“化學實驗是化學科學形成和發展的基礎,是檢驗化學科學知識真理性的標準;它是化學教學中學生獲得化學經驗知識和檢驗化學知識的重要媒介和手段,是提高學生科學素質的重要內容和途徑。“以實驗為基礎開展化學教學已經成為所有化學教師的知識。那麽如何才能充分發揮實驗在化學教學中的作用,使化學實驗教學更加符合教學改革的趨勢,滿足素質教育和創新教育的需要呢?化學實驗只有不斷改進和創新,才能充滿生機和活力,保持其在化學教學中的獨特魅力。
化學實驗創新的方法有很多,教師要學會如何選擇創新點,也就是學會發現創新點在哪裏。筆者有幸體驗了縣第三屆中學化學創新實驗競賽,感觸頗深。現在我就從中取壹二,以饗讀者。
壹,化學創新實驗的特點
中學化學創新實驗的發展方向在哪裏?我認為關鍵是要體現“新”字,與時俱進,不斷創新,高質量地發揮實驗功能。下面我就列舉幾個這次活動中的精彩片段,希望能起到拋磚引玉的作用。
1,改造實驗儀器,讓操作變得簡單易行。
我們習慣於在教學中使用傳統的實驗儀器,雖然會帶來不錯的效果,但往往忽略了儀器的笨拙和使用時的謹慎。這種以經典為權威的思想,往往是教師缺乏創新的癥結所在。事實上,科學的實驗方法應該不斷發現問題,傳統儀器的不足之處無疑為我們提供了實驗創新的課題。
比如在“物質加熱”實驗中,人們已經習慣了用壹個鐵架(帶鐵夾)來拿試管。考慮到鐵架笨重,使用不方便,設計了如圖(1)所示的裝置。改進後的儀器簡單,取材方便,便於攜帶。此外,還有人根據酒精燈使用中的不安全因素,設計了壹種簡易的“安全酒精燈”(見圖1)。
再如,在學習“質量守恒定律”壹節時,用托盤天平稱量氫氧化鈉和硫酸銅溶液反應前後的質量時,由於操作復雜,直觀性不強,可利用浮力原理設計如圖(2)所示的裝置,觀察比較反應前後試管浸入液面的高度(試管有標記)。改進後的實驗操作方便,同時也提高了學生的學習興趣,體現了學科的融合。
2.改造實驗裝置,體現化學反應的“綠色化”。
對於壹個傳統的實驗裝置來說,其可行性是毋庸置疑的,但或多或少存在壹些缺點:比如連接的儀器多,操作不方便;反應時間長不利於教學;產生有毒尾氣,對人體健康有害;等壹下。為了創新和改革實驗,這些都應該加以考慮。
比如在講授“燃燒條件”時,如果紅磷、白磷直接在空氣中燃燒,不僅汙染環境,還會危害健康。如果能創造條件讓實驗在密閉條件下完成,上述缺點就能解決。圖(3)是實驗的“綠色環保”設計。具體方法如下:①擠壓氣泵引入空氣,無明顯現象(說明可燃物雖與氧氣接觸,但溫度未達到燃點不會燃燒);(2)用酒精燈均勻預熱試管,然後聚焦紅磷和白磷中間部分,同時擠壓氣泵(使空氣先通過紅磷,再通過白磷)。此時可觀察到白磷劇烈燃燒,無明顯變化,可證明燃燒條件。該實驗最大的優點是自始至終在密閉條件下完成,有利於環保,象征著綠色化學的要求。
再比如測量空氣中氧氣體積分數的實驗。由於教材提供的實驗裝置氣密性不易控制,氣道中仍有空氣,可做如下改進:在試管中放入足夠的白磷並塞上膠塞,用酒精燈加熱使白磷充分燃燒,待試管冷卻後浸入水中,取出水面下的膠塞, 然後塞上膠塞,稍後取出水面觀察(提前放入5等份試管)這個實驗用的儀器很少,效果很好。
3.針對實驗中潛在的安全隱患設計解決方案。
在壹些實驗中,由於物質的特殊化學性質,往往很難甚至很危險。大部分老師都避而不談,或者只告訴學生原理。眾所周知,這些實驗中有豐富的創新素材,可以很好地培養學生的創造性思維能力。
比如做上壹版(九年級)教材中的面粉爆炸實驗,難度大,危險性高。如果努力克服困難,讓學生在安全、好奇的狀態下完成實驗,不僅可以加深他們對實驗原理的理解,更重要的是可以消除他們對實驗的恐懼,培養壹種科學的“實驗”觀念。圖(4)是改進後的實驗裝置:實驗中用洗耳球吸面粉,點燃蠟燭,蓋上蓋子(不要太緊),然後用力擠壓洗耳球,使面粉充滿整個容器,砰的壹聲掀開蓋子,在壹片歡呼聲中順利完成了教學任務。
4.根據物質的化學性質設計有趣的實驗。
在教學中,可以根據材料化學的特殊性設計壹些有趣的實驗,不僅可以豐富課堂內容,鞏固所學知識,還可以提高學習興趣,激發學生的好奇心。
比如根據二氧化碳既不能燃燒也不能助燃的性質,可以設計壹個有趣的滅火實驗:先收集壹瓶二氧化碳氣體,然後將蘸有酒精的棉條點燃,放入氣體容器中(註意不要將棉條全部放入瓶中),可以觀察到浸入瓶中的部分熄滅,如果將棉條提出來,會恢復燃燒。通過這個簡單的實驗設計,學生的思維火花也在紙上閃耀。
二,對實驗教學的反思
雖然這次活動得到了與會領導和老師的壹致好評,對化學實驗的改革創新起到了很好的倒逼作用,但在實驗中也暴露出壹些問題,如創新探索不夠,有的實驗還偏向於“高、大、長”的發展趨勢……
新課程標準的實驗教學改革在化學課程改革中起著重要的作用。教師的觀念、態度和改革力度將直接影響整個新教材的教學質量和教育效果。教師要認真對待每壹個實驗,啟發和引導學生關註實驗過程,突出學生在實驗教學中的主體地位,努力激發學生的學習興趣和探究熱情,加強實驗教學中對學生學習效果的反饋和評價。