化學(xué)實驗教學(xué)探究論文

時間:2022-10-13 05:24:00

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化學(xué)實驗教學(xué)探究論文

[摘要]以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)教學(xué)的最基本特征。化學(xué)教師可以利用實驗教學(xué)發(fā)展學(xué)生思維,促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)優(yōu)化,其主要方法有:利用實驗引奇激趣,培養(yǎng)學(xué)生思維的主動性;利用實驗引入矛盾,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性;利用實驗悖常質(zhì)疑,培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性;利用實驗制造反常,培養(yǎng)學(xué)生思維的整體性;利用實驗進(jìn)行驗證,培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性:利用實驗設(shè)置陷阱,培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性;利用實驗開展討論,培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性;利用化學(xué)問題進(jìn)行實驗設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)教學(xué);實驗教學(xué);教學(xué)情境

心理學(xué)研究成果表明:思維發(fā)生和發(fā)展中所表現(xiàn)出來的個性差異就是思維品質(zhì),它包括思維的主動性、深刻性、靈活性、廣闊性、嚴(yán)密性、批判性和創(chuàng)造性等。我們強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力時,應(yīng)注意優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)。在教學(xué)過程中,教師可以利用理科實驗創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,讓學(xué)生自己去質(zhì)疑、解疑,在此過程中讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考、學(xué)會創(chuàng)造,從而訓(xùn)練其正確的、科學(xué)的思維方式,優(yōu)化其思維品質(zhì)。本文將就中學(xué)化學(xué)教學(xué)中如何利用實驗教學(xué)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,優(yōu)化學(xué)生思維品質(zhì)的問題作一些探討。

一、利用實驗引奇激趣,培養(yǎng)學(xué)生思維的主動性

思維的主動性表現(xiàn)在人們對事物或現(xiàn)象的注意力,并具有強(qiáng)烈的問題意識和求知欲。勤于思考,積極主動地尋找和發(fā)現(xiàn)問題是思維品質(zhì)形成的基本前提。最能激活人的思維活動的莫過于奇特的事物或現(xiàn)象。在人類認(rèn)識史上,正是由于對奇特的事物或現(xiàn)象產(chǎn)生好奇和興趣并主動去探索和思考,人類才得以獲得新的科學(xué)認(rèn)識,產(chǎn)生重大的發(fā)明創(chuàng)造。

好奇、興趣是激發(fā)學(xué)生主動思維的催化劑,是學(xué)生探索心理的推動力。教師在課堂上要依照知識的科學(xué)性和趣味性,經(jīng)常設(shè)計一些適合的、較為奇特的實驗進(jìn)行演示,并設(shè)置疑問,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。誘發(fā)他們的好奇心,使學(xué)生積極主動地思考,從而培養(yǎng)其思維的主動性。例如,在“原電池”教學(xué)中,教師不要直接給出原電池的裝置,也不要直接告訴學(xué)生原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變電能的一種裝置,而應(yīng)演示一組實驗:第一個實驗將鋅片、銅片和碳棒分別插入盛有稀硫酸的燒杯里;第二個實驗將用導(dǎo)線相連接的鋅片和銅片、銅片和碳棒、鋅片和碳棒同時插入三個盛有稀硫酸的燒杯里;在第二個實驗的導(dǎo)線中間各連接—個發(fā)光二極管(或電流計、音樂集成塊、蜂鳴器等)。教師讓學(xué)生仔細(xì)觀察這三個實驗的不同現(xiàn)象,并追問原因,學(xué)生會立即對此實驗現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣,并積極主動地思考。這個過程中學(xué)生進(jìn)行思維品質(zhì)自我培養(yǎng)的自覺性和積極性得以增強(qiáng),學(xué)生由“要我思維”變成“我要思維”。

教師利用實驗引奇激趣,在不知不覺中將學(xué)生引入新知識中,既能調(diào)動學(xué)生動手、動腦、動口參與學(xué)習(xí)的全過程,又能提高學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生思維的積極性、主動性,可以達(dá)到一箭雙雕、一舉多得的目的。

