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摘 要 化学实验教学有利于学生在多元、动态、开放、探究的过程中获得知识、悟出方法、学会做人,化学实验教学是培养学生科学态度、思维方法及创新能力的重要途径。
关键词 化学实验教学 学科素养
化学是以实验为基础的自然科学,实验是化学赖以生存并不断发展的基础。化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式,它可以帮助学生巩固化学基本概念、获得化学知识、培养科学素质。下面就以化学实验教学对科学态度、思维方法、创新能力等学科素养的培养做一些探讨。
一、重视科学态度的培养
(一)培养学生实验与实事求是的态度。
化学实验中,培养学生的科学态度,最根本也是最重要的就是使他们养成实事求是的态度。在化学实验中,必须消除实验观察中的主观性,根除个人头脑中的任何偏见,坚信实验事实,尊重观察到的真实现象。例如:[1]钠与水反应这一教学素材蕴涵着诸多科学精神教育因素。实验时由于试剂不纯,会导致异常现象,若用自来水做实验,因其中含少量Ca2+、Mg2+,产生难溶物而使溶液出现浑浊,再如钠表面不洁净会闻到有股刺激性气味,我支持鼓励学生如实汇报,并引导他们学会识别真伪,分析产生的原因,真培养学生实事求是的态度,用事实教育学生形成不盲从、敢于怀疑与批判的精神。
(二)培养严肃认真、一丝不苟的态度。
在化学实验的实施过程中,要使学生做到对实验操作步骤、操作方法、实验条件的控制等每一个细节都必须认真对待,不可有半点马虎。违反实验操作规范化的要求、实验条件控制不好,都可能导致实验的失败,甚至发生实验事故而危及人生安全。例如:铵离子的检验,只要取象蚕豆一样大的待测晶体,滴加3~5滴3mol/L的氢氧化钠溶液,若氢氧化钠溶液加过量了,加热时可能产生暴沸而溅出伤击别人。因此,严肃认真、一丝不苟的实验态度是保证实验成功和提高实验观察质量的一个非常重要的方面。
二、注重思维方法的培养
(一)科学假说方法的培养。
例如:在讲铁生锈时,为了揭示铁生锈的原因,让学生去收集生锈的与不生锈的铁器,并将它们按原因分成两类:
1.生锈情况:A 、放在潮湿地方的铁会生锈;B、在一般情况下,铁器放在空气中会生锈。2.不生锈情况:A 、干燥的铁器不生锈;B、涂了油漆的铁器不生锈。
根据以上情况,经过引导或让学生讨论,可以提出下述三个假说:1.铁器生锈是因为和空气接触,铁和空气中的氧气化合;2.铁生锈是因为水分子的存在,水和铁起了化学变化;3.铁生锈是水和空气对铁共同作用的结果。
然后引導学生推论:如果第一个假说正确,则在干燥情况下,铁在空气中就能生锈;如果第二假说正确,则铁在水中并和空气隔绝就能生锈;如果第三假说正确,必须既有空气又有水分的条件下才能生锈。
在此基础上,再引导学生来设计实验,第一个实验将洁净的铁钉放于干燥的试管里,并用塞子塞紧;第二个实验把经过煮沸除去空气的水装满试管,放入洁净的铁钉,用塞子塞紧,不留一点气泡;第三个实验将洁净的长铁钉放入试管(抵靠在试管壁上),并倒立在盛水的烧怀中,试管里只有少量水并在试管外壁上标明水面位置,就这样放置一段时间。可以观察到,第一、第二个实验中的铁钉都不生锈,而第三个实验中不仅铁钉生了锈,而且试管里的水面约上升了原试管容积的五分之一,于是可以得出结论:水和空气(只是其中的氧气)共同对铁的作用是铁生锈的原因。通过以上实验设计培养学生科学假说方法的学科素养。
(二)科学分析、归纳、抽象等思维方法的培养。
在实验的教学中,注意对学生进行科学的分析、归纳、抽象等思维方法的培养,引导学生根据事实——分析综合——归纳等思路进行思维。如木炭吸附性质的演示,被烘烤的木炭分别投入充满红棕色的二氧化氮气体的集气瓶里和盛半瓶水并加入一滴红墨水的小锥形瓶里,现象是颜色消失或变浅,进一步观察木炭有很多小孔,分析这些现象,然后进行综合“加入了多孔的木炭后,出现了颜色变浅或消失的现象”最后我们归纳出木炭具有吸附性的结论。
三、加强创新能力的培养
(一)改实验的验证性为探索性。
如氯气与水反应的教学过程设计如下:
[实验] 氯气在水中的溶解性。
[启思]1.比较水溶液与原氯气的颜色,可得出什么结论?
