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加强化学实验创新  提高学生科学素养

(2012-06-17 14:44:48)
标签:

杂谈

分类: 课题研究
加强化学实验创新  提高学生科学素养
苍南中学 杨道想
摘 要:化学是一门以实验为基础的自然科学。但在新一轮课程改革的化学教学中,一些化学教师忽视实验教学的潜在功能,对化学实验教学可以提高学生科学素养的认识不足。为强调在化学教学中应充分发挥实验教学的功能,本文着重从转变实验教学观念、化学实验装置的改进与拓展、加大实验训练力度以及STSE在实验中的应用等四个方面加以论述。
关键词:实验教学功能 化学科学素养 创新能力
 
实验是化学学科赖以产生和发展的基础,是化学教学中实施素质教育、培养学生化学科学素养的重要载体和主要阵地。当前有部分化学教师忽视实验教学的潜在功能,对化学实验教学可以提高学生科学素养缺乏足够的认识,存在“重理论轻实验,重结论轻过程,就实验讲实验”的现象,不利于学生化学科学素养的提高,也不利于教师学科素养的进一步提升。因此,在中学化学实验教学中应转变实验教学观念,发挥化学实验教学的功能优势,捕捉教学契机,这对于提高学生的化学科学素养十分必要。
一、转变实验教学观念,加强对化学教材实验的改革与归类研究
传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程。因此,学生只是机械地接受知识,这不利于学生掌握科学的研究方法,同时也制约了化学教师学科素养的进一步提升。所以,化学教师应转变实验教学观念,建立以实验教学为基础的化学教学观,充分挖掘化学实验的潜在潜能,为落实新课程教学理念创造条件,营造—个良好的化学实验教学环境。
首先,通读整套苏教版化学教材,全面了解编者意图,并结合学校实际,对每册教材的实验进行研究。如,验证性实验模式缺乏对学生独立思考能力、丰富想象力、独立动手实践能力、创新意识及创造能力的培养,不利于学生科学素养的提高。因此,我们要发挥实验能激发学习兴趣和培养观察能力的功能,引导学生掌握科学的研究方法。例如,将金属钠与水反应的实验改为学生探索性实验,不仅教会学生对实验现象进行正确地观察和描述:钠浮在水面上,熔成小球,小球不停地在水面上转动,发出“嘶嘶”响声,有水雾及气体生成,反应后溶液能使酚酞试液变红等,而且要能得出结论:钠能与水反应产生气体,同时生成氢氧化钠。更重要的是还要启发学生思考,因为实验中学生肯定已发现一些“特殊”现象:钠是金属,为什么不沉入水底?又为什么能熔成小球?学生对此疑惑不解,而且十分迫切想知道是什么气体。这时学生处于认知冲突和迫切需要知道“为什么”的心理状态,产生较强的情感震憾。学生的认知需要被唤起,探究动机被激发,产生了进一步学习的兴趣,同时学习能力无意中得到提高,自然就有利于教学目标的顺利达成。
其次,通过整合教材实验,落实学生分组实验教学。对于高一、高二(上)年级,要整合教材实验,列出部分专题。为克服因实验场所不够而无法落实的弊端,一是改“活动与探究”类实验为“演示实验”,二是整合部分“活动与探究”类实验为“分组实验”,让学生多动手、勤动手,将实验基本操作作为高初中衔接的重点,帮助学生形成良好的观察品质并能合理地解释实验现象以获得相应的实验结论。创新实验测试或实验考查的形式,在考查的标准中制定一些鼓励性的条目,如“能够观察到实验的异常现象”、“能够解释实验的异常现象”、“能够发现实验成功的某些具体措施”、“能够提出完成实验的其他实验方案”等,通过测试与考查,使学生在巩固已有知识基础上提高观察兴趣,优化观察品质。
再次,在高二(下)、高三年级,要多开设一些实验习题课,让学生到实验室动手操作,培养学生动手操作的能力。对于较为复杂的实验可以要求学生以探索性实验的方式完成。所要研究的问题,如实验条件的确定及其原因、实验装置的选择及其依据、药品加入顺序和实验操作顺序对实验有无影响及其影响结果,以及对所验证的实验或所设计的实验方案进行诊断,分析是否存在有失严谨、可以改进的地方等等。学生形成了这种研究性的实验习惯后,就会在实验过程中自主地发现问题并最终解决问题,从而达到提高学科素养的目的。
二、改进实验装置,拓展实验内容,培养学生创新思维能力
