再次,是操作原理的思維訓(xùn)練。
“操作原理”指的是根據(jù)具體的實驗?zāi)康暮蛢x器,進(jìn)行實驗操作活動的理由??梢試@如下角度引發(fā)學(xué)生思考:
1.操作步驟──為達(dá)某一實驗?zāi)康?,?yīng)當(dāng)經(jīng)過哪些操作步驟?這些步驟先后順序如何確定?為什么要經(jīng)過這些步驟?為什么要安排這種順序?省略或調(diào)動某些步驟會有什么影響?
2.注意事項──實施某個實驗步驟時應(yīng)注意做什么或不能做什么?原因何在?
3.安全措施──實驗過程可能會出現(xiàn)什么不安全的事故?如何防范?萬一出現(xiàn)事故應(yīng)如何處置?依據(jù)何在?
應(yīng)當(dāng)說明的是:上列種種圍繞“三大原理”引發(fā)學(xué)生展開思維活動的角度,是從化學(xué)實驗教學(xué)的整體來闡述的,實際上,對于某一具體的化學(xué)實驗活動,既沒有必要也不可能面面俱到,而只需從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生水準(zhǔn)的實際出發(fā),抓住某些側(cè)重點展開思維訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生從某些典型的實驗探索入手,上升到一般性、規(guī)律性的認(rèn)識,逐步提高學(xué)生思維品質(zhì)的層次。
那么,怎樣圍繞上述“三大原理”的教與學(xué),來強化學(xué)生的思維品質(zhì)呢?筆者提出如下思維訓(xùn)練引導(dǎo)過程——
值得注意的問題
其一,挖掘啟發(fā)思維的因素。
現(xiàn)行化學(xué)教材對每個具體的化學(xué)實驗,一般都是采用操作步驟介紹性的敘述,缺乏對學(xué)生思考的激發(fā)和引導(dǎo)。 因此,教師備課時要善于透過課本里敘述性的文字,將隱含在其中的“三大原理”的因素挖掘出來,設(shè)計層層激發(fā)學(xué)生思考的問題,誘導(dǎo)他們研討探究。例如,即使象初中化學(xué)“用簡易裝置制氫氣”這樣的簡單實驗,也可以設(shè)計出系列啟發(fā)學(xué)生分析原理的思考題,請看下表:
其二,養(yǎng)成細(xì)心觀察的習(xí)慣。
一般說來,學(xué)生對化學(xué)實驗都頗有興趣,但往往只是好奇心驅(qū)使所致,由于觀察實驗時目的性不明確,不善于集中注意力于那些關(guān)鍵設(shè)備的主要現(xiàn)象,加之演示實驗時儀器小而教室范圍寬、學(xué)生多,所以他們觀察實驗并不準(zhǔn)確。為此,在可能條件下,教師宜改演示實驗成并進(jìn)實驗,或借助CAI軟件或VCD光盤、錄相帶等播放實驗錄像,盡可能結(jié)合并進(jìn)實驗或錄像播放,穿插圍繞“三大原理”的系列思考題,引導(dǎo)學(xué)生有針對性地思考,展開思維訓(xùn)練活動。
其三,堅持實事求是的態(tài)度。
教師在組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗活動中,為了避免學(xué)生先入為主,想當(dāng)然,走過場,要提倡學(xué)生養(yǎng)成據(jù)實完成實驗報告的良好習(xí)慣,即使實驗失敗或出現(xiàn)異常,也要按的觀察的實情填報實驗現(xiàn)象和結(jié)果,然后及時分析失敗或異常的原因,從分析原因的過程中鍛煉思維。例如,學(xué)生做“乙醛滴進(jìn)新制氫氧化銅懸濁液加熱”的實驗,按理應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)美麗的桔黃色后呈磚紅色沉淀,但有的學(xué)生卻得到深棕色乃至黑色的沉淀。在這種情況下,教師應(yīng)強調(diào)學(xué)生據(jù)實填答沉淀顏色,并通過討論分析原因:有的是滴加乙醛用量不足,有的是加乙醛沒有搖勻,加熱過猛造成乙醛揮發(fā),結(jié)果氫氧化銅過量,稍高溫度時便分解成黑色氧化銅,混雜在其中,掩蓋了氧化亞銅的磚紅色。于是學(xué)生從分析原因中得到了思維訓(xùn)練,也提高了對反應(yīng)物適當(dāng)用量和控制條件對實驗成敗影響的認(rèn)識。
其四,運用典型實驗導(dǎo)思。