二、利用實驗引入矛盾,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性

思維的深刻性表現(xiàn)在人們對事物或現(xiàn)象的洞察力,表現(xiàn)在能透過現(xiàn)象去認(rèn)識事物的本質(zhì),而不會被表面現(xiàn)象所迷惑,從而消除許多似是而非的認(rèn)識。思維的深刻性要求思維要深入,要有足夠的深度,即思維要做到由淺入深。由于化學(xué)實驗所展示的現(xiàn)象通常是許多因素共同作用的結(jié)果,而其中非本質(zhì)現(xiàn)象往往獨占鰲頭、喧賓奪主,這勢必會干擾學(xué)生的認(rèn)識深度?;谶@種情況,教師要適時通過實驗引人矛盾,于無疑處生疑?;钴S學(xué)生思維,把實驗和思維結(jié)合起來。進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。

例如,在教學(xué)“膠體”一節(jié)時,教師先讓學(xué)生寫出碘化鉀溶液與硝酸銀溶液反應(yīng)有黃色沉淀生成的化學(xué)方程式,然后提出:“是否在任何情況下,碘化鉀溶液和硝酸銀溶液反應(yīng)都有黃色沉淀產(chǎn)生呢?”這樣標(biāo)新立異的提法,引起學(xué)生的爭議和反駁,起到了“一石擊起千重浪”的效果。教師在演示碘化銀膠體實驗后,其現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料,打破了思維定勢,使學(xué)生感到新鮮,其思維的深刻性由此得到訓(xùn)練。

矛盾是推動事物發(fā)展的動力。解決矛盾的過程或使矛盾轉(zhuǎn)化的過程就是設(shè)計新的方法、新的條件的過程。矛盾是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的激活點之一,教師在課堂教學(xué)過程中制造一些相互矛盾的表面實驗現(xiàn)象,能在尋求矛盾的本質(zhì)原因、解決矛盾的過程中培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性?;瘜W(xué)千變?nèi)f化,許多知識學(xué)生不熟悉,不易接受,課堂教學(xué)中就需要教師通過實驗引入矛盾,步步引導(dǎo),層層深入,化難為易,加深理解。

三、利用實驗悖常質(zhì)疑,培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性

思維的靈活性表現(xiàn)在人們發(fā)散思維活躍,能從不同角度、不同側(cè)重點進(jìn)行分析研究,善于超越一般模式,積極地進(jìn)行各種猜想與聯(lián)系,調(diào)動各種知識與方法,尋找新的解決問題的途徑。在化學(xué)教學(xué)中,不少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏靈活性,安于現(xiàn)狀,囿于常規(guī),不善于站在習(xí)慣思維的對立面上考慮問題,這就要求教師在教學(xué)中應(yīng)提出一些與常規(guī)看法相悖的實驗問題,從而形成課堂教學(xué)的興奮潮,誘導(dǎo)學(xué)生分析、探索其中的規(guī)律。

例如,在講到“硫酸根離子的檢驗”時,教師可設(shè)計并演示如下實驗:取一盛某種溶液的燒杯(標(biāo)簽背向?qū)W生),加入幾滴氯化鋇溶液(產(chǎn)生白色沉淀),再加入幾滴稀硝酸(沉淀不溶解)。然后,教師面向?qū)W生發(fā)問:“這種溶液里有無硫酸根?”學(xué)生會不假思索地回答:“有?!边@時教師慢慢地拿起盛有此溶液的燒杯,并把標(biāo)簽面向?qū)W生,標(biāo)簽上寫有“硝酸銀溶液”五個大字,學(xué)生愣然,轉(zhuǎn)而恍然大悟。接著,教師讓學(xué)生討論:“該怎樣檢驗這種溶液中有無硫酸根?”之后,學(xué)生悟出用氯化鋇溶液作為試劑檢驗硫酸根的前提條件。

