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創(chuàng)設(shè)問題情境優(yōu)化實驗教學(xué)
隨著素質(zhì)教育的不斷深化,對實驗教學(xué)的要求也越來越高,但是,在如今的實驗教學(xué)中,仍存在著一些明顯的不足,使實驗教學(xué)功能得不到充分的發(fā)揮,主要表現(xiàn)有:只注重實驗的數(shù)量,不注重實驗過程的質(zhì)量;只重視獲得實驗結(jié)論,不重視展示實驗過程;只重視實驗的操作或演示,忽視實驗過程的問題設(shè)置;學(xué)生實驗只注意對學(xué)生動手能力的訓(xùn)練,不注意對學(xué)生實驗習(xí)慣的訓(xùn)練,照方抓藥的驗證性實驗多,探索、設(shè)計性實驗少,不重視思維能力的培養(yǎng)等。
實驗教學(xué)中由于存在上述問題,長此以往,操作機械、內(nèi)容單調(diào)無新意,使多數(shù)學(xué)生感到“實驗只是看看有味,做做有趣”,領(lǐng)悟不到實驗教學(xué)對化學(xué)學(xué)習(xí)所起的特有功能,在教學(xué)中我們只是憑著化學(xué)實驗本身具有的生動、直觀、形象、鮮明的特點,自然地去激發(fā)和滿足學(xué)生的知覺好奇,而忽視了更深層次的思維動機的激發(fā)和強化。因此,化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)以實驗為載體展開過程,以問題為線索,力求實驗與思維有機結(jié)合,層層遞進,使學(xué)生始終處于不斷探索的情境之中,這樣既優(yōu)化了實驗教學(xué)的過程,展現(xiàn)了化學(xué)自身的魅力,又符合素質(zhì)教育對化學(xué)教學(xué)的要求。
實踐證明,重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和思維動機的激發(fā)是優(yōu)化實驗教學(xué)的一條有效途徑。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境,展現(xiàn)實驗的設(shè)計思想
對于課本上大量的演示實驗和學(xué)生實驗,我們不能采取簡單的“拿來主義”,照方抓藥,機械操作,而應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)問題情境,如:“應(yīng)該怎樣設(shè)計?”“為什么要這樣設(shè)計?”“換一種方法能不能做?”等,有意識地創(chuàng)造一種探索的氛圍,盡量展現(xiàn)實驗的過程,使之成為師生共同參與的“亞研究”過程,以此來滲透化學(xué)思想,啟迪學(xué)生運用科學(xué)的研究方法對待化學(xué)實驗。例如,氣體的制備實驗,在學(xué)完氧氣和氫氣的實驗室制法之后,實驗室制取二氧化碳氣體的設(shè)計過程就可由學(xué)生自己來完成。我們可提出如下問題,引導(dǎo)學(xué)生思考。
問題1:要設(shè)計一個制備氣體的實驗,你要考慮哪些方面?
問題2:設(shè)計怎樣的裝置可使實驗操作簡便易行?
問題3:你能否設(shè)計一個隨用隨制的氣體發(fā)生裝置?
這時學(xué)生可能會設(shè)計出各種各樣的方案,然后教師引導(dǎo)學(xué)生進一步考究哪些方案是科學(xué)合理的?哪些是存在缺陷需要改進的?鼓勵學(xué)生開動腦筋大膽設(shè)想,積極主動地參與實驗設(shè)計過程,充分展示實驗的設(shè)計思想。
對于課本上的研究性實驗,我們也應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生去追溯科學(xué)家思考研究的源頭,他們那精巧的設(shè)計,獨到的方法,深刻的分析,都是值得我們繼承和發(fā)揚的。例如,法國化學(xué)家拉瓦錫對研究空氣成分的裝置設(shè)計,英國物理學(xué)家雷利在實驗中不放過幾毫克這么微小的差異,發(fā)現(xiàn)了稀有氣體等,把科學(xué)家的思想融入課堂教學(xué),使學(xué)生從中汲取化學(xué)思想的營養(yǎng)。
二、創(chuàng)設(shè)問題情境,拓展實驗內(nèi)容
化學(xué)變化規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的,但教材為我們提供的實驗方案卻往往著眼于單層次、單側(cè)面的實驗內(nèi)容,因而有著較大的局限性或單調(diào)性。為此,我們有必要對原有的實驗內(nèi)容進行適當?shù)耐卣购脱a充,積極創(chuàng)設(shè)問題情境,盡量讓學(xué)生能從多層次、全方位地去認識化學(xué)原理。例如氯化氫一節(jié),教材為了說明氯化氫極易溶于水而設(shè)計了一個噴泉實驗,由于實驗內(nèi)容單一,很難使學(xué)生對噴泉實驗有一個全面的認識,為了充分展示噴泉實驗的原理,我們可以在上述實驗的基礎(chǔ)上,豐富實驗內(nèi)容,補充了二氧化碳氣體的噴泉實驗,并提出如下問題讓學(xué)生思考。
問題1:二氧化碳是極易溶于水的氣體嗎?為什么也能做出噴泉?
問題2:形成噴泉的原理是什么?
