高校《化学·生活·趣味实验》选修课课程建设探索
2013-04-02冯霞
冯 霞
(重庆第二师范学院 生物与化学工程系,重庆 400067)
高校越来越重视公共选修课的开设。笔者所在学校也一样,学校花大力气和经费开设了各种选修课。但在众多的选修课中,实验类的选修课很少。笔者顺应现代高校教育对人才的培养需要,在所在学校开设《化学·生活·趣味实验》选修课,做了一些尝试和思考。
1 《化学·生活·趣味实验》选修课的课程目标
笔者在我校开设《化学·生活·趣味实验》选修课,面向全校非化学专业学生,本课程开设的目的是使学生初步学习化学实验的基础知识和基本技能,通过一系列的趣味性较强的实验,让学生了解化学与生活的联系、化学在生活中的应用,扩大学生视野,提高学生的化学素养,培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生热爱科学的情感和动手的能力,从而提高学生的科学素养。因此,笔者确定了以培养化学科学素养为核心的课程总目标。
在以培养化学科学素养为核心的课程总目标下,确定了三个维度的课程分目标:
1.1 实验技能与化学知识目标
作为一门化学实验课,实验技能目标是基本内容。对于非化学专业学生,实验技能同样要作为一个重要的维度。在教学过程中要严格规范,养成良好的实验操作规范。这一维度的课程目标还包括化学知识目标。在实验教学中让学生了解一些实用的化学知识和基本的化学常识,一方面能帮助学生理解所做实验的原理,另一方面也能增长化学见识,提高学习兴趣。本课程的化学知识目标都只是常识性地了解层次。
1.2 实验过程与方法目标
本课程不仅关注实验结果,更要注重实验过程。从实验准备、实验操作到最后完成实验,每一个环节要求学生认真对待。在实验过程中合理运用实验研究的方法,才能保证实验顺利完成。在实验过程中,要求学生认真观察实验现象、记录实验结果、科学分析解释实验现象,得出科学的实验结论。
1.3 实验情感与态度目标
要保持持久的学习热情和学习兴趣,实验情感与态度目标的确定尤为重要。“实验技能与化学知识目标”与“实验过程与方法目标”两者都属于认知领域,或者说属于广义知识的范畴。而“实验情感与态度目标”属于情意领域。如果说认知领域是学生学习的操作系统,那么情意领域则是导航系统和动力系统,因此这一维度的课程目标是不可或缺的。
2 《化学·生活·趣味实验》选修课课程内容选择的原则
由于面向的是非化学专业学生,选择的实验都是易于操作,现象明显,趣味性强的实验。实验分成二个大的系列:水系列和火系列。水系列为一些在水或水溶液中发生的,反应较温和但有颜色或形态变化的一些有趣的实验,如自制暖手袋,水中花园,白色变成彩色花等。火系列为一些反应较剧烈、发光发热的实验,如烧不坏的手帕,彩色焰火,点火成蛇等。
《化学·生活·趣味实验》选修课课程内容的选择,应遵循以下原则:
2.1 基础性
由于面向的是外语、美术、经济与工商管理、数学与信息工程等非化学专业学生,他们不具备专业的化学知识和基本的化学实验技能。在选择实验内容,应选择基础性较强,易于操作,但现象明显的实验。
例如,在绪论部分,很多学生是第一次走进实验室,对化学实验知之甚少但充满好奇。通过绪论课的学习,主要让学生熟悉实验室,了解实验室学习的环境和要求。安排了最常见的酸和碱的认识、用母指试管、小气球、碳酸氢钠、盐酸等器材做简单易行的趣味实验。
2.2 生活性
对于非化学专业的学生,通过有趣的化学实验,了解其中的实验原理,解释一些实验现象,从而解释生活中遇到的问题。所以在选择实验内容的时候,要紧密联系生活实际,安排一些与生活相关联的实验,让学生学有所获、学有所用。通过具有生活性的化学实验,学生不仅体会到化学实验的趣味性,还能用实验中所学到的知识来解答生活中的一些化学问题。
例如,我们选择了维生素C 的趣味实验,用维生素C 片、果汁等做实验,研究维生素C 的性质,了解一些基本的检验维生素C 含量的方法。通过这些实验,学生对维生素C 有了不一样的认识,用化学道理来解释维生素C 为什么容易氧化变质、水果为什么要吃新鲜的等问题。
2.3 趣味性
对于非化学专业的学生,专业性较强,难度较大的实验并不适合做,选择一些趣味性较强的实验更为恰当。要让学生乐于动手做实验,实验内容是否有趣很关键。趣味性强的实验,学生做得乐此不疲,能更好地保持学生学习的兴趣和热情,整个实验过程显得轻松愉快。学生在有趣的实验过程中更乐于动手,更积极主动地思考问题,也就更能理解实验中的化学知识和原理了。
例如,烧不坏的手帕这个实验,是一个魔术实验。学生通过这个有趣的魔术实验,学习一些配制溶液的基本方法,能解释手帕烧不坏的原因,从而了解燃烧的基本条件,知道了燃烧不仅要有可燃物,氧和温度也是很重要的必要条件。