实验装置是化学实验的客观载体,也是提高学生科学素养的重要媒体。引导学生认识到实验装置改进的必要性并最终可以对实验装置提出自己的改进设想(有时也可以让学生拓展),对培养学生的创新思维能力有较大的帮助。因此,在化学实验教学中应充分注意对实验装置的改进。教师必须明确改进实验装置的意图:首先使现象更明显。化学实验只有具有鲜明的现象,才能起到其应有的作用。因此,进行化学实验特别是演示实验时,首先追求的一项指标就是直观教学,即要求现象鲜明,除了选用大容积的仪器、实物投影或进行背景、空白对照等手段外,改进实验装置不乏为一种重要途径。其次使实验更客观。实验的客观性是相对实验的理想化模式而言的。中学化学实验中的理想化处理大部分是合理的,是与教育对象心理特征相适应的。但是,随着学生年龄的增长,特别是进入高中后,如果完全忽略实验的客观性,一味地把实验内容的实际问题理想化,将对学生思维的细节刻划、充实校正等品质的形成产生负面影响,限制了他们创造思维品质的良性发展,在学生创造思维的细节性上留下缺憾。如在氯气的实验室制法实验中,当分析了制得的氯气中可能含有杂质气体水蒸气和氯化氢气体后,基于学生的接受能力和掌握知识的需要,特别是为了增强实验的客观性,可引导学生继续思考:怎样重新设计实验除去杂质气体制得干燥纯净的氯气?在此实验设计中,净化、干燥装置是学生在初中已经了解的,而有毒气体封闭式的收集和防止污染的吸收装置,则是学生在高中阶段必须掌握的。通过这种实验设计,学生不仅能动地掌握了氯气的实验室制法,而且可以有效地掌握新知识,找到新旧知识之间的区别与联系,更重要的是在实验的参与过程中训练了思维,并接受了学科思想和环境意识的熏陶。再次使结论更严谨。化学实验是化学重要理论、概念及元素化合物知识的感性认识基础,其所得出的结论是否严谨,不仅直接影响学生对这些重要理论、概念及知识的理解与掌握,而且还将对学生学科素质的完善和科学素养的提高产生重要的影响。因此,由化学实验所得出的结论更为严谨,这也是化学实验教学的重要目的。改进实验装置可以在这方面发挥积极的作用。
三、加大实验训练力度,在探索性实验中培养学生的创新能力
化学实验包括验证性实验和探索性实验两大类。目前,苏教版教材中设计的实验大多属于课内完成的验证性实验或简单的探索性实验。随着教学的深入,学生具有一定的化学知识和实验技能后,原来的照方抓药、按部就班式的验证性实验就显得过于机械呆板,这类实验虽能提高学生的实验操作熟练程度,但对培养学生的创造能力就显得后劲不足,具有很大的局限性。为此,我们要将全套教材的实验进行系统整合,提出分组实验的计划,使探索性实验的比重尽可能高于验证性实验,使学生在探索性实验中培养创新能力。
探索性实验是指探索研究对象的未知性质,了解它具有怎样的组成,有哪些属性和变化特征以及与其他对象和现象的联系等的实验。它是通过“问题→实验→科学抽象→结论→应用”这样一个过程来体现的。经过我们整合后的探索性实验,是培养学生创造力的良好素材。只要我们教师把握好教学时机和契机,教学时注意启发引导,发挥学生的主体性和能动性,对学生创造力和创新能力的培养是大有裨益的。实验习题就是其中很好的探索性实验题材,应引起我们的广泛关注。
四、利用STSE在实验中的应用,可以提高学生分析问题和解决问题的能力
开设STS活动课。一是开设以培养学生动手能力和创新能力为主的活动课系列。一是定期开展小制作、小实验、小创新、小发明以及实验操作活动,二是引导学生进行一系列实践操作,如制作音乐电池、安装气体发生装置、测定校内喷水池的pH等。二是开设以培养学生应用知识解决实际问题为主的活动课系列。如举办“生活中的化学知识竞赛”,“化学与食品药品安全知识竞赛”等。三是开设以增长学生见识、扩大学生视野的科技讲座。如:新兴能源,新型材料,纳米技术在CPU中的应用等。四是开设以培养学生初步的科学研究能力的STS报告(研究性学习)和科技小论文系列。
开展涉及环境污染的社会实践活动。一是开设“白色污染”环保调研活动系列。我县县城是塑编之乡,生产塑料、使用塑料导致环境污染的现象比比皆是,让学生利用研究性学习开展调研是十分必要的。二是开设“横阳支江”水质检测活动系列,如利用我校处于县城,便于与环保部门联系的优势,请县环保局专业技术人员给学生开设讲座,引导学生开展研究性学习活动,对提高学生科学素养很有帮助。三是参观“塑编厂和电动车厂”的社会实践。如组织学生到工厂内进行调查、访问,参观其生产流程,让学生在调查、访问和参观中发现问题,及时请教专业技术人员或换血老师使学生切身体会到大气污染、水污染、噪声污染、固体废物污染、白色污染等一级污染和电动车带来的二级污染给人们带来的危害,并组织学生讨论,探索怎样控制、消除这些污染。所有这些知识和能力的形成是对课堂教学最大的补充,不容忽视,应引起我们广大化学教师的高度重视。
总之,在中学化学实验教学中,教师应转变教学观念,积极开发实验教学潜能。要让学生“动”起来:眼动、手动、口动、脑动,强化学生的主体地位和主观能动作用,真正让学生学学得主动、做得轻松,不断提高学生的化学科学素养,更好地适应社会发展的需要。
 

                                                                                 2012年5月23日

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