2.氯气溶于水后有没有与水反应?
[引探] 怎样检验氯水中是否含有Cl-、H+?
[实验]1.在氯水中分别滴加少量AgNO3溶液和少量NaHCO3固体。2.在氯水中滴加4滴石蕊试液(先不要振荡)。
[启思] 为何石蕊试液先是变红色后褪色?
[引探] 是氯水中氯分子的氧化,还是氯分子与水反应生成新物质的氧化?用实验怎样证明?
[实验] 在一瓶干燥的氯气中,放入一张用水写成的“Cl2”字样的红纸,然后拿出观察。
最后得出结论,氯气溶于水的过程的本质是氯气在水中的溶解为主,伴有化学反应:Cl2+H2O=HCl+HClO。变“验证性”实验为“探索性”实验,不仅体现了“教学主导,学为主体”的关系,而且在教师指导下进行探究,培养了学生的自信心,激发了探索的兴趣,同时培养了学生创新精神和创造能力。
(二)利用实验问题情境,学会联想,学会创造。
学生是根据氧化-还原反应原理,通过“猜、拼、凑”等求解的思维过程,培养学生的独立性,允许学生有保留的态度,鼓励学生多思考,发展学生求同思维的同时,注重培养学生的求异思维,使学生具有一定的创新能力。
总之,培养学生的科学态度、思维方法以及创新能力是一项长期的艰苦细致的工作,它贯穿着教学的始终,是一项综合性的课题。我们只要在实验教学中,有目的、有计划、循序渐进、脚踏实地对学生进行培养,积沙成塔、积腋成裘,课有所获,日有所得,就一定能取得成效。
参考文献:
[1] 弓艳梅:《改进化学实验教学 强化科学素质培养》,化学教学,2005年第1-2 期,第9页。
[2]刘知新:《化学教学论》,高等教育出版社,1999年第二版,第101-102页。
作者简介:
张宗仁(1971-),男(汉族),江苏南京人,江苏省南京市浦口区江浦高级中学教师,中教一级,本科,主要研究方向中学化学。
关键词 化学实验教学 学科素养
化学是以实验为基础的自然科学,实验是化学赖以生存并不断发展的基础。化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式,它可以帮助学生巩固化学基本概念、获得化学知识、培养科学素质。下面就以化学实验教学对科学态度、思维方法、创新能力等学科素养的培养做一些探讨。
一、重视科学态度的培养
(一)培养学生实验与实事求是的态度。
化学实验中,培养学生的科学态度,最根本也是最重要的就是使他们养成实事求是的态度。在化学实验中,必须消除实验观察中的主观性,根除个人头脑中的任何偏见,坚信实验事实,尊重观察到的真实现象。例如:[1]钠与水反应这一教学素材蕴涵着诸多科学精神教育因素。实验时由于试剂不纯,会导致异常现象,若用自来水做实验,因其中含少量Ca2+、Mg2+,产生难溶物而使溶液出现浑浊,再如钠表面不洁净会闻到有股刺激性气味,我支持鼓励学生如实汇报,并引导他们学会识别真伪,分析产生的原因,真培养学生实事求是的态度,用事实教育学生形成不盲从、敢于怀疑与批判的精神。
(二)培养严肃认真、一丝不苟的态度。
在化学实验的实施过程中,要使学生做到对实验操作步骤、操作方法、实验条件的控制等每一个细节都必须认真对待,不可有半点马虎。违反实验操作规范化的要求、实验条件控制不好,都可能导致实验的失败,甚至发生实验事故而危及人生安全。例如:铵离子的检验,只要取象蚕豆一样大的待测晶体,滴加3~5滴3mol/L的氢氧化钠溶液,若氢氧化钠溶液加过量了,加热时可能产生暴沸而溅出伤击别人。因此,严肃认真、一丝不苟的实验态度是保证实验成功和提高实验观察质量的一个非常重要的方面。
二、注重思维方法的培养
(一)科学假说方法的培养。
例如:在讲铁生锈时,为了揭示铁生锈的原因,让学生去收集生锈的与不生锈的铁器,并将它们按原因分成两类:
1.生锈情况:A 、放在潮湿地方的铁会生锈;B、在一般情况下,铁器放在空气中会生锈。2.不生锈情况:A 、干燥的铁器不生锈;B、涂了油漆的铁器不生锈。
根据以上情况,经过引导或让学生讨论,可以提出下述三个假说:1.铁器生锈是因为和空气接触,铁和空气中的氧气化合;2.铁生锈是因为水分子的存在,水和铁起了化学变化;3.铁生锈是水和空气对铁共同作用的结果。
然后引導学生推论:如果第一个假说正确,则在干燥情况下,铁在空气中就能生锈;如果第二假说正确,则铁在水中并和空气隔绝就能生锈;如果第三假说正确,必须既有空气又有水分的条件下才能生锈。
在此基础上,再引导学生来设计实验,第一个实验将洁净的铁钉放于干燥的试管里,并用塞子塞紧;第二个实验把经过煮沸除去空气的水装满试管,放入洁净的铁钉,用塞子塞紧,不留一点气泡;第三个实验将洁净的长铁钉放入试管(抵靠在试管壁上),并倒立在盛水的烧怀中,试管里只有少量水并在试管外壁上标明水面位置,就这样放置一段时间。可以观察到,第一、第二个实验中的铁钉都不生锈,而第三个实验中不仅铁钉生了锈,而且试管里的水面约上升了原试管容积的五分之一,于是可以得出结论:水和空气(只是其中的氧气)共同对铁的作用是铁生锈的原因。通过以上实验设计培养学生科学假说方法的学科素养。
(二)科学分析、归纳、抽象等思维方法的培养。
在实验的教学中,注意对学生进行科学的分析、归纳、抽象等思维方法的培养,引导学生根据事实——分析综合——归纳等思路进行思维。如木炭吸附性质的演示,被烘烤的木炭分别投入充满红棕色的二氧化氮气体的集气瓶里和盛半瓶水并加入一滴红墨水的小锥形瓶里,现象是颜色消失或变浅,进一步观察木炭有很多小孔,分析这些现象,然后进行综合“加入了多孔的木炭后,出现了颜色变浅或消失的现象”最后我们归纳出木炭具有吸附性的结论。
三、加强创新能力的培养
(一)改实验的验证性为探索性。
如氯气与水反应的教学过程设计如下:
[实验] 氯气在水中的溶解性。
[启思]1.比较水溶液与原氯气的颜色,可得出什么结论?
2.氯气溶于水后有没有与水反应?
[引探] 怎样检验氯水中是否含有Cl-、H+?
[实验]1.在氯水中分别滴加少量AgNO3溶液和少量NaHCO3固体。2.在氯水中滴加4滴石蕊试液(先不要振荡)。
[启思] 为何石蕊试液先是变红色后褪色?
[引探] 是氯水中氯分子的氧化,还是氯分子与水反应生成新物质的氧化?用实验怎样证明?
[实验] 在一瓶干燥的氯气中,放入一张用水写成的“Cl2”字样的红纸,然后拿出观察。
最后得出结论,氯气溶于水的过程的本质是氯气在水中的溶解为主,伴有化学反应:Cl2+H2O=HCl+HClO。变“验证性”实验为“探索性”实验,不仅体现了“教学主导,学为主体”的关系,而且在教师指导下进行探究,培养了学生的自信心,激发了探索的兴趣,同时培养了学生创新精神和创造能力。
(二)利用实验问题情境,学会联想,学会创造。
学生是根据氧化-还原反应原理,通过“猜、拼、凑”等求解的思维过程,培养学生的独立性,允许学生有保留的态度,鼓励学生多思考,发展学生求同思维的同时,注重培养学生的求异思维,使学生具有一定的创新能力。
总之,培养学生的科学态度、思维方法以及创新能力是一项长期的艰苦细致的工作,它贯穿着教学的始终,是一项综合性的课题。我们只要在实验教学中,有目的、有计划、循序渐进、脚踏实地对学生进行培养,积沙成塔、积腋成裘,课有所获,日有所得,就一定能取得成效。
参考文献:
[1] 弓艳梅:《改进化学实验教学 强化科学素质培养》,化学教学,2005年第1-2 期,第9页。
[2]刘知新:《化学教学论》,高等教育出版社,1999年第二版,第101-102页。
作者简介:
张宗仁(1971-),男(汉族),江苏南京人,江苏省南京市浦口区江浦高级中学教师,中教一级,本科,主要研究方向中学化学。