摘要 化学新课程将科学探究作为课程改革的突破口,而化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其它教学手段无法替代的。在新的课程改革中,我们要树立全新的化学实验教学理念,充分发挥实验教学的探究功能,实验教学中要以学生为主体,关注实验探究的过程与方法,促进学生科学素养的发展。本文就化学实验教学新理念,教材中实验内容的重新构建及加强实验教学改革方面作一些初步的探讨,以通过实验教学改变学生的学习方式,激发学习兴趣,培养他们的创新精神和实践能力。
关键词 新课程 化学实验 教学理念 改革
基础教育化学新课程“以提高学生的科学素养为主旨”,并从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度建立了新的化学课程目标体系;“倡导以科学探究为主的多样化的学习方式”;重视学生的“亲身经历和体验”;强调“创设生动而有意义的学习情景”。这些新的课程理念在化学教学中的有效落实,都离不开化学实验。课改中化学新教材的基本思想是以学生的发展为本,以科学探究为突破口,促使全体学生学习持续发展及有个性的发展是教科书设计的出发点,把学生终身学习必备的基础知识、基本技能和科学方法的学习,以及创新精神和实践能力的培养作为教科书设计的重点。而培养学生的科学素养这一新的化学实验教学思想把实验教学的功能提高到一个新的层面。本文就新课改中化学实验教学作一些初步的探讨。
1、树立新的化学实验教学理念
1·1、充分发挥实验教学的探究功能
传统的实验教学中,过分重视实验技能的训练,忽视实验的探究功能和培养学生科学素质方面的作用,只是通过实验,论证某个规律,使实验论为知识灌输的附庸或点缀,因此实验教学也只是“把实验同教学捆绑在一起”,非常呆板地把实验目的、原理、器材、操作步骤和结果一一交代给学生,然后学生按部就班地动手“实验”,根本体会不到自己动手后发现问题并总结出一些实验结论的乐趣,感受不到科学的魅力,这是“应试教育”模式下实验教学的“悲哀”。它挫伤了大多数学生学习的积极性,培养出来的人只能适应社会继承,不能适应社会发展。
化学新课程中把“发展科学探究能力”作为一个重要目标,而“化学实验是进行科学探究的主要方式”,它既是科学探究的构成要素,又是科学探究其它要素在化学教学中得以实施的重要活动载体,因而,化学实验是化学教学中发展学生科学探究能力的一个不可或缺的重要途径,它对于促进学生科学素养目标的实现,具有“其他教学手段无法代替”的特殊重要作用。
例如,对于“水和酒精混合后体积变小”的结论,可以设计出以下3种教学方案:
[教学方案1]教师演示实验:将50mL酒精与50mL水混合,观察实验现象。
[教学方案2]学生实验:将50 mL酒精与50mL水混合,观察实验现象。
[教学方案3]学生探究实验:取几支量筒分别进行下面实验,事先预测结果,并与记录值进行比较。
表1 水与酒精混合后的体积变化
实验操作 体积变化情况
预测结果 测量结果
50mL水与50mL水混合
50mL酒精与50mL酒精混合
50mL酒精与50mL水混合
对比3种教学方案可以看出,进行化学实验的探究化设计,对于发展学生的科学探究能力及促进学生科学素养的发展有着极其重要的意义。
因此,按照现代教育的理念与素质教育的要求,在实验教学中要将“科学探究”摆在与“科学知识”并列的位置,让学生在实验中去经历、感受,领悟科学过程,提高学生科学探究的水平。
1·2、以学生的发展为本
新教材把学生动手实验活动融入到学习内容之中,取消了单独编排学生实验的做法,淡化了学生实验和教师演示实验的界限。在实验教学中,教师应按照学生的认知规律,使学生在和谐、宽松、民主的环境中,自主、合作、创造性地学习和实验,让学生尽可能地动手、动脑、动口,让学生玩够、想够、说够,不要强迫学生去说老师钦定的话,或者重复课本上写出的话,充分体现学生在实验教学中的主体地位。在传统的实验课和新课程理念下的探究型实验课中,师生行为大有不同,见表2。
表2 两种类型实验课中师生行为的对比
传统实验课 探究型实验课
实验前 检查预习情况,再次演示一遍实验,反复强调实验的注意事项 设置问题情境,激发学生实验欲望