教學(xué)實踐讓明,通過增加這個實驗內(nèi)容就能使學(xué)生對噴泉實驗有一個全面而深刻的認識,不只是停留在表面現(xiàn)象上,不僅知其然,而且知其所以然,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境,優(yōu)化實驗的演示過程
傳統(tǒng)的演示實驗教學(xué)只讓學(xué)生看看表演,先是“教師做、學(xué)生看”,后是“教師講、學(xué)生聽”,而忽視了學(xué)生主體的思維動機的激發(fā),這樣實驗得出的結(jié)論教師認為是“顯然”,可是對學(xué)生來說,有時候卻是“茫然”。因此,有的演示實驗之所以未能起到很好的作用,往往不是演示實驗本身失敗了,而是教師不能為演示過程創(chuàng)設(shè)良好的問題情境所致。如在講氫氧化亞鐵的制取時,一位教師在實驗前事先作了結(jié)論性說明:“FeSO4溶液中滴入NaOH溶液將生成白色的Fe(OH)2沉淀�！笨烧沾瞬僮�,實驗結(jié)果幾乎看不到白色沉淀,而是看到灰綠色沉淀,慢慢變成紅褐色沉淀。這一現(xiàn)象與事先的說明不符合,學(xué)生不以為然。若事先提出如下問題,有意識地引導(dǎo)學(xué)生從側(cè)面思考,就會得到較好的教學(xué)效果。
問題1:實驗室里是如何保存易被氧化藥品的?
問題2:該實驗過程中生成的Fe(OH)2易被氧化,采取怎樣的措施可避免其被氧化?
此時學(xué)生想到鈉、鉀、白磷等容易被氧化的藥品的保存是用液封的原理,所以,可在盛FeSO4溶液的試管中先加入與水不相溶的且比水輕的有機物,如苯、汽油等來隔絕空氣,然后再將滴管伸入液面以下滴加NaOH溶液,這樣得到的白色沉淀現(xiàn)象就十分明顯了,既優(yōu)化了演示實驗過程,又強化了學(xué)生對易被氧化藥品的保存意識。
四、創(chuàng)設(shè)問題情境,加大對實驗的分析力度
化學(xué)實驗的演示不但要演示操作、演示觀察,更要對實驗現(xiàn)象進行深入細致的分析。許多教師急于用實驗現(xiàn)象、實驗事實建立概念與歸納規(guī)律,而忽視了對實驗現(xiàn)象的觀察與結(jié)論的分析,沒有充分拓展實驗現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和現(xiàn)象之間的因果關(guān)系,導(dǎo)致性質(zhì)及規(guī)律的得出較為生硬,實驗教學(xué)效果不理想。
因此,演示實驗完畢后,我們要以實驗現(xiàn)象為依據(jù),創(chuàng)設(shè)問題情境,啟發(fā)學(xué)生學(xué)知識。例如,在講氯氣的化學(xué)性質(zhì)時,教師演示完氯氣分別通過干燥有色布條和濕潤有色布條的實驗后,學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是濕潤的有色布條退色,
而干燥的有色布條卻不退色。此時,教師不要忙于下結(jié)論,而應(yīng)不失時機地利用這一現(xiàn)象,創(chuàng)設(shè)問題情境,加大分析力度,激活學(xué)生的思維。
問題1:濕潤的有色布條退色,這一現(xiàn)象說明哪種物質(zhì)起了關(guān)鍵作用?
問題2:Cl2和H2O兩者同時存在時可使有色布條退色,你能推斷其可能的原因嗎?由此問題情境,引導(dǎo)學(xué)生展開討論、猜測,逐步分析得出Cl2和H2O反應(yīng)這一化學(xué)性質(zhì)。
問題3:真正起漂白作用的是Cl2?還是Cl2與H2O反應(yīng)后的生成物?層層深入,調(diào)動學(xué)生的思維,把學(xué)生由對現(xiàn)象的感性認識逐步引向?qū)Ρ举|(zhì)的理性認識。
五、創(chuàng)設(shè)問題情境,擴大實驗成果
實驗完成之后,不但要引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行分析、總結(jié),并且要對實驗進行恰當?shù)难由?通過創(chuàng)設(shè)問題情境來借題發(fā)揮,促進知識的遷移和運用,進一步完善認知結(jié)構(gòu)。
例如,實驗室制取氯氣的實驗完成后,除了要求學(xué)生掌握整套裝置的安裝順序及注意事項之外,可再設(shè)計如下兩個問題予以延伸。
問題1:這樣制得的氯氣純凈嗎?
問題2:氯氣能與水反應(yīng),能否用水來處理尾氣?
在學(xué)生觀察完教師的演示之后,通過這兩個問題,可再次激起學(xué)生思維的波瀾,克服因滿足于對實驗現(xiàn)象的觀察而表現(xiàn)出的渙散狀態(tài)。再如,Al(OH)3的制取,教材中用了兩個演示實驗說明了Al(OH)3的制取方法和Al(OH)3的兩性,許多教師講到這里都強調(diào)說:“Al(OH)3必須用鋁鹽和弱堿氨水反應(yīng)來制取,不可用強堿�！逼鋵�,這種說法是錯誤的,我們可繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境進行變式實驗加以證明。
問題1:在分別盛有少量Al2(SO4)3溶液的兩支試管中,分別滴入氨水和NaOH溶液,繼續(xù)滴加,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
問題2:在分別盛有少量氨水和NaOH溶液的兩支試管中,分別滴入Al2(SO4)3溶液,繼續(xù)滴加,又將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
這些新的問題激發(fā)了學(xué)生新的熱情和思維,先讓學(xué)生展開討論,對問題進行分析,充分發(fā)表見解,之后再用實驗來驗證,結(jié)果讓學(xué)生大吃一驚,實驗證明:“用鋁鹽和強堿反應(yīng)可以制取Al(OH)3,但要注意試劑的滴加順序�！睘槭裁�?給學(xué)生留下懸念,設(shè)置了探索的源頭,也為后續(xù)學(xué)習(xí)“鹽的水解”埋下了伏線。
總之,不能認為有了實驗就一定會使學(xué)生學(xué)得生動。積極創(chuàng)設(shè)問題情境,優(yōu)化實驗教學(xué)過程,充分喚起學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行分析,并發(fā)展實驗的成果,才是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的根本途徑。
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