浅谈高中化学实验教学
2016-05-06程文科
程文科
摘 要 化学实验是进行科学探究的主要方式,以其生动的魅力在化学教学中发挥着独特的作用。通过化学实验,不仅可以让学生知道知识的产生、发展过程,还能让学生学会科学的学习方法。
关键词 化学实验;学习方法;探究能力
中图分类号:G633.8 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)05-0164-02
新课程化学实验教学特别重视探究过程,而其结论科学上已有定论,为什么还要学生去探究、去发现?目的是想让学生领悟科学的思想观念、科学家研究自然界所用的方法,同时获取知识。因此,笔者认为推进高中化学实验教学发展,不但坚持“三立足”(即:立足教材实验,立足基础实验,立足学生实验),还要坚持“四要”(即:验证过程要讲知识的产生过程;要讲解实验安全问题及思路和方法;要引导总结规律;要增加学生思维能力)。其核心是关注学生的发展,促进学生的发展,而实现实验教学发展功能的一个重要举措就是突出评价学生实验过程。即通过对学生实验过程的关注和引导,不要拘泥于学生实验的错误、失败或成功,不可忽视的是学生实验过程的安全隐患萌芽,重要的是关注每个环节和整个过程。
改变传统的实验评价方式,不再用实验的成功与否作为唯一的标准,应用新课程评价理念去促进学生主体地位的培养。关注学生发展中的需要,突出评价的激励与控制功能,激发学生内在发展动力,促进其不断进步。这就需要不断提高科任教师实现自身的师德价值,而且需要提高在实验教学第一线的实验员的职业素养的培养。高中化学教学在引入知识点的过程中,如果有效地结合化学实验,形象具体地归纳化学知识,让学生通过观看课堂演示实验,不但使学生对化学知识产生兴趣,而且也使学生对实验过程中出现的问题有效地进行思考及判断,从而提高学习化学的能力,往往会起到事半功倍的效果。
如何在实验教学过程中提高学生学习化学的能力,使学生的素质得到全面发展?笔者认为,化学实验的安全性、实验的环保性、实验现象的明显性以及实验的探究和创造性等不同形式,在实验教学过程中是不可以忽视的,同时这也是每一个化学教师在化学实验教学工作中值得研究探讨的问题。
1 化学实验的安全性
化学实验具有一定的危险性,因此,教师在进行相关的演示实验时,应该对于一些有危险隐患的实验,做好应对可能发生实验问题的预案,确保课堂演示实验安全成功。学生所做的分组实验一定要选择安全性良好的化学实验,提高学生的安全意识,规范学生实验操作,掌握实验技能。避免实验事故的发生。
1)结合视频对学生进行安全教育,模拟发生事故情境,让学生知道化学实验失败及引发事故的原因。如:加热液体装入试管过量,试管口对着人加热,水倒入浓硫酸中,使浓硫酸液溅出而发生伤人事故,等等。加深学生对实验安全的认识,加热固体用排水集气法收集制取的气体,实验完毕时,应先把导管从水里撤出,再熄灭酒精灯;如果先熄灭酒精灯,还没来得及取导管,水就可能沿导管流入仪器,使仪器爆裂。让学生了解化学实验失败的原因等,因此,规避安全隐患是实验成功的保证方法之一。
2)分析总结化学实验,使学生分析和回顾实验过程,加深对实验原理、实验仪器、实验步骤、实验现象的认识并写好实验报告。总的来说,按教学大纲要求,有目的有计划地指导学生进行实验,这样不但能高效地完成实验教学工作任务,而且可以达到实验教学的目的。
2 化学实验的环保性
化学实验对于化学知识的传递起着非常关键的作用,但是现在不管是演示实验还是学生实验,更多的是在考虑怎样让实验现象更明显,让实验操作更简单,很少顾及环境污染问题,比如实验反应完成之后的废液和固体废弃物药品无害化处理的问题。如果对化学实验室的废弃物不进行处理,就直接将它们排放到环境中,会导致污染环境。所以对学生进行化学实验的绿色化教育,也是培养学生环保意识和责任感的重要途径。
在实验过程中应该充分利用绿色化学5R理论(Reduc-tion,减量;Reuse,重复使用;Recycling,回收;Regene-
ration,再生;Rejection,拒用)以及其他方法。可以寻找一些无毒害的药品来替换有毒害的药品,或者寻找一些对环境影响较小的药品。比如在海带中提取碘的实验里,氧化海带灰中的碘离子时可以用绿色氧化剂双氧水而不是用氯气,从而减少反应产生的有毒物质,而且实验现象也没有受到任何影响。
