關于新課程下的高中化學實驗教學
王紅麗
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一。實驗能為化學學習提供必要的感性材料,有利于學生理解化學概念和原理,形成科學的思想和觀念;能為學生提供練習和實踐的機會,有助于培養學生的觀察能力和思維能力,提高實驗操作技能;能激發學生學習化學的愛好,增強學習動機,調動其學習積極性;能幫助學生理解、把握、應用、檢驗和鞏固有關的知識、技能,繼續前人積累的最基本的經驗,形成自己的體驗,是培養學生運用化學解決問題能力的主要途徑。
一、新課程下對高中化學實驗“新定位”
我國的化學教育,近 20年來在加強實驗教學方面做了大量工作,也取得顯著成績,但從充分發揮并落實化學實驗和實驗教學的功能、體現化學實驗的重要性來說,仍然處于相當薄弱的地位。實驗教學本身存在一些未解決的問題和實驗資源、教學時間、班級規模等各種制約因素,使人們對實驗的熟悉以及化學實驗教學受到理論和實踐等多方面沖擊,嚴重影響了中學化學教學的質量。高中化學新課程改革極為重視實驗教學,將化學實驗提高到一個全新高度,實驗在地位、功能、內容以及教與學的方式等方面,都發生了較大變化。
1. 化學實驗是實現高中化學課程目標的重要途徑
“只重視傳授化學知識和技術的教學是片面的化學教育。全面的化學教育要求化學教學既要傳授化學知識與技術,更應訓練科學的方法和思維,還應培養科學精神和品德”,高中化學新課程改革正體現了這一現代化學教育發展的思想,從“知識與技能”、“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”三個維度設置課程目標。實驗對于實現高中化學課程目標具有不可替代作用,學生在設計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現象、進行數據處理、獲得實驗結論過程中,不僅能獲取知識、技能和方法,提高探究能力,還能形成良好的情感、態度和價值觀。作為目標的化學實驗主要由實驗知識與技能、實驗探究能力和實驗情感態度與價值觀三方面構成。實驗知識目標主要包括化學實驗事實、有關化學實驗儀器和藥品方面的知識、化學實驗安全知識等,實驗技能目標是指基本操作技能、儀器和藥品的選擇和綜合運用技能等三個方面;實驗探究能力是指學生在化學教學中運用實驗來探究化學物質及其變化的本質和規律的一種能力,主要包括發現和提出實驗問題能力、猜想與假設能力、實驗設計能力、控制實驗條件能力、收集證據能力、得出結論能力、反思與評價、討論與交流能力;實驗情感、態度與價值觀目標非常豐富,主要是熟悉實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用、體驗化學實驗探究活動的樂趣、實事求是完成實驗、節約藥品、愛護環境、化學素養的形成等。
2. 化學實驗是高中化學課程不可缺少的組成部分
中學化學教學中有大量的化學實驗內容,除了完整的學生實驗課,在元素化合物知識教學、概念理論教學、化學用語教學和化學計算等新授課中,以及各種類型的復習課和練習課中,都會出現化學實驗。實驗是高中化學課程的重要組成部分,不論是必修課程還是選修課程,都將化學實驗作為學生獲取知識、發展能力的重要途徑,通過實驗幫助學生更好地領悟化學知識、體驗科學探究的過程,培養學生在實驗情境中運用科學方法解決問題的能力。 3. 化學實驗是化學教學中科學探究的主要形式
美國科學標準認為,探究是科學家用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種途徑,也指學生用以獲取知識、理解科學的思想觀念、領悟科學家研究自然界所用的方法而進行的各種活動。高中化學新課程倡導以科學探究為主的多樣化學習方式,化學教學中的科學探究主要有實驗探究和調查討論兩種形式。所謂實驗探究是通過實驗來進行的一種探究活動,它以科學證據為基礎,針對特定的問題,是一種融合邏輯和想象、綜合運用化學科學知識與化學實驗技能、科學過程與科學方法而展開的活動,是科學探究在化學實驗教學中的具體化,是在化學實驗教學中落實科學素養目標的重要途徑,也是以實驗為基礎的化學教學觀的具體體現。
4. 化學實驗創造了一種獨特的學習情境
建構主義學習理論認為學習是一個積極、主動、協作、交互的過程,是學習者在具體的問題情境中、在個人經驗基礎上創建思想、解決有意義問題的過程。學習使用一種工具,不僅要了解相關的概念和規則,更重要的是要把握使用工具的場合和條件。研究表明,在日常情境中,許多學生在利用從正式學習中獲得的知識和技能時常碰到問題,其原因是,源于正式學習的經驗通常是脫離情境的。化學實驗作為一種非凡的學習環境,為學生創設了有意義的學習情境。實驗提供了師生、生生等多種交流合作的機會,能讓學生在較為輕松、活潑的氛圍中理解、探究化學現象,建構對化學科學知識的理解,有利于形成良好的人際關系和積極的學習態度,促進學生科學認知的發展,在班級學習的共同體中創建自己的科學觀念。
二、新課程下對高中化學實驗教學的“新涵義”
以實驗為基礎是實驗探究教學的一個重要指導思想。以實驗為基礎,并不局限于學生動手做實驗,而是把實驗作為提出問題、探索問題的重要途徑和手段,要求課堂教學盡可能用實驗來展開。高中化學新課程倡導通過以化學實驗為主的多種探究活動,使學生體驗科學研究過程,激發學習化學的愛好,強化科學探究意識,促進學習方式的轉變,培養學生的創新精神和實踐能力,從實驗探究、實驗事實、實驗史和實驗方法等方面“突出化學的學科特征,更好地發揮實驗的教育功能”。具體包含以下幾點:
1. 引導學生通過實驗探究活動來學習化學
例如,通過“在不同溫度下,Na2S2O3 溶液與硫酸反應速率”的實驗探究,幫助學生了解溫度對化學反應速率的影響。這樣,長期采用這種方法能告訴學生用實驗來說明問題是一種有效解決問題的辦法,優化了學生的創新意識。
2. 通過典型的化學實驗幫助學生認識、熟悉物質及其變化的本質和規律
例如,實驗探究鐵與水蒸氣的反應狀況,演示鈉塊、鎂帶、鋁片分別與水的反應,對比歸納金屬與水反應的基本規律。
3. 利用化學實驗史,幫助學生了解化學概念、原理的形成和發展,熟悉實驗在化學學科發展中的重要作用。
例如,指導學生查閱元素周期律的發現史,討論元素周期律對化學科學發展的重要意義。
綜上所述,通過實驗學化學是高中化學課程追求的一條線索,新課程化學實驗教學要革除傳統教學的積弊,把實驗的主動權交給學生,進一步明確和提高實驗的目的性和實效性,實現化學實驗教學的人性化、生活化、探究化、綠色化和現代化。