質(zhì)疑是探索科學(xué)原理的向?qū)?,是催生學(xué)生積極思維的源泉。在化學(xué)教學(xué)中,教師適當(dāng)利用實驗悖常質(zhì)疑的形式來創(chuàng)設(shè)問題情境,可以激發(fā)學(xué)生對平時“不屑細(xì)顧”的問題產(chǎn)生研究興趣,多角度、多方位地思考問題,使其擺脫習(xí)慣解題模式,機(jī)敏地應(yīng)變、轉(zhuǎn)化、創(chuàng)造,從而獲得意想不到的結(jié)論,也提高了學(xué)生思維的靈活性。

四、利用實驗制造反常,培養(yǎng)學(xué)生思維的整體性

思維的整體性表現(xiàn)在人們觀察、認(rèn)識與分析現(xiàn)象和問題時,具有整體觀;在把握各種現(xiàn)象、事物的聯(lián)系時,具有系統(tǒng)觀。整體性思維要求思維過程能正確處理全局和局部的關(guān)系,思考問題時,既能從問題本身的特征出發(fā)進(jìn)行思考分析,又能在一個廣闊的知識背景下籌劃解決問題的方法。

化學(xué)知識有其整體性,如果只是孤立地、割裂地來學(xué)習(xí)化學(xué),就無法深刻理解化學(xué)知識,更談不上靈活運(yùn)用了。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生易犯“一葉障目,不見泰山”“只見樹木,不見森林”的錯誤;在分析問題時,不能“一葉知秋”。這就要求教師在教學(xué)中制造一些認(rèn)識上的沖突,引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確把握事物的總體,從整體出發(fā)看待事物、分析事物,使學(xué)生在主動探究中找到問題的答案,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的整體性。

例如,在“氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)中,教師可設(shè)計并演示一組實驗:向?qū)W生展示兩支盛有等體積的氫氧化鋁懸濁液的試管,讓學(xué)生推測,若向里面分別加入稀鹽酸和氫氧化鈉溶液會有什么變化?學(xué)生會一致推測白色沉淀溶解變?yōu)槌吻迦芤?。然后教師演示,向其中一支試管?內(nèi)含大量的偏鋁酸離子)加入少量稀鹽酸;向另一支試管中(內(nèi)含大量的鋁離子)加入少量氫氧化鈉溶液。實驗現(xiàn)象表明,兩支試管中沉淀非但不消失,反而增多。這種反常現(xiàn)象會使學(xué)生迷惑不解,注意力異常集中。通過實驗解疑,學(xué)生對氫氧化鋁的兩性、偏鋁酸離子與鋁離子互變知識得到了全面的認(rèn)識。

五、利用實驗進(jìn)行驗證,培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性

思維的廣闊性主要表現(xiàn)在人們能多角度、全方位地認(rèn)識事物,全面、客觀地分析事物。思維的廣闊性要求思維要全面,要有足夠的廣度,在考慮問題時要考慮到所有可能的情況和因素,不要有任何遺漏和疏忽。學(xué)生在獲得知識時總難免出現(xiàn)“前后串味,存此斥彼”的現(xiàn)象。單憑課本和課堂講練,學(xué)生時常感到學(xué)化學(xué)是“一聽就懂,一放就忘,一做就錯”,是件枯燥無味的差事。究其原因,是學(xué)生化學(xué)思維不夠?qū)拸V。適當(dāng)利用實驗驗證,可增強(qiáng)學(xué)生思維寬度,培養(yǎng)其思維的廣闊性。

