《实验化学》模块教学困惑及其对策,本文主要内容关键词为:对策论文,模块论文,困惑论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
2006年9月,浙江省进入实施高中新课程教学,把《实验化学》模块作为浙江省高中理科学生必修模块。据了解,全国实施新课程实验的省份中很少选这个模块,其原因可能是教材中所涉及的内容或要求与中学教学实际相差较远。通过一年多的教学实践,我们深感模块教学的艰难。本文结合一年多来对苏教版高中化学《实验化学》模块的教学实践,探讨《实验化学》模块的教学方法,并提出了教学过程中所遇到的问题及其对策。
一、模块教学的基本方法
苏教版《实验化学》模块共编入36个实验研究课题(包括拓展课题),从衢州市重点中学调查情况来看,没有一个学校能严格按教材的要求开展教学活动,主要原因有两个:一是教材本身的问题,若一个实验课题安排一个课时就需要36个课时,再加上有些实验课题必须要在2课时甚至更多的时间才能完成,显然在规定的每个模块的教学时间上是无法安排的;二是在实验室的调配使用上也存在很大的困难,以浙西最好硬件的我校为例,也只是勉强开展《实验化学》模块教学。我们的主要做法是:
1.课内课外相互调节
在实施过程中,我们将有些课题的整个实验活动分两部分进行,一部分实验活动安排在课外进行,如实验知识的预备、相关资料的查找等。部分实验活动在普通教室进行,如实验原理分析和讨论;实验方案的设计和评价;实验数据的处理和分析;实验成果的展示和交流等。同一个实验专题的数个实验课题可在不同的实验室同时布置,使同年级的多个平行班可同时在不同的实验室交叉进行实验,以解决数个班级需同时使用同一个实验室的矛盾。
由于拓展课题主要是为对本课题的深入研究而设,但考虑到在拓展课题中常常会介绍一些新的化学知识和实验方法,这些新的知识和方法往往不是要求全体学生都必须掌握,所以,对于拓展课题的处理方法,我们根据省学科教学指导意见的要求,结合本校学生的实际情况,把有些拓展课题作为部分学生课外活动或研究性学习的选题,如“粗盐的提纯”“用粉笔进行层析分离”“铝热反应”“真假碘盐的鉴别”“水果中维生素C含量的测定”等。或选用拓展课题中的某些内容作为扩大学生化学知识领域,培养学生化学学习兴趣,提高学生实验研究能力的素材。
2.必修选修相互融合
为了解决实验室紧张与实验员工作负担的矛盾,我们在实施过程中,采用了将部分实验研究专题穿插在其他选修模块中进行。如专题2中“乙醇和苯酚的性质”,“苯酚和甲醛的反应”可在有机化学反应专题中进行研究。专题4中“硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素”“蓝瓶子实验”“催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”“过氧化氢酶的催化作用”“蔗糖的燃烧”“反应条件对化学平衡的影响”“淀粉与碘显色现象的探究”“压强对化学平衡的影响”、专题5中“原电池”“干电池模拟实验”“电解与电镀”“阿伏伽德罗常数测定”共14个实验可穿插在“化学反应原理”模块的相应专题中进行。这些内容的插入,既可丰富学生在化学原理学习和有机化学知识学习过程中的实验内容,又可提高实验研究专题的使用效率。
3.新课与复习课相互渗透
为了解决新课课时紧张和复习课时相对比较宽松的矛盾。我们对部分实验研究专题放在高三复习时进行。如专题3“物质的检验与鉴别”中五个实验,要求学生有丰富的元素化合物知识、有较强的逻辑推理能力,专题7“物质的制备与合成”中的四个实验要求学生有较强的实验综合能力,这些专题安排在高三化学复习课中进行,将本模块在教学时间上向高三延伸。这也可使高三的学生在复习中能不断接受新的知识,有更多的复习途径和方式,一改以往高三学生只“炒冷饭”、只做习题的枯燥学习方式。实践证明这样做的确激发了学生在高三复习时的学习兴趣,效果不错,学生反映良好。
二、模块教学问题及其建议
我们在《实验化学》模块实施过程中碰到了许多问题,归纳起来主要有三方面:一是教材的问题;二是教师的问题;三是评价的问题。
1.教材的问题
我们在实施过程中,教师反映较大的主要是教材内容选择不切实际,特别是仪器和药品的问题、实验时间过长的问题、实验现象不明显的问题、环境污染问题等,导致教学过程受阻,教学效率下降。如:专题1课题3“硝酸钾晶体的制备”实验、专题7课题1“硫酸亚铁铵的制备”实验、专题7课题2“阿司匹林的合成”实验中的布氏漏斗、吸滤器、抽气泵;专题5课题2“电解与电镀”实验中的氯化锌、硼酸;专题6课题2“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验和专题7课题2“阿司匹林的合成”实验中的电子天平;专题7课题2“阿司匹林的合成”实验中的乙酸酐药品等,上述化学仪器、药品就连一些城市中学也不具备,贫困地区或农村中学就更不必说了[1],导致实验无法正常开展,直接影响模块教学的效率。我们建议教师要主动向学校有关部门反映,及时请购相关仪器和药品。再如有些实验需要很长时间的准备和观察,这在课堂教学中似乎又不可能。以我校为例,高二化学周课时仅3节,而专题2课题1“铝及其化合物的性质”中培养明矾晶体实验需要学生连续3天观察实验现象,这在中学是做不到的。专题7课题2“阿司匹林的合成”实验,也难以在一个课时内完成。面对这种情况,我们采取的措施把这些实验做成录像或多媒体,在课堂中让学生观摩实验过程。
