彭萍江西省莲花县莲花中学
化学实验教学的重要性有:一方面可以激发学生学习化学的兴趣,提高学习化学的热情。调查显示,高达95%的学生喜欢化学实验,作为老师的我在做实验时都觉得很有意思,并能从中感受到快乐。另一方面化学实验教学不但可以帮助学生建立化学概念和巩固化学知识,而且通过教师适时引导,可以培养学生观察能力、探究能力以及创新思维能力。
化学实验设计分为三类:探究性、验证性、应用性。高中化学新课程,强调“过程与方法”,要求学生了解知识的产生过程,学习如何发现问题、解决问题、体验探究过程,提高探究能力。所以教科书在编写时,精心设计了大量的探究性实验,鼓励学生通过实验学习化学知识与技能,掌握科学研究的方法。
本人在新课程理念的指导下,在教学实践过程中除了重视并利用教材上宝贵的探究实验资源外,还怀着浓厚的兴趣与满腔的热情积极开发了一些探究性实验,让学生通过亲身经历和体验探究活动,从中获得知识,同时形成初步的探究能力。
以下是本人在化学必修1、必修2教学中积极开发的一些探究性实验的部分案例,供大家探讨。
一利用生成性资源开发探究性实验
[案例1]在氢氧化亚铁制备实验中,如何对实验重新设计,从而防止氢氧化亚铁被氧化。
学生们以2人为一组进行探究性实验:向新制的FeSO4溶液中加入NaOH溶液,先生成的白色沉淀迅速被空气中的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)3沉淀。
第一,学生通过观察现象提出如下问题:①为什么得不到稳定的白色沉淀?②O2是从哪里来的?从而产生第一个探究性问题:如何避免O2的干扰。
第二,学生讨论后认为应从以下几个方面分析问题:①FeSO4溶液中有O2;②NaOH溶液中有O2;③在滴加溶液时带入了O2;④试管中溶液上层与空气接触而溶有O2。
为了提示学生解决问题,老师此时展示一种陌生的实验仪器长胶头滴管,由学生自己讨论它对于我们解决问题是否有帮助。
第三,学生讨论后认为应从以下几个方面去解决问题:①配制溶液时应选用煮沸过的蒸馏水;②在试管里溶液的上层加一层煤油(石蜡油)进行液封;③用长胶头滴管代替短胶头滴管,尖嘴伸入FeSO4溶液中再挤出NaOH溶液;④溶液要现配现用。
第四,实验验证:由学生自己设计实验步骤:①取配好的FeSO4溶液约3ml于洁净的试管中,在上层滴入约2ml的煤油;②用长胶头滴管吸取配好的NaOH溶液,伸入到FeSO4溶液中再挤出一部分NaOH溶液,结果同学们确实成功制得了Fe(OH)2白色沉淀。
第五,思考与交流:这是不是制备Fe(OH)2的唯一方法?从而产生第二个探究性问题。此时,老师可作适当的提示与指导运用所学的知识,不用胶头滴管,而是向FeSO4溶液中加入一种金属,也可以成功。
第六,学生讨论后觉得实验要成功首先要分析如下问题:①Na加进去会不会导致煤油与H2的燃烧或出现爆炸;②Na的大小处理;③煤油的用量问题。
第七,讨论后解决问题的方案是:①Na在煤油层中一会儿上浮、一会儿下沉使反应放出的热量及时散发了,应该不会引起生成的H2和煤油的燃烧,实验应该安全;②由于是在试管中进行,选的Na要小一点(绿豆大小);③为了好散热,煤油的用量不宜太少,用量3~4ml。
第八,实验验证:学生设计的实验步骤是:①取刚配好的FeSO4约3ml上层加入约3~4ml的煤油;②取绿豆大小的钠,加入至试管中。由一个学生口头描述实验现象:钠在煤油中慢慢下沉,与硫酸亚铁溶液一接触就放出大量的气泡,随后迅速上浮,脱离硫酸亚铁溶液进入煤油层,溶液中产生气泡的同时,有白色絮状沉淀产生并徐徐下沉。然后金属钠又下沉到溶液中再发生反应,又产生了一些白色沉淀,这种现象不断重复直到金属钠反应完毕。此时老师追问到:整个过程中你发现钠熔化成一个闪亮的小球没有?该学生回答说:没有看到钠熔化。此时大家也都明白了自己的分析是正确的,实验确实安全。
课后,学生们告诉我制备Fe(OH)2实验太有趣了。由此可以看出,学生对实验兴趣浓厚并十分投入,同时学生在提出问题、分析问题、解决问题三项能力——即探究能力得到了很大的提高,除巩固了所学的知识,还体会到了研究科学的基本方法。针对制备Fe(OH)2的方法,老师提示学生还可查阅资料或从实验习题中收集各种不同的方法加以研究,来提高自己的探究能力。
二设计对比实验使抽象的概念和理论形象化
[案例2]如何使学生深刻理解物质的量、浓度的概念。物质的量、浓度表示溶液的组成是高中化学中的一个核心知识,贯穿于整个高中化学。怎样将枯燥、抽象的概念学习变得生动、易懂,是所有高中化学教师必须思考的问题。我对此重点内容是这样处理的:(1)老师提出探究性问题:实验室急需一份100ml含氯化钠0.1mol的溶液。(2)学生分析问题:①称量NaCl的质量为5.85g;②关键是如何配成100ml溶液。(3)讨论后设计实验解决问题:方案①用量筒量取100ml蒸馏水,倒入烧杯中,再溶解NaCl固体粉末;方案②直接通过烧杯的刻度,先在烧杯中溶解NaCl固体粉末,然后加蒸馏水至刻度。(4)学生评价方案:方案①两种物质混合后,其溶液体积就大于100ml了;方案②烧杯的直径大,误差也大,不够精确。(5)讨论后重新设计实验解决问题:方案③选用口径较小的100ml的容量瓶,按课本上的示范进行操作。
在学生按照课本上的操作配好溶液后,提出当把溶液转移到试剂瓶中后如何写标签引发学生的思考,从而顺利引出一种新的计量溶液的浓度的方式——物质的量浓度,再经过老师详细的讲解和2道习题的巩固,学生就能深刻的理解该概念了。
在开展探究性实验方面我做了许多努力,还有一些案例我就不一一列举了。开展探究性实验,培养学生的探究能力是一个漫长的过程,只要老师在教学时,时刻抓住契机、关注培养,相信学生的探究能力可以得到很大的提高。