例如,學(xué)生學(xué)到制取硫化氫是利用硫化亞鐵與鹽酸反應(yīng)的方法,一點不難;再學(xué)到硫化氫通入硫酸銅等溶液中產(chǎn)生沉淀時,一聽就懂??捎龅搅蚧瘹渫ㄈ肓蛩醽嗚F、硫酸鋅等溶液時,學(xué)生往往錯誤判斷有硫化亞鐵或硫化鋅沉淀。教師指出錯誤后學(xué)生有時還會口服心惑,時間一長又會出錯。而通過實驗驗證,讓學(xué)生自己做將硫化氫分別通入硫酸亞鐵、硫酸鋅、硝酸銀、硫酸銅、氯化鐵等溶液的實驗,會使學(xué)生大徹大悟,思維更加寬廣,幾個結(jié)論一下子就刻在了腦海中:溶液中析出沉淀,不僅要看是否難溶于水,還要看是否難溶于相伴的酸(或堿);有些物質(zhì)不溶于水又不溶于稀酸(非氧化性酸),有些物質(zhì)不溶于水卻溶于稀酸(非氧化性酸);類似硫化氫與氯化亞鐵反應(yīng)無沉淀的事實,還可以推廣到“二氧化碳通人氯化鈣溶液、二氧化硫通人氯化鈣溶液”等反應(yīng)中,這些反應(yīng)也無碳酸鈣、亞硫酸鈣沉淀析出。由此這樣的實驗教學(xué)會使學(xué)生達(dá)到“一見勝百勸,一悟三通,一通百通”的效果。

在化學(xué)教學(xué)中,教師運(yùn)用實驗驗證方法可以促使學(xué)生全面地看待問題、認(rèn)清本質(zhì)、理解事物的內(nèi)涵與外延,使其思維的廣闊性得到培養(yǎng)。六、利用實驗設(shè)置陷阱,培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性

思維的嚴(yán)密性是思維的精確性、科學(xué)性、邏輯性、深刻性的總和,主要表現(xiàn)在人們從錯綜復(fù)雜的聯(lián)系與關(guān)系中去認(rèn)識事物和現(xiàn)象。在化學(xué)教學(xué)過程中,教師可以根據(jù)學(xué)生的常見錯誤和容易疏忽之處。積極創(chuàng)設(shè)條件,精心設(shè)計一些隱含思維錯誤問題的一類實驗,來消除學(xué)生由于思維疏忽造成認(rèn)識的片面性,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性。

例如,在講解“由物質(zhì)顏色變化來推斷其成分及變色原因”時,教師可精心設(shè)計一組陷阱實驗進(jìn)行演示。第一個實驗:在大試管中注入某紅色溶液,用氣球套住試管口,加熱試管,溶液顏色變淺,氣球體積變大;冷卻后溶液恢復(fù)紅色,氣球體積變小。教師發(fā)問:“原溶液可能是什么溶液?加熱時溶液由紅色逐漸變淺的原因又是什么?”第二個實驗:在大試管中注入某無色溶液,用氣球套住試管口,加熱試管,溶液變?yōu)榧t色,氣球體積變大;冷卻后溶液恢復(fù)無色,氣球體積變小。然后教師發(fā)問:“此溶液可能是什么溶液?加熱時溶液由無色變?yōu)榧t色的原因又是什么?”學(xué)生各抒己見,答案五花八門。此時教師不要急于指出錯誤,而是重新演示上述實驗,但要去掉管口上的氣球:某紅色溶液受熱顏色變淺,冷卻后不再恢復(fù)原紅色;某無色溶液受熱變?yōu)榧t色,冷卻后仍為紅色。通過實驗現(xiàn)象觀察,學(xué)生會疑竇頓開,明白了試管口上的氣球作用,由此判斷出試管中的溶液,一定含有對熱不穩(wěn)定且受熱后會產(chǎn)生低沸點、易揮發(fā)的氣體物質(zhì),而且其物質(zhì)與水反應(yīng)是可逆的。

“讀書無疑者,須教有疑。”發(fā)現(xiàn)“誤源”并不容易,需要教師的示范和引導(dǎo)。學(xué)生思考得越多,他在未知世界中遇到的不懂的東西就愈多,他對知識的感受性就愈敏銳。教師通過實驗設(shè)置陷阱來創(chuàng)設(shè)問題情境,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的思維,使其養(yǎng)成獨立思考、勤于鉆研的好習(xí)慣。