再比如,白色变成彩色花实验,也是一个魔术实验。学生通过这个有趣的魔术实验,体会化学颜色变化的神奇和美感,有的学生甚至还主动要求做魔术表演,加上一些生动的情节,将化学实验做得更有生气,更好地发挥了学生的创造性。学生通过这个有趣的魔术实验,不仅体会到了趣味化学实验的乐趣,还学到了相关的化学知识。通过这个实验,学生了解了氢氧化钠具有碱性,遇酚酞变红,还能与硫酸铜、硝酸汞等反应生成有颜色的物质等。
2.4 安全性
对于化学实验,安全性是最基本的原则。安全性原则应该贯彻整个课程的全过程。在实验教学过程中,老师要注意强调实验的安全性。在选择实验内容的时候,也要考虑到安全性,选择安全可行的实验,一些危险性较大的实验不适合开设。但化学实验中不可避免会有一些危险因素,一方面,安排实验内容时遵循先易后难的顺序,另一方面,在实验过程中要特别强调实验的安全注意事项。
比如,在火系列实验中的实验都有燃烧现象或发光发热的现象。这些实验的危险性比水系列的实验较大。在安排实验时先安排水系列实验,再安排火系列实验。另一方面,在实验指导手册中,对于具有危险性的内容中做强调注释,在实验注意事项中专门强调实验安全的重要性,应特别注意哪几方面。例如,火系列中的粉笔炸弹这个实验中,学生亲自动手制作粉笔炸弹,学生们非常有兴趣,但这个实验存在着一定的危险性。在实验指导手册中,标题中特别注明:粉笔炸弹(此实验为爆炸实验,请按操作步骤操作,注意安全!!)对粉笔炸弹实验步骤中关键的步骤用着重符号标出,“…称取3.5 克的氯酸钾,在研钵内碾碎,再加入一些酒精…”,在实验指导的后面列出了本实验的几点注意事项:(1)切勿将药品混和研磨!(2)酒精要浸泡氯酸钾,宜多不宜少!(3)装药品时不宜用力挤压!(4)取药品时请将药匙擦干净!
3 《化学·生活·趣味实验》选修课中多样化的教学组织形式
传统的实验教学中,大多采用讲授实验原理和步骤,然后学生按照步骤进行实验的教学组织形式。笔者在《化学·生活·趣味实验》选修课实验教学中,打破传统的实验教学方法,根据不同的实验内容采用不同的教学组织方式,让学生在实验过程中不再只是按部就班地完成实验,而是按照不同的要求自主地完成实验。学生通过实验不仅学习了实验相关的知识和实验技能,而且创造能力、表达能力、交流合作能力等得到全面的发展。
本实验课程按教学组织形式的不同分成以下几种类型:
3.1 探究设计型实验
有一些实验提供实验仪器和药品,让学生自己设计实验方案完成实验。例如,在绪论部分的趣味实验环节,给学生提供母指试管、小气球、碳酸氢钠、盐酸等,让学生自己讨论,确定可行的实验方案。再如,在燃烧与灭火实验中,提供烧杯、蜡烛、碳酸钠、盐酸等药品和仪器,让学生自己设计熄灭蜡烛的方法。组织学生探究一高一低蜡烛在密闭空间中熄灭情况并提出合理的解释。
3.2 魔术表演型实验
有一些是魔术实验,如魔棒点火、烧不坏的手帕、“神壶”等。在学生熟悉实验操作后,鼓励同组的同学共同设计创新性地完成实验,然后当众进行表演。在这个过程充分发挥学生的创造性,学生的合作能力和表达能力也得到提高。
3.3 作品展示型实验
有一些实验要求学生自己设计作品并完成,最后要求展示自己的作品并说明创作意图。例如,在“白色变成彩色花”实验中,要求学生完成一个折纸的作品,有的折千纸鹤、有的折船、有的折百合花,有个学生的展示让我印象深刻,她折了一个很大嘴巴的鱼,她介绍说这是她幼儿园老师教过她的折纸,是一头鲨鱼。再如,在“神秘的图画”中,要求学生以三氯化铁和亚铁氰化钾为“墨”作画,自己设计主题。同学们发挥各自的创作才能,做出了风格各异的作品,有的是油墨山水画,有的是现代印象画,有的则是中规中矩的写实画。
3.4 观察记录型实验
有一些实验要求学生认真观察并记录实验现象,水中花园、葡萄糖的氧化、彩色温度计的制作等都是属于这一类实验。例如,“水中花园”是一个具有观赏性的实验。通常4-6 人为一个观察组,每人要记录自己观察到的实验现象,观察完成后,要组内讨论实验观察结果。组内观察讨论完成后,全班交流观察心得,老师讲解实验原理,分析实验现象,最终达成共识。
4 结语
本课程从2003 年至今开设已有十年了,其课程体系不断地得到改进和完善。笔者一方面在实验教学中及时收集学生的意见、记录下课程实施过程中出现的问题,为课程建设收集一手的资料,另一方面关注关于化学领域新的发展动态,注意搜集新问题,积极开创新实验,为课程建设增添新的内容。笔者将继续努力把《化学·生活·趣味实验》选修课建设好,为提高我校学生的化学科学素养做出应有的贡献。
[1]李增新,李相仁,刘会峦.开设高师实验类素质教育公共选修课的探索[J].实验室研究与探索,2008,(02).
[2]刘会峦,李增新.高师素质教育的新尝试—开设生活化学实验课的实践[J].青岛大学师范学院学报.2000,(12).
[3]黄红霞,何斌.关于开设“生活与化学”选修课的探讨[J].中国校外教育(下旬刊)2007,(08).
[4]蔡其勇.基础化学实验[M].西南交通大学出版社.2006.