為了提高化學(xué)實驗教學(xué)中思維訓(xùn)練的效能,教師應(yīng)當(dāng)借助典型的化學(xué)實驗來誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的思維活動,這主要從三個方面著手:一是教師宏觀地把握大綱、教材的整體,作出不同年級將通過哪些典型實驗對學(xué)生進(jìn)行哪些方面思維訓(xùn)練的規(guī)劃,分階段、分層次實施;二是激發(fā)學(xué)習(xí)者的主觀能動作用,將教材規(guī)定的某些演示實驗或?qū)W生實驗,改為實驗設(shè)計或?qū)嶒灹?xí)題,讓學(xué)生根據(jù)實驗要求自己提出實施方案,以提高其創(chuàng)造性思維的能力;三是選用一些“高考”或“中考”試卷的典型綜合實驗題,指導(dǎo)學(xué)生解題,乃至跟動手實驗結(jié)合起來訓(xùn)練,中學(xué)教材和歷屆高、中考試題,不乏優(yōu)秀的典型化學(xué)實驗題型,如氫氣、氯氣、硫化氫、二氧化硫、氨氣、乙烯等的制取與系列性質(zhì)實驗,對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力頗有作用。就以1997年全國高考化學(xué)試卷里制取二溴乙烷的28題來說,其實驗、裝置、操作原理,早在高二《化學(xué)(必修本)》第四章“乙烯”一節(jié)中就應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值膶W(xué)習(xí)和訓(xùn)練,通過制取乙烯及其性質(zhì)檢驗,教師可引導(dǎo)學(xué)生思考討論如下問題:
⑴實驗室制乙烯用什么試劑?通過什么類型的反應(yīng)制得乙烯?
⑵實驗室用制氯氣的裝置改為制乙烯氣,有什么變動?為什么制乙烯氣不需用分液漏斗而改用溫度計?為什么反應(yīng)器內(nèi)要放一些碎瓷片或玻片?
⑶為什么反應(yīng)要迅速升至170℃左右?加熱一定時間后,反應(yīng)液為何會變黑?
⑷將產(chǎn)生的氣體經(jīng)過裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶洗滌,除去什么雜質(zhì)氣?這些雜質(zhì)氣是如何產(chǎn)生的?
⑸將乙烯分別通過高錳酸鉀溶液和溴水都會褪色,兩者原理有何不同?
⑹如果原料氣產(chǎn)生乙烯通入溴水是為了制得二溴乙烷,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所消耗原料試劑的用量大大超過所得產(chǎn)物,可能是哪些原因造成的?
⑺空氣里點燃產(chǎn)生的乙烯氣體與點燃甲烷氣體,它們火焰的現(xiàn)象不同,原因何在?
如果上述問題早在進(jìn)行乙烯的實驗教學(xué)過程中就已通過思維訓(xùn)練逐步解決,那么,解答1997年高考化學(xué)試卷28題,應(yīng)當(dāng)是水到渠成的事情。
其五,聯(lián)系社會生活的實際。
中學(xué)生學(xué)習(xí)各門學(xué)科的根本目的,是提高素質(zhì)、改造自然、服務(wù)社會,作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和重要組成部分的實驗活動也不例外。因此,除了課堂實驗教學(xué)要重視學(xué)生的思維訓(xùn)練,以提高實驗教學(xué)質(zhì)量外,還要倡導(dǎo)學(xué)生配合課內(nèi)學(xué)習(xí),在課外日常生活中,開展力所能及的化學(xué)小實驗和解釋社會生產(chǎn)、生活中的某些化學(xué)現(xiàn)象,例如對土壤成分的檢測,對大氣、水質(zhì)成分的分析及污染、防治的調(diào)查,對鋼鐵銹蝕及保護(hù)的認(rèn)識;對建筑、合成材料的性能和應(yīng)用的了解……。通過這些實驗和調(diào)查活動,運用化學(xué)原理積極展開思維,逐步提高分析問題和解決問題的能力。
綜上所述,結(jié)論十分明顯:化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練不容忽視,化學(xué)實驗活動中的思維訓(xùn)練前景廣闊,大有可為。
“操作原理”指的是根據(jù)具體的實驗?zāi)康暮蛢x器,進(jìn)行實驗操作活動的理由??梢試@如下角度引發(fā)學(xué)生思考:
1.操作步驟──為達(dá)某一實驗?zāi)康?,?yīng)當(dāng)經(jīng)過哪些操作步驟?這些步驟先后順序如何確定?為什么要經(jīng)過這些步驟?為什么要安排這種順序?省略或調(diào)動某些步驟會有什么影響?
