提下,设计了下面一组问题:①有机反应有何特点?②浓硫酸具有哪些特性?③根据浓硫酸的特性和反应液变黑的现象可推得浓硫酸和乙醇发生了什么反应?④黑色物质和浓硫酸又能发生什么反应?如此一环紧扣一环,学生通过思考,提出结论:浓硫酸具有脱水性,能使乙醇碳化,生成的炭又与浓硫酸发生了反应:C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+2H2O,生成的SO2气体具有强烈刺激性气味。

(3)实验探“异”——培养实验能力

在实验中发现的异常现象,如在难度上不超过学生的知识范围,则可把寻求异常现象的原因当作一个小课题来研究,也就是让学生模仿科学研究和科学发现的途径,用实验来验证和探索异常现象,以培养学生的动手操作能力和实验设计能力。例如用乙醇和浓硫酸制得的乙烯具有刺激性气味,在上述引导学生分析研究的基础上,又让学生设计一个实验来证明乙烯中混有的杂质气体。学生经过讨论,设计了如下实验程序:

气体品红溶液1过量酸性高锰酸钾溶液品红溶液2澄清石灰水从品红溶液1褪色可知混有SO2气体,过量酸性高锰酸钾用于除去多余SO2,品红溶液2用于证明SO2已被除净,从澄清石灰水变浑浊可知混有CO2。

(4)以文释“异”——培养表达能力表达能力在当前的信息社会中,具有相当重要的作用。因此,在找到异常现象产生的原因后,教师应要求学生撰写化学小论文,即用浅显的文字、生动的语言、简明的图表来阐明自己的观点,展示自己研究探索的思路。