还有一些实验对试剂的要求较高,中学实验室难以达到要求,造成实验现象不明显或无现象,直接影响到教学效率,如专题5课题1“金属的电化学腐蚀”中的“析氢腐蚀”实验,是比较铁钉和绕有铜丝的铁钉两者在0.1盐酸中的腐蚀快慢。理论上讲,是后者腐蚀速率快,放出气泡多,也是后者先出现蓝色沉淀。但事实并非如此,而是产生气泡都不明显,蓝色沉淀也不明显[2]。原因可能是未绕铜丝的铁钉不纯,也发生原电池反应;也可能是生产铁钉的铁改变了成分成为“不锈铁”,或经过“发蓝”处理,在酸中不易形成原电池,因而反应慢,产生很少,因而看不到蓝色沉淀。“吸氧腐蚀”实验也有现象不明显的问题。我们建议该实验中的铁钉、铁片均采用化学实验用的铁制品,由于生活中用的铁钉铁片通常都是不锈钢制品,对实验有严重影响;铜丝也要先打磨,除去其表面的特殊保护膜。“吸氧腐蚀”用的铁片用铜棒用力刻划后,再在上面滴含酚酞的食盐水,以提高实验效率。
化学实验的用品和化学实验中产生的物质不少是有毒和有害的,它不仅对环境造成了污染,更严重的是危及师生的健康和生命安全。在专题2课题2“乙醇和苯酚的性质实验”中,教材安排了苯酚的溶解性、苯酚与溶液、苯酚和溴水、苯酚和金属钠的反应实验,还要设计实验比较盐酸、碳酸、苯酚的酸性强弱,照课本用量计算,每个班(平均50人)至少用掉51g以上的苯酚晶体。在专题3课题2“亚硝酸钠和食盐的鉴别”实验中,反应中生成的氮的氧化物危害也很大。我们建议教材编写者能根据实际情况选择内容,或对实验进行改进,最大限度地降低污染,达到绿色化学实验的要求。如在化学实验教学中引入微型化学实验,不仅能激发学生的学习化学的兴趣,还可以培养学生的勤俭节约品德、环境保护意识,对提高学生的科学素养起着重要的作用。[3]不管选择了哪种版本的《实验化学》,教师应该在实验教学过程中努力改进教学方法,加强环境保护教育[4]。
2.教师的问题
新课程对教师的专业素养提出了严峻的挑战,教师面对许多从未接触过的实验,在缺乏参考资料的情况下,很难随心所欲地开展实验教学活动,这反映了中学教师的专业水平有待于提高。调查中发现很多教师的办公桌上堆满了教辅用书和各地的高考试卷,而关于教学研究方面的化学教育期刊和书籍几乎没有。如果教师本身不会探究,怎么能够引导学生进行探究;教师本身不能创新,怎么能教育出有创新精神的学生。[5]
新课程强调以探究为主的实验教学模式,很多教师改变了传统的教学观念,在化学实验教学中形式上注重让学生进行实验探究,但多数情况下仍是教师按照教材中实验步骤或提示进行相关“实验探究”,没有也不可能让学生有足够的时间观察、思考。
新课程强调以学生为主体的亲自实验,只有学生亲自参与实验活动,才能更好地发现问题,解决问题,进而在提高其操作技能的同时,通过教师引导,把化学实验仅作为验证化学知识和巩固化学知识的手段,提升为在实验中培养学生探究能力和创新思维能力。上述问题产生的主要原因还是教师受片面追求升学率的影响:重视知识传授,如实验操作步骤讲解、实验现象结论的描述等,忽视了学生的发展。我们建议相关部门要加强教师教育,进一步开展对新课程理念的学习,更新教师的教育观念,使化学教师认识到全面开展化学实验教学对促进学生全面发展的重要性。也希望有关部门能提供激励机制,让化学教师乐于开展实验教学;制定相应的学科管理政策,对每一学期化学实验教学的开展作定量的规定,监督新课程化学实验教学的实施。[6]
3.评价的问题
随着新课程改革的深入,在化学实验教学中存在的问题也越来越明显,化学实验教学在很多学校不是被强化了,而是弱化了。其中原因除了上面列出的问题外还与学校领导的管理,以及相关教育主管部门和高考评价机制等有关系。从江苏省的部分骨干教师新课程培训会议上了解的信息得知,《实验化学》模块几乎没有一个学校选修,这似乎与新课程的初衷大相径庭。究其原因,很多教师认为实验在高考中分值小,而且做实验与不做实验在高考中区分度不大,目前也不可能在高考中考查每个学生的实验操作。[7]目前对化学实验评价形式一般还是以纸笔实验为主。一些教师平时不做实验,他们认为,只要学生做大量的实验题,考试照样得高分。这种单一的评价方式降低了学生化学实验学习的积极性,不利于学生科学素养的全面发展。
对于实验教学应该建立起促进学生科学素养全面发展的化学实验教学评价体系。在评价主体上以“他评”和“自我评价”相结合;在评价内容上既包括化学实验知识和化学实验技能方面,还应包括过程与方法、情感态度与价值观方面,在评价方法上应以“质性评价”为主,提倡使用“档案袋评价”和“活动表现评价”;同时还应注意将质性评价和量化评价有机结合起来。逐渐构建促进学生科学素养全面发展的“评价主体多元、评价内容全面、评价方式多样”的化学实验教学评价体系。[8]