实验时 要求学生严格按照实验步骤,注意自己的操作,强调纪律,不许交谈、走动 由学生自主设计实验步骤,学生间可以讨论、交流
实验后 教师作讲评,布置有关该实验的习题 由学生评价、小结,并要求学生查找该实验的后继补充资料
上述两种形式的实验课中师生行为方式的转化的有赖于教师教学观念及教学方式的转变。实验教学中,教师应留给学生足够的自由、空间和时间,让他们去合作、讨论与交流。正如教育家陈鹤琴所说:“凡是儿童能够自己做的,应该让他们自己做,凡是儿童能够自己想的,应该让他们自己去想。”
1·3、关注过程
化学实验的目的,不仅在于获得所谓的“正确”实验结果,更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。只有亲身经历了这样的过程,学生才能对什么是科学,什么是科学实验有较为深刻的理解,才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练,形成科学的态度、情感和价值观。不重视过程的实验等于把生动活泼的化学现象变成了静止的某个预期的“结论”,何况这个“结论”学生从教师的演示实验和书本上早已知道,就像水平很低的侦探小说或者电影那样,没有悬念,引不起学生的积极思维,没有发现的快乐,感受不到科学的魅力。同时由于结论和书本所述的或理论所推测所预期的完全一致,教师无须为解释或探讨学生在实验过程中所发现的或未曾预料的化学现象进行思考,因而失去了许多了解或理解化学的机会。
例如,关于分子不断运动的活动与探究,首先做一个氨水使酚酞试液变红的实验,作为知识铺垫,然后试验分别盛有浓氨水和酚酞试液的两个烧杯放在一个密闭的空间里,会不会发生变化,并探究其原因——分子是不断运动的。让学生体验科学实验和科学探究的过程与方法,同时也培养了学生的科学态度。
2、新教材中化学实验内容的重新构建
2·1、实验内容的扩展及呈现方式的多样化。义务教育人教版九年级化学实验教科书上、下两册除了配合课本内容的实验外,还安排了活动与探究、调查与研究、家庭小实验等活动内容(见表3)。
表3 九年级化学教科书(人教版)活动内容统计
内 容 次数
上册 下册
活动与探究 11 12
调查与研究 4 8
家庭小实验 4 6
这些内容的设置,既激发学生的学习兴趣,拓展知识视野,又能产生强烈的求知欲,让学生主动去探索、去想象。除此之外,教科书还安排了一些实验习题,如教科书第40页习题4第2小题,请同学们利用所给仪器、药品及其他必要物品自己设计:(1)寻找新的催化剂,(2)制取氧气,(3)试验氧气性质的实验方案,提交老师审阅,征得老师同意,进入实验室,旨在培养学生创新精神和实践能力。
义务教育上教版化学实验教科书从实验基本操作、物质性质、物质制备、化学知识的应用等四个方面设计了80多条活动与探究的实验。这些实验都是从自然和生活现象,身边常见的物质引入问题,通过探究寻找规律,帮助学生了解它们对人类生活的影响,体会科学进步对提高人类生活质量所做出的巨大贡献,增强学生对化学的好奇心和探究的欲望。
2·2、实验与生活实际紧密联系
新教材除了大力加强实验在全书中所占的比重以外,还大力改革实验内容,使实验生活化、简单化和微型化,以适应21世纪绿色化学的发展要求。例如,自制酸碱指示剂,要求学生取几种植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜、胡萝卜等)制取酸碱指示剂,并试验它们在食醋、石灰水、盐酸和氢氧化钠溶液中的颜色变化。这个实验既应用了所学知识——酸碱指示剂与酸或碱起作用显示不同的颜色,又紧密结合学生的生活实际,使学生感到化学知识是有用的,是和他们的生活紧密相联的。某些家庭小实验如利用饮料瓶、纱布、沙石等自制简易净水器,淬火和回火,清洗餐具,制作叶脉书签,保鲜膜保鲜能力测试等内容都贴近社会和学生的生活实际,使学生感到亲切,就像一块光彩的磁石极大地吸引着学生的实验兴趣和创新欲望,教师应因势利导,积极组织做好这些实验。