2.注意事項──實施某個實驗步驟時應(yīng)注意做什么或不能做什么?原因何在?
3.安全措施──實驗過程可能會出現(xiàn)什么不安全的事故?如何防范?萬一出現(xiàn)事故應(yīng)如何處置?依據(jù)何在?
應(yīng)當(dāng)說明的是:上列種種圍繞“三大原理”引發(fā)學(xué)生展開思維活動的角度,是從化學(xué)實驗教學(xué)的整體來闡述的,實際上,對于某一具體的化學(xué)實驗活動,既沒有必要也不可能面面俱到,而只需從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生水準(zhǔn)的實際出發(fā),抓住某些側(cè)重點展開思維訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生從某些典型的實驗探索入手,上升到一般性、規(guī)律性的認(rèn)識,逐步提高學(xué)生思維品質(zhì)的層次。
那么,怎樣圍繞上述“三大原理”的教與學(xué),來強化學(xué)生的思維品質(zhì)呢?筆者提出如下思維訓(xùn)練引導(dǎo)過程——
值得注意的問題
其一,挖掘啟發(fā)思維的因素。
現(xiàn)行化學(xué)教材對每個具體的化學(xué)實驗,一般都是采用操作步驟介紹性的敘述,缺乏對學(xué)生思考的激發(fā)和引導(dǎo)。 因此,教師備課時要善于透過課本里敘述性的文字,將隱含在其中的“三大原理”的因素挖掘出來,設(shè)計層層激發(fā)學(xué)生思考的問題,誘導(dǎo)他們研討探究。例如,即使象初中化學(xué)“用簡易裝置制氫氣”這樣的簡單實驗,也可以設(shè)計出系列啟發(fā)學(xué)生分析原理的思考題,請看下表:
其二,養(yǎng)成細(xì)心觀察的習(xí)慣。
一般說來,學(xué)生對化學(xué)實驗都頗有興趣,但往往只是好奇心驅(qū)使所致,由于觀察實驗時目的性不明確,不善于集中注意力于那些關(guān)鍵設(shè)備的主要現(xiàn)象,加之演示實驗時儀器小而教室范圍寬、學(xué)生多,所以他們觀察實驗并不準(zhǔn)確。為此,在可能條件下,教師宜改演示實驗成并進(jìn)實驗,或借助CAI軟件或VCD光盤、錄相帶等播放實驗錄像,盡可能結(jié)合并進(jìn)實驗或錄像播放,穿插圍繞“三大原理”的系列思考題,引導(dǎo)學(xué)生有針對性地思考,展開思維訓(xùn)練活動。
其三,堅持實事求是的態(tài)度。
教師在組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗活動中,為了避免學(xué)生先入為主,想當(dāng)然,走過場,要提倡學(xué)生養(yǎng)成據(jù)實完成實驗報告的良好習(xí)慣,即使實驗失敗或出現(xiàn)異常,也要按的觀察的實情填報實驗現(xiàn)象和結(jié)果,然后及時分析失敗或異常的原因,從分析原因的過程中鍛煉思維。例如,學(xué)生做“乙醛滴進(jìn)新制氫氧化銅懸濁液加熱”的實驗,按理應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)美麗的桔黃色后呈磚紅色沉淀,但有的學(xué)生卻得到深棕色乃至黑色的沉淀。在這種情況下,教師應(yīng)強調(diào)學(xué)生據(jù)實填答沉淀顏色,并通過討論分析原因:有的是滴加乙醛用量不足,有的是加乙醛沒有搖勻,加熱過猛造成乙醛揮發(fā),結(jié)果氫氧化銅過量,稍高溫度時便分解成黑色氧化銅,混雜在其中,掩蓋了氧化亞銅的磚紅色。于是學(xué)生從分析原因中得到了思維訓(xùn)練,也提高了對反應(yīng)物適當(dāng)用量和控制條件對實驗成敗影響的認(rèn)識。
其四,運用典型實驗導(dǎo)思。