又如使用微型化的仪器进行实验,尽量在不影响实验现象的前提下减少药物用量;学生分组实验,尽量采用小试管或点滴板进行。比如在检验Fe3+时,加入的KSCN具有毒性,点滴板中进行实验,现象一样非常明显,但是相对于试管中做实验减少很多用量,也就可以方便后期处理或者减少环境的污染。
对一些具有一定危险性的实验可以进行改造。比如将课本实验制取乙酸乙酯的实验中防止倒吸的直管改为球形干燥管,这样避免个别学生错误操作,把直管伸入饱和碳酸钠引起倒吸危险,同时也是对防倒吸的知识的扩展。还可以对未反应的原料、催化剂进行回收。比如:在双氧水分解时起催化作用的MnO2进行循环再利用;将实验室制氨气后产生的CaCl2固体进行回收,作干燥剂使用;把铁和硝酸反应完后的溶液保存,作为以后检验苯酚的试剂,既减少环境污染,又充分利用资源。
所有这些措施节约了药品,降低了成本,减少实验污染。更重要的是,在教学中开展绿色化学实验,激发了学生学习化学的兴趣,树立了环保观念。
3 化学实验的探究性
探究性学习是学生自主地获取知识和了解科学研究方法的过程。实验能帮助学生培养探究性思维。因此,教师要尽可能创设实验,引导学生自主探究。如在进行有机化学中关于醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱的比较实验时,给出几组实验仪器,要求学生自己选择并且组装实验装置。引导学生对比分析这三种物质的性质,然后根据强酸制弱酸以及提纯的反应原理,由各组学生自主设计一套装置,之后展开讨论,由各组学生代表介绍其装置的优点,然后由全班学生给出评价,最后选择最有效的方法,全班再实施实验。这种教学方式,不是教师一味地灌输知识,而是引导学生发挥自己所学来分析问题,有利于调动学生创造性思维和积极性。
一方面,在教学中可以根据需要,适当补充一些实验,激发学生学习的兴趣。如在“淀粉水解”这一环节教学中,可以补充检验产物葡萄糖的实验,由此复习与银氨溶液或者新制氢氧化铜的反应条件,以及葡萄糖及醛基的性质。再结合碘水检验淀粉,从而引出关于检验淀粉水解程度的探究性实验的思考。通过这个实验,既能使学生认识淀粉水解产物,又能加强淀粉检验的应用。
又如在进行“热的饱和碳酸钠溶液去除油污”这个实验时,可以补充用pH计检验冷的和热的碳酸钠溶液的pH变化情况,再进行冷、热碳酸钠溶液去除油污能力对比,结合酯水解的原理分析,让学生通过此探究实验,同时复习盐类水解和酯水解的知识。这样既激起学生学习兴趣,又能使学生所学知识更系统化和深刻化,效果非常好。
另一方面,对部分实验方案进行重新设计和完善,如铜和浓硝酸反应的实验,将铜片改为铜丝,通过调节铜丝的位置直接控制反应,根据需要随时拔出铜丝来终止反应。通过这样的改进,不仅降低了试剂使用量,还缩短了实验时间,优化了实验效果,减少了环境污染。更重要的是学生体会到一个小小的改变就可以对实验起很大的影响,从而使学生具有探究分析问题的能力。
化学实验探究不一定在实验室里才思考,教师还应该善于利用平时的一切资源,比如在解答实验题目时,教师应该充分利用题目资源,在题目已有问题的基础上引出实验探究的问题,再如,一道题是关于实验室制乙烯时,乙烯中会混有SO2和CO2气体。在已经组装好的实验图上,稍作改变打乱顺序,再来问学生这样还能检验出哪些物质来。或者让学生思考检验或者除去SO2和CO2气体的方法除了实验题上给的方法,还有没有别的方法,并一起探讨是否可行。辩论的过程中也完成了实验的探究,之后再结合兴趣小组用实验去验证结论,效果也不错。
此外可以鼓励学生适当开展一些家庭小实验,调动学生学习的积极性。比如在学习了蛋白质灼烧、变性、盐析等性质后,要求学生回到家里完成这个实验。学生自己从生活中找可用的东西作为仪器和药品进行实验。这样不但巩固了所学知识,而且培养了学生的思维能力和实验技能,同时也培养了他们的创造能力。
此外有条件的学校还可以让学生开展自主课外实验,拿出专门的时间和地点,由专门负责的教师指导一些课本之外的拓展性的化学实验。在这些实验中,学生可以把自己的想法付诸实践,锻炼了自己的实验能力,也较好地培养了探究能力。
总之,化学实验能让学生以轻松愉快的心情去认识丰富多彩的化学,利于形成持续的化学兴趣,更能让学生有更多的机会主动地去体验探究性学习的过程,在知识的形成过程中树立科学的态度。
参考文献
[1]戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]尹海川.化学教学中对学生进行创新教育的尝试[M].乌鲁木齐:新疆青少年出版社,2001.