科技日新月异,社会不断进步的21世纪已经到来。为了全面推进素质教育,培养学生的创新精神,结合自己教学过程中的亲身体会,谈谈我们是如何以实验为基础,开辟化学第二课堂,从而逐步培养学生的科学素养。
化学是一门以实验为基础的学科,化学上的许多理论和定律是从实验中归纳出来的,同时,化学理论的应用、评价也有赖于实验探索和检验。因此,对化学学科的学习,实验课是十分重要的教学环节。学生不具有一定的独立实验能力,就不可能真正掌握专业知识,就不可能通过科学实验而有所发现、有所创新。
化学实验课的教学目的是使学生掌握化学知识;‘掌握操作技能;发展智力,培养他们分析问题解决问题的能力;培养创造能力;培养他们灵活地把理论应用于实践的能力,以适应于社会主义市场经济的需求。然而,根据北京师范大学化学系许国珍等几位同志对清华附中高一、高二两个年级8个班的一次“你眼中的化学课”问卷调查表明,学生学习化学的积极性不高,只有 5098%的同学认为学习化学很重要,4314%的同学认为化学的重要性一般,588%的同学认为化学不重要。90%以上的同学要求增加实验和与社会、生活有关的化学内容,85%的同学要求减少过于复杂的繁难计算,这表达了他们…‘增加动手机会,在生活中学化学,理论联系实际”的强烈愿望。从某种程度上反映了现行化学教育“纸上谈兵”过多,和实际应用有较大脱节的弊端,导致一些学生对学习化学不感兴趣,产生不满情绪。学生对化学学习的具体内容有如下的统计结果:十分感兴趣的内容,,支持率达70%以上:
①毒品知识;②安全小常识;③化学与人体健康;
④豕挺小买验等。受到学生排斥率达25%以上:①化学方程式;②物质的量;③元素化学;④元素周期律等。结合我自己的工作体会,这样的调查结果极具有普遍性。可是,没有扎实的基础理论,如何去探究深奥的环境化学、能源化学、材料化学、生命科学等?反之,让化学远离生活实际,又如何让学生去接受抽象的基础理论。针对这种情况,在大力推行素质教育的今天,为了适应社会发展的需求,我们在化学教学中做了如下的尝试:即以实验为基础,开辟化学第二课堂,建立“教学相长,师生互动”的双向教学机制,做到趣味性与科学性相结合,知识性与技术性相结合,寓教育于学生喜闻乐见的、生动活泼的教学活动中,突出以学生为主体,贯穿启发式教学思想,重点培养学生的思维能力、动手能力和创造能力。
一、具体方法
既结合同学感兴趣的内容,又符合化学学科要求必须掌握的基本实验技能,我们设计了如下的实验内容:
1基本仪器的使用。
2生活中的小实验 例如:食用氯化钠中是否含碘元素的定性检验;测定空气中氧气的体积分数等。
3,基本操作实验:
(1)物理常数的测定——硝酸钾溶解度的测定;
(2)蒸镏实验——工业乙醇的蒸馏;
(3)重结晶——药用氯化钠的精制;
(4)提纯实验——从茶叶中提取咖啡碱。
4分析实验:
(1)标准溶液的配制及标定;
(2)酸碱中和滴定;
(3)自来水中Ca2+、Ms2+的测定;
(4)As+、Hb2+、Pb2+的分离和鉴定。
实验对象:高一学生
实验要求
(1)每位同学做实验前对实验讲义进行认真的预习,写出预习报告提出自己的问题。
(2)做完实验之后,写出实验报告并写出实验体会,分析实验过程的成败关键,以及自己的一些设想。
二、实验收获和体会
通过化学第二课堂的开设,同学们的收获和体会是十分可喜和惊人的。具体表现在以下几个方面:
1培养了同学们科学的学习态度,敏锐的观察能力以及他们的实验动手能力。同学们通过自己亲自动手做实验,他们真正明白了什么是严谨的治学态度;什么是认真细致的观察;什么是积极思考。因为我们要求学生做完乙醇的蒸馏实验之后,不仅从原理上懂得,同时要求同学们在实验过程中认真观察,做一条温度随时间变化的曲线。正确曲线如图1所示。即时间在T=12分钟时达到乙醇的沸点温度。: 在观察过程中同学们稍不注意,就得不到乙醇达到沸点温度那二刻所对应的时间,因此就做出了错误曲线,如图2所示。老师分析实验结果后,同学们感慨地说:“我们失败的主要原因是缺乏认真细致的观察。”这次实验之后,同学们都特别重视观察能力培养。
2加强了同学对自然科学客观实在性的认识。当我们做了硝酸钾溶解度的测定和乙醇的蒸馏实验之后,同学们知道了硝酸钾的溶解度、乙醇的沸点是如何从实验中测定出来的,改变过去他们学化学的时候,不懂这些物理常数由来的状态。通过这些实验他们明白了物质许多物理常数的实验测定方法,从实验中他们对自然科学客观实在性有了新的认识。
3培养了他们科学实验过程中的团结协作精神。人所共知,许多科学的发明与创造都是很多科学工作者长期认真思考、细致研究、团结协作、取长补短的基础上最终有所发明与创造,成为他们集体智慧的结晶。同学们在实验过程也清楚的意识到这一点。对比较复杂的实验,我们每两人一组,他们在做“从茶叶中提取咖啡碱”的实验中深有体会,两个同学在实验过程中分工协作,其中一个同学采用回馏装置将茶叶中的咖啡碱提取出来进入到溶液中,而另一个同学准备下一步的过滤装置,然后共同合作完成咖啡碱晶体的析出。如果与同伴配合的不默契,很容易前功尽弃,导致实验的失败。从实验中同学们懂得了集体的智慧是无穷的。因而他们的团结搞的更好,团队精神更浓,集体主义观念更强,同学们之间的关系更加融洽、友好。
4开阔了同学们的视野,使他们对科学知识产生了浓厚的兴趣。化学第二课堂的开设,不仅激发了同学们学习化学的热情,同时也带动了同学们对其他学科的学习。高一(5)班的岳文卓同学在家建起了自己的实验室,分析周围生活用水中Ca2+、 Ms2+的含量,测定工业废水中Sn2+、Bi2+、Pb2+、Cr6+的含量,该同学从科学的数据中理解了环境污染的严重性,而且立志将来从事环境科学的研究。另外我们做过统计,这些同学不仅化学学习成绩提高很快,在全年级的各类考试中取得优异成绩,而且其他学科的学习成绩也有了提高,更主要的是他们学习的主动性、自学能力和分析问题和解决问题的能力有了大幅度的提高。
总之,为了培养21世纪的创新人才,尽快适应时代发展的要求,我们在化学学科教学中进行了大胆的探索,并取得一定的成效,我们感到很欣慰,正像同学们在体会中写到:“当我们高一年级同学参加了化学第二课堂的学习后,我们深深的体会到,通过科技活动能够培养我们求实创新的科学精神;对社会生活中遇到的问题,能进行科