為了提高化學(xué)實驗教學(xué)中思維訓(xùn)練的效能,教師應(yīng)當(dāng)借助典型的化學(xué)實驗來誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的思維活動,這主要從三個方面著手:一是教師宏觀地把握大綱、教材的整體,作出不同年級將通過哪些典型實驗對學(xué)生進(jìn)行哪些方面思維訓(xùn)練的規(guī)劃,分階段、分層次實施;二是激發(fā)學(xué)習(xí)者的主觀能動作用,將教材規(guī)定的某些演示實驗或?qū)W生實驗,改為實驗設(shè)計或?qū)嶒灹?xí)題,讓學(xué)生根據(jù)實驗要求自己提出實施方案,以提高其創(chuàng)造性思維的能力;三是選用一些“高考”或“中考”試卷的典型綜合實驗題,指導(dǎo)學(xué)生解題,乃至跟動手實驗結(jié)合起來訓(xùn)練,中學(xué)教材和歷屆高、中考試題,不乏優(yōu)秀的典型化學(xué)實驗題型,如氫氣、氯氣、硫化氫、二氧化硫、氨氣、乙烯等的制取與系列性質(zhì)實驗,對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力頗有作用。就以1997年全國高考化學(xué)試卷里制取二溴乙烷的28題來說,其實驗、裝置、操作原理,早在高二《化學(xué)(必修本)》第四章“乙烯”一節(jié)中就應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值膶W(xué)習(xí)和訓(xùn)練,通過制取乙烯及其性質(zhì)檢驗,教師可引導(dǎo)學(xué)生思考討論如下問題:
⑴實驗室制乙烯用什么試劑?通過什么類型的反應(yīng)制得乙烯?
⑵實驗室用制氯氣的裝置改為制乙烯氣,有什么變動?為什么制乙烯氣不需用分液漏斗而改用溫度計?為什么反應(yīng)器內(nèi)要放一些碎瓷片或玻片?
⑶為什么反應(yīng)要迅速升至170℃左右?加熱一定時間后,反應(yīng)液為何會變黑?
⑷將產(chǎn)生的氣體經(jīng)過裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶洗滌,除去什么雜質(zhì)氣?這些雜質(zhì)氣是如何產(chǎn)生的?
⑸將乙烯分別通過高錳酸鉀溶液和溴水都會褪色,兩者原理有何不同?
⑹如果原料氣產(chǎn)生乙烯通入溴水是為了制得二溴乙烷,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所消耗原料試劑的用量大大超過所得產(chǎn)物,可能是哪些原因造成的?
⑺空氣里點燃產(chǎn)生的乙烯氣體與點燃甲烷氣體,它們火焰的現(xiàn)象不同,原因何在?
如果上述問題早在進(jìn)行乙烯的實驗教學(xué)過程中就已通過思維訓(xùn)練逐步解決,那么,解答1997年高考化學(xué)試卷28題,應(yīng)當(dāng)是水到渠成的事情。
其五,聯(lián)系社會生活的實際。
中學(xué)生學(xué)習(xí)各門學(xué)科的根本目的,是提高素質(zhì)、改造自然、服務(wù)社會,作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和重要組成部分的實驗活動也不例外。因此,除了課堂實驗教學(xué)要重視學(xué)生的思維訓(xùn)練,以提高實驗教學(xué)質(zhì)量外,還要倡導(dǎo)學(xué)生配合課內(nèi)學(xué)習(xí),在課外日常生活中,開展力所能及的化學(xué)小實驗和解釋社會生產(chǎn)、生活中的某些化學(xué)現(xiàn)象,例如對土壤成分的檢測,對大氣、水質(zhì)成分的分析及污染、防治的調(diào)查,對鋼鐵銹蝕及保護(hù)的認(rèn)識;對建筑、合成材料的性能和應(yīng)用的了解……。通過這些實驗和調(diào)查活動,運用化學(xué)原理積極展開思維,逐步提高分析問題和解決問題的能力。
綜上所述,結(jié)論十分明顯:化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練不容忽視,化學(xué)實驗活動中的思維訓(xùn)練前景廣闊,大有可為。