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高中化学实验中教学契机的捕捉与利用

2018-11-29陈金春

名师在线 2018年2期
关键词:高中化学实验教学科学

陈金春

(江苏省启东中学,江苏南通 226200)

引 言

在高中化学教学中,为了学生顺利看懂实验(演示实验)或完成实验(学生实验),教师总要对实验目的、实验步骤做出清晰的描述,其结果确实是让实验过程变得一帆风顺,但同时也在一定程度上剥夺了学生的思考权乃至于出错权。事实上,如果让实验的过程变得更自然一些,是可以发现其中的教学契机的,这样实验就可以发挥更大的促进学生学习的作用。基于这一认识,笔者对已有实践进行了一些总结。

一、基于实验现象简单推理的证伪

化学实验的现象与结论往往是对应的,如果在孤立实验的基础上推理泛化,就会导致结论出错[1]。这个时候教师的最佳选择是实验证伪。

例如,在探究化学反应中吸放热规律时,为了让学生感受吸热反应,笔者设计用氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应的实验来说明。而为了表现出实验的吸热或者放热,实验中是将烧杯放在潮湿的玻璃上,反应结束后拿烧杯,感受烧杯的温度,观察下面的玻璃片是否“粘”在烧杯的底部。这一要求是指向实验现象的,而实验现象确实是手能感觉到烧杯的温度下降了,玻璃片上的水凝固成冰了,于是学生得出的结论就是:氯化铵与氢氧化钡的反应是吸热反应。

实验至此,一切顺利。但有学生进行了发散思考。有学生提出,在实验室抽取氨气的时候,用的是氯化铵跟氢氧化钙反应,而且实验过程中是提供了加热条件的,这个结论加上眼前的实验,就可以得出一个“结论”:凡是铵盐与碱的反应都是吸热反应。

从思维角度来看,这是一个不完全归纳,结论难言准确;但从学生的角度来看,毕竟是问题的提出,如果教师直接用口头语言来证实或者证伪,都不太恰当。因此这个时候就是实验“证伪”的时候。笔者让学生即时设计其他的铵盐与碱反应的实验,并以实验结果来判定猜想是否正确。如果不出意外,学生设计的实验多是氯化铵与氢氧化钠的反应。而为了增加比较效果,笔者则补充了同样是氯化铵与氢氧化钡,但在水溶液中反应的实验。这两个实验取材方便,而实验的结果则对学生的猜想进行了证伪。

实验之后,笔者发现所有的学生在实验中的收获是满满的。这实际上是一个完整的探究过程,其核心就是即时设计实验来证伪。这种情形在化学学习中是不多见的,因而学生形成的印象也是深刻的。

二、用实验生成提升科学探究品质

在传统的教学思路中,实验最好是直接指向结论的。但在以生为本、以学生的学习为本的教学理念下,实验过程中的一些生成,往往可以成为提升学生科学探究品质的重要契机。

所谓科学探究的品质,是指学生在科学探究过程中表现出来的,符合科学探究各环节需要的水平。一个具有良好科学探究品质的学生,在化学问题的提出之后,能够自然地反应出科学探究的各个环节,并且能够将各环节的要求与具体的学习内容结合起来,从而让科学探究从宏观的策略层面,向具体的方法层面转化[2]。

科学探究的品质既表现在探究的环节中,也体现在探究的细节中,更体现在教学的细节中。也就是说,很多时候探究的品质并不是在贴了探究的标签下形成的,而是在一些教学细节中形成的。

笔者曾经接触到这样一个案例:一位化学教师在“探究苯酚的性质”的实验中,一不小心将一些苯酚弄到了手背上。这个时候教师立即执行了标准操作:取酒精灯,然后将其中的酒精擦拭在手背上粘有苯酚的地方。学生一开始还没有意识到危险,而在看到上课教师的一系列动作后,一时鸦雀无声。其后,教师问学生:为什么要进行这样的处理动作?

这个问题的提出在科学探究的过程中,严格来讲只是一个极小的细节,但就是这个细节,却给提升学生的科学探究品质提供了一个契机。探究苯酚的性质,原本是通过实验现象的观察与分析获得的,但在探究的过程中,由于操作问题,使得课堂上出现了预设之外的生成,而这个时候教师又表现出了极高的实验素养,其沉着冷静、有条不紊的操作,对于因生成而注意力高度紧张的学生而言,是一个无声的教育与回答。学生在观看的过程中,迅速完成了一次提升探究品质的过程。这是因为,在这个过程中,学生的注意力是高度聚焦的,学生的思维处于一种抑而待扬的状态。而在处置完课堂生成之后,教师很好地捕捉了这一教学契机提出问题,以让学生从课堂生成中迅速转换到问题思考当中。这种出现在学生眼前的问题,可以让学生很好地认识到苯酚的腐蚀性以及易溶于酒精的特性。虽然从科学探究的角度讲,这个过程时间短,环节不完善,但从学生的角度讲,这实际上已经经历了一个问题的发现与提出,并感知问题解决的过程。笔者以为这就是一种探究的品质。

三、以实验意外反证规范操作意义

规范操作是实验的基本要求。传统教学中,实验规范往往是在实验之前强调的,而到了实验的过程中,学生对这些操作规范又似乎不上心。遇到这种情况怎么办呢?简单的重复可能有效,而抓住实验中的一些意外,也可以在学生面前有效地反证规范操作的意义。

笔者曾经看到这样一段实验教学:上课老师教的是“盐的水解”的内容。为了让学生认识到离子水解之后可以让溶液呈现出相应的酸碱性,设计了学生分组的实验。实验中,每个小组用强度不同的酸与碱盐进行搭配,这样学生就需要进行若干次实验。而每次实验切换的时候,由于用于搅拌的玻棒没有清洗擦净,所以其上面残留的液体,会对后一个实验的结果产生影响,于是实验中出现了一个很有趣的现象,有的小组做的强酸与强碱盐的水解pH值大于7,有的小于7,还有的近似等于7。

这个结果是实验之前无论如何也没有想到的,而这样一个实验结果作为客观现象摆在学生面前,不解决又是不行的。应该说该教师还是非常机智的(这也是笔者印象深刻的原因),她立即引导学生分析:出现了不同的结果,一定是有原因的,下面我们实验的重点,就转向对原因的探究。探究的过程也是有意思的:有的小组重做了实验,但由于顺序与此前不同,结果所得水解溶液的pH值又不同了。于是,几乎所有学生立即意识到,肯定是实验过程中的某个细节出现了问题,于是就去回顾实验过程。当将两次实验过程对比之后,问题的原因就浮出水面了。

在探究得出原因之后,实验室的气氛达到了高潮。而学生在感叹之余,也意识到了实验过程中每一个操作规范都需要认真对待。这样的认识,不正是实验教学所追求的吗?

结 语

综上所述,在高中化学实验教学中,教师的视野要从实验本身拓展到学生在面对实验、思考实验、完成实验、再思考实验的过程中,这些过程就是学生亲身体验的过程,也是学生思维高度活跃的过程。这个过程中,教师关注细节并挖掘细节的力量,可以让其成为教学契机。事实证明,这种教学契机所发挥的作用,要远比传统的低动机、讲授式,或被动完成式的实验教学好得多。

[1]余加俊.高中化学实验教学的有效策略分析[J].教育,2016,(12):217.

[2]张林萍.高中化学教学中培养学生反思能力的实践研究[J].化学教与学,2013,(7):15-17.

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