化学是一门以实验为基础的自然科学。在化学教学中,无论是化学概念、化学理论,还是元素化合物知识,都需要通过化学实验创设各种情境,一切从实验所提供的化学事实和数据出发,这是化学学科教学的最大特点。
近年来,提高化学实验教学质量越来越受到人们的重视,尤其是职中学校,面临的是即将走入社会各个岗位的学生,重视化学实验、培养学生实践能力和动手操作能力,显得尤为重要。
但实验教学在一些职中学校仍然是化学教育中薄弱的一环,在具备必需的实验设备和条件之后,提高化学实验教学质量的关键在于--强化实验教学中的思维训练。那么怎样在实验教学中展开思维训练呢?
一般来讲,围绕实验的三个主体内容:实验原理、实验装置、操作步骤来引导学生展开思维活动。教师应当在具体的化学实验教学过程中引导学生围绕对上述三个主题内容的探索、理解和辨析,自始至终渗透着思维训练活动。
首先,是实验原理的思维训练。“实验原理”即反应原理,指的是每个具体的化学实验反映了或说明了或推断了什么样的物质发生什么样的变化,可以围绕如下的角度引发学生思考:
1.变化实质──什么化学物质(有时还应进一步分析为什么要选用这些物质)发生了什么变化?变化是属何种类型的变化?得到什么结果?为何会得到此结果?例如,用长玻璃管向事先撒好过氧化钠的脱脂棉上吹气,棉花爆燃。由此实验现象和已有知识分析,可能是什么物质发生了什么化学反应?反应中的能量变化是怎样的?
2.定量关系──反应物之间采用怎样的物质的量(或质量、或体积、或微粒数目)的关系?为什么要采取此种定量或过量关系?例如,中和热测定实验中为什么要分别量取50ml0.5mol?L-1的盐酸溶液和50ml0.55mol?L-1的氢氧化钠溶液,氢氧化钠为什么要过量?
3.反应条件──实验时应选择什么样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件?为何要选择这样的条件?例如,实验室制乙烯为什么温度要控制在170℃?
其次,是实验装置的思维训练。“实验装置”指的是为了达到某个具体实验的目的,应当选用何种仪器、设备,采用何种组合、联接方式。可以围绕如下角度引发学生思考:
1.仪器选用──根据实验原理,对特定的反应物或生成物,应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲(安全)的仪器?为什么选用这些仪器更适宜?例如,根据实验室制取Cl2气体的原理,考虑为什么要采用课本中的气体发生装置-“固液反应需要加热”的气体发生装置。这样制备出来的气体可能含有那些杂质,应用什么装置出去?根据氯气的性质采用什么收集装置,什么尾气处理装置。
2.配套组合──根据实验需要,选用的仪器之间,大小、规格应怎样协调、搭配?如果不这样组合会出现什么弊端?能否作某种调换或替代?
3.连接顺序──为达到良好效果,选用的仪器应采取什么样的连接顺序和拆除顺序?为什么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不良后果?例如,气体除杂时,用于除去水蒸气的浓硫酸洗气瓶为什么要放在最后?
再次,是操作步骤的思维训练。“操作步骤”指的是根据具体的实验目的和仪器进行实验操作的活动,可以围绕如下角度引发学生思考:
1.操作步骤──为达某一实验目的,应当经过哪些操作步骤?这些步骤先后顺序如何确定?为什么要经过这些步骤?为什么要安排这种顺序?省略或调动某些步骤会有什么影响?例如,除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-几种离子时为什么除SO42-一定要在除Ca2+前面。
2.注意事项──实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么?原因何在?例如,实验室制备反应需加热且可用排水法收集的气体时,实验结束后为什么要先撤导管后撤酒精灯?
3.安全措施──实验过程可能会出现什么不安全的事故?如何防范?万一出现事故应如何处置?依据何在?例如,实验室中金属钠着火应该怎样处理,用干粉灭火器为什么不行?
在具体的教学中还要灵活把握不一定面面俱到,对于某一化学实验活动只需从教学内容和学生水准的实际出发,抓住某些侧重点展开思维训练,引导学生从某些典型的实验探索入手,上升到一般性、规律性的认识,逐步提高学生思维品质的层次就可以了。
总之,在化学教学中,应充分发挥学生的主动性,避免教师的“定向思维”给学生接受知识造成负面影响,培养他们的发散思维,引导学生独立列举相关范例或教师改变条件,转换题型。这种让学生主动参与的讲评,可以使学生变被动接受为主动学习,养成认真思考的思维习惯,同时可以使他们体味到成功的喜悦,增强自信心。启发性不但体现在知识的讲授中,而且也体现在考试后的讲评中。
同时,启发要适时、适度,要从多层次、多角度进行。对一道试题,教师要善于通过层层启发,使问题不断得到分解或转化,尽可能使不同层次的学生都能得到最大程度的发挥,或启发学生从不同的角度观察、联想、思考、探索解决问题的途径。使学生参与解决问题的过程,成为问题的探讨者。使学生在和教师的互动中轻松掌握知识、方法和技能。
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