七、利用實驗開展討論,培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性

思維的批判性是指人們對事物或結(jié)果作出批判性的評價并及時評價批判自己的思維方向和策略。化學(xué)是“變化的科學(xué)”,不會演繹推理是學(xué)不好化學(xué)的,僅憑推理想象時常會漏洞百出。在化學(xué)教學(xué)過程中,當(dāng)學(xué)生遇到一些疑難問題或思維處于進(jìn)退維谷的兩難境地時,教師可引導(dǎo)其開展實驗討論,促使學(xué)生積極思考作出判斷,從錯誤中通過自我批判走向成功,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性。

例如,在學(xué)到“苯酚的化學(xué)性質(zhì)”時,教師可讓學(xué)生根據(jù)苯酚的分子結(jié)構(gòu),對比已有的苯和醇的知識。思考苯酚有哪些化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生會達(dá)成共識的是可發(fā)生鹵代、硫化、硝化、氧化等反應(yīng)。出現(xiàn)爭論的是與活潑金屬(如鉀、鈉等)發(fā)生置換。說“能”的一方會非常自信,因為苯酚有羥基,可類似于醇與鈉置換;說“否”的一方也會理由十足,因為苯酚是固體,可跟“銅難與氯化銀置換”同理。此時,教師不要直接予以肯定或否定,而讓學(xué)生進(jìn)入實驗室,進(jìn)行如表1的實驗探討,并對實驗結(jié)果進(jìn)行討論分析,從而得出正確判斷。

缺乏批判性思維的人,易受已有暗示的影響,不善于獨立思考,不善于辨別正誤、區(qū)別真?zhèn)?,遇到問題時常常難置可否,自我評價能力差。在化學(xué)教學(xué)中,教師可精心創(chuàng)設(shè)一些實驗問題情境讓學(xué)生討論。通過做實驗,師生間、生生間的討論,交流看法,發(fā)表見解,使他們在傾聽不同意見中集思廣益,在透析不同的思維方法中相互啟發(fā),從而促進(jìn)他們個性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維的發(fā)展。提高他們?nèi)嫠伎紗栴}的能力。

八、利用化學(xué)問題進(jìn)行實驗設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性

思維的創(chuàng)造性是指人們思維方法的多樣性和思維成果的新穎性,它是通過探索、嘗試去發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、得出新結(jié)論的一種認(rèn)識活動。思維的創(chuàng)造性具有三個特點:獨特性、發(fā)散性和新穎性。創(chuàng)造思維的搖籃是動手。動手活動會激活學(xué)生的新思維,使他們產(chǎn)生新的創(chuàng)造。在化學(xué)教學(xué)過程中,教師可根據(jù)一些化學(xué)問題開展適量的實驗設(shè)計,充分調(diào)動學(xué)生利用所學(xué)的各科知識,設(shè)計新的實驗方案、新的代用器材,培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性。

例如:在講完“氧化物的性質(zhì)”之后,教師可根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)編擬如下實驗問題設(shè)計題:“如何運(yùn)用中學(xué)常規(guī)實驗儀器和藥品,用最簡便的方法測出你自己呼出氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)?”學(xué)生會覺得該實驗設(shè)計題很簡單,實驗設(shè)計方案會一蹴而就??墒且坏絼邮?,他們處處碰釘:不是實驗方案太繁,就是實驗方案不科學(xué)、不合理。學(xué)生意識到:只有通過“再動腦——再動手”,才能設(shè)計出靈活新奇、綜合性好、有創(chuàng)造性的實驗方案。此類實驗設(shè)計活動的開展給學(xué)生提供充分展示自己的機(jī)會,學(xué)生的創(chuàng)新力得到激發(fā)。