化学知识应用于实践,是化学实验教学的最终目的。知识的应用不仅是学习教材要求做的实验,而且更重要的是紧密联系实际,解决日常生活中的一些实际问题。上教版新教材精心编排了许多如帮助人类战胜疾病与营养保健、解决人类的粮食危机、治理日趋严重的环境污染、开发新能源等当今世界关注的热点问题的有关探究实验。例如,为了研究蛋白质的性质,新教材安排了以下探究实验:
(1)取两支盛有蛋白质的试管,分别加入蒸馏水及饱和硫酸钠溶液。
(2)取3支试管,各装入3mL的鸡蛋白溶液,一支加热,一支加入少量乙酸铅溶液,另一支加几滴浓硝酸溶液后微热。
(3)用两把镊子分别夹一小块凝固的蛋白质与一根头发或一根棉纱线,在酒精灯上灼烧,闻其气味。
通过以上探究实验,学生不难得出蛋白质的性质以及日常生活如烹调、食用蛋白质食品时应注意些什么。此外,教材还安排了酸雨的形成、水体污染的预防、固体废弃物——“放错地方的资源”、垃圾回收等全球性问题的探究实验。让学生知道化学就在我们身边,化学与当今社会生活、实际生产密切相关,从而激发学生去努力探询,用知识、智慧和行动保护环境的责任心和光荣感。
3、加强实验教学改革
3·1、充分调动学生积极性,让学生参与实验
教学中,凡是学生能做的实验,教师都应积极地让学生动手去做,充分调动他们的积极性。让他们自己提出问题,进行大胆的猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。学生自己找出实验原理,设计和讨论实验方案,选取实验器材。在实验过程中,教师主要起引导作用,不仅仅是给学生提供仪器,还应检验学生实验方案的可行性,对学生实验方案中较大的涉及安全的错误进行纠正,对学生合理的建议及新颖的实验方案给予肯定和支持,尽可能提供学生实验方案中所需的仪器并指导使用。对学生实验方案中有错误但不涉及安全的问题,教师也可提供仪器让学生去实验。学生通过教师的帮助,查找原因,解决问题,提高自身分析问题、解决问题的能力。实验完毕,教师指导学生完成实验报告,指导学生从以下方面进行自我评定:①对自己实验过程和结果的评估;②分析实验中出现的问题及其原因;③在以后的实验中要进行哪些改进。最后教师评定实验结果。在实验过程中,学生参与了问题的提出、猜想与假设、制定计划、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估、交流与合作,不仅学习了化学知识,而且体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
3·2、开放实验室
化学新课程标准要求学生以实验室的活动为手段,自己去设计实验,选择仪器,进行实验探究活动,总结规律,得出结论,并允许学生到实验室补做或复习尚未熟练的实验内容。在开齐课本实验的前提下,开放实验室,让学生有机会进行家庭小实验和课外实验,放手让学生去设计、动手操作实验,观察、记录现象,并查阅资料、分析实验,培养学生的创新精神和实践能力。因此,教师要充分发挥实验室在培养学生创新精神和实践能力方面的作用,让学生带着自己的问题运用实验加以解决,培养实验能力。向学生开放实验室,充分发挥实验室资源的效益。
同时,教师要根据实验教学和仪器设备的现状,因陋就简,充分利用日常生活中的廉价器具、材料或废弃物,制成简易的实验仪器,或替代实验用的化学药品,这样有助于解决实验仪器、药品的短缺问题,弥补实验经费的不足,丰富教学资源,又能增强学生的节约和环保意识。例如,用贝壳或鸡蛋壳代替碳酸钙,用食用碱代替碳酸钠,用废弃小药瓶做反应容器等。
当然,基础教育课程改革和新课程标准的实施任重道远,我们广大教师要更新教育理念,以创新的精神投入到实验教学中,充分发挥实验教学的作用,让学生通过实验能够有效地改变自己的学习方式,从而培养他们的创新精神和实践能力。
参考文献:
1.中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准(实验稿).北京:北京师范大学出版社,2001
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4.郑长龙着.初中化学新课程教学法.长春:东北师范大学出版社,2004
5.吴俊明主编.新课程理念与初中化学课程改革.长春:东北师范大学出版社,200
来源：教育第三方