自主设计实验，升华化学素养

◇　江苏　袁春华



自主设计实验，升华化学素养

◇江苏袁春华

化学具有很强的实践性,化学实验,对整个化学学科的发展起到举足轻重的作用,通过实验,不仅可以使学生更深刻地理解和融会所学化学知识,而且可以培养学生的实践技能．但是,如果按书本上设定好的步骤进行的实验,即便能够做到透彻了解每一步的目的及其所涉及的知识,但由于学生并没有真正参与进来,因此也很难提升学生的探究能力,而这种结果是不符合新课标要求的,所以要求教师能够引导学生学会设计实验,笔者根据自己的教学经验提出了一些想法．

1　趣味引导,激发设计兴趣

托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需要的不是强制,而是激发学生学习的兴趣．”一个对学习兴味盎然的学生,会对各种问题和现象产生好奇,能够在学习中灌注全部热情,投入全部精力,自然就能够取得好成绩．实验现象颇具趣味性的化学实验,不仅能够使课堂教学更加生动有趣,还能极大地调动学生的积极性,激发学生自己设计实验的兴趣和欲望．笔者在课堂教学时,就常常会演示一些有趣的小实验．比如,笔者在课堂上做过制作彩色温度计的实验．

【实验原理】 氯化钴的水合物加热时会失水,温度不同失水量不同,不同含水量的氯化钴的水合物显示不同颜色．

【实验步骤及现象】 首先在试管中加入95%的乙醇至试管中间位置,再加入少量红色氯化钴晶体,摇晃试管使氯化钴溶解,缓慢加热试管,溶液颜色由常温时的紫红色直至变为纯蓝．

随着实验的进行,课堂气氛变得非常活跃,学生互动也非常积极,极大地促进了学生学习知识的热情和设计实验的兴趣．

2　规范操作,奠定设计基础

化学实验的设计是一项非常严谨的工作,只有满腔热情是远远不够的,设计的实验想要达到实验目的也不是靠天马行空的想象力来完成的,它需要较高的化学素养和严谨的科学态度,当然,还有必备的化学知识,而这些仅仅依靠单纯的学习课本知识是不够的,只有亲自参加实验,深刻体会每一步规范操作背后所隐含的意义,以及不规范操作会引发的后果,才能在自己设计实验时做到科学严谨,不会因为一些小细节而使实验结果出现偏差．笔者在课堂和实验教学的过程中,会反复强调规范操作的重要性,所谓失之毫厘,谬以千里,是最能在化学实验里体现出来的．

比如,做用排气法收集气体的实验时,导管必须伸到接近集气瓶底部的位置,这样做有利于排尽集气瓶内的空气,从而收集到纯度较高的待测气体;做中和滴定实验时,滴定管要先用蒸馏水清洗,然后用标准液润洗,再盛标准液,否则会使摄取的标准液浓度和理论值出现偏差,从而影响实验结果的准确性,滴定管读数时须先等1～2min再读数,30s后,待中和反应进行完全,溶液颜色不再变化,再观察锥形瓶内溶液,判断实验结果,在一些化学实验中,步骤的先后也有着严格的要求,如在加热试管时,必须先均匀加热后局部加热,还有一些操作规范,虽不会对实验结果产生影响,但却很可能引发安全事故,这更要求学生不能忘记,比如,在加热装有液体的试管时,试管口千万不能对着人,否则可能造成烫伤,而如果试管内装的是腐蚀性液体,则可能造成更严重的伤害．

实验时,通过规范的操作和仔细的观察,可使学生获得最生动直观的感性认识,再通过思考总结,就能将这些感性认识化为学生自己设计实验时的宝贵知识和经验,为学生自己设计实验奠定坚实的基础．

3　链接生活,深化设计底蕴

许多学科都来源于生活,并且最终的目的就是服务生活,化学更是与生活密切相关．学生很容易在生活中发现一些化学现象,而且能用课本或实验中的一些知识加以解释,这样不仅能进一步激发学生设计实验的兴趣,而且依赖于生活的多样性,还能进一步拓展学生的思维,启迪设计实验的灵感,更重要的是,在探究生活中的化学现象和问题时,需要查阅资料，这个过程极大地拓宽了学生的知识面,丰富了学生的设计底蕴,因此,笔者在授课过程中常常会有意识的引导学生注意生活中的化学现象及其隐含的知识．

比如,我们都知道水果可以解酒,可是知道其中原因的并不多,笔者在讲涉及乙醇的化学实验时提出这个问题,学生课下查阅资料后将答案反馈给笔者．又如,将新鲜的鸡蛋放入石灰水中可以达到保鲜的目的,这是由于鸡蛋释放出的二氧化碳与石灰水发生化学反应生成的碳酸钙堵住了鸡蛋表面的微孔,从而防止鸡蛋氧化变质．

化学的身影显示在生活中的方方面面,从每个人的衣食住行到社会的环保甚至再到科技产品的研发都离不开它,只要以探究的眼光用心观察,一定能发现许多化学知识在生活中的巧妙运用,这样学生能在观察学习中积累丰富的实验素材，提高设计实验的能力,深化设计实验的底蕴．

4　多元激励,明晰设计方向

设计实验首先要有实验目的,然后据此提出实验原理,设计实验步骤.要让学生自己成功设计出实验还需多方面引导与激励,要通过多种方法,使学生对于设计实验有一个清晰的思路,明确设计实验的方向．引导时要把握分寸,绝不可直接或间接讲出实验环节的设计,要将这个发展思维能力的最佳环节放给学生．

比如,在讲到“乙醇的分子结构”时,引导学生去比较乙醇与乙烷分子结构的异同,让学生自己联想已经学过的乙烷的分子结构,推断乙醇的分子结构式,学生经过思考后认为乙醇有可能的2种分子结构式是CH3—O—CH3和CH3CH2OH,那么,乙醇的分子结构式到底是前者还是后者呢?2种不同的结构式会有什么不同的性质呢?这个问题激励着学生自己设定情境,用实验的方法确定乙醇的分子结构式,最后,经过讨论分析得出,在相同质量的前提下,与足量的钠反应生成氢气的量不同,根据这个实验原理再思考用什么方法测出乙醇与钠反应释放出的氢气的量,然后与2种结构式的情况下与钠反应放出的氢气量的理论值进行比较,即可得出实验结果．

通过各种激励引导,唤起学生主动探索的欲望,使学生变被动学习为主动学习,自觉运用所学知识解决实际问题,将化学与生活联系起来,如切开的苹果放一段时间表面会变红,是苹果内的什么物质发生什么反应了呢?这就是一个很好的实验课题,又比如将化学与社会结合在一起,我们常常会听到各种天然气中毒的案例,而天然气中含有H2S,那么H2S有什么化学性质,与天然气能使人畜中毒有什么联系吗,这又是一个不错的实验案例．

新课标下,学生的创新和探索能力受到了高度的重视,仅仅会做题已不能够适应当下的社会环境,教师当积极迎接挑战,全力改进教学模式,使学生由“书呆子”化为“实践者”,要使学生能自主设计实验,全面提升学生化学素养,做未来的探究者．

(本文是南通市教育科学“十二五”规划课题“化学实验教学与研究性学习的整合研究”(立项编号GH12)研究成果之一.)

江苏省海门中学)