能進行藥品的取用、簡單儀器的使用和連接、加熱等基本的實驗操作;
能在教師指導下根據實驗目的選擇實驗藥品和儀器,並能安全操作;
初步學會配製一定溶質質量分數的溶液;初步學會根據某些性質檢驗和區分一些常見的物質;初步學習使用過濾、蒸發的方法對混合物進行分離;初步學習運用簡單的裝置和方法製取某些氣體。在化學課堂教學中,培養學生的實驗技能可從如下幾方麵來進行。
首先,從教師的演示實驗人手培養學生規範操作的能力。課堂演示實驗不僅可對學生進行觀察能力、思維能力的訓練,還可以對學生進行實驗技能的訓練。教師在演示固體、液體試劑的取用、滴管的使用等時一定要規範操作。對於重要的、典型的實驗,要形成每一類實驗的知識係統。例如,在討論實驗室製備氣體的實驗時,應該引導學生從試劑、原理、裝置、操作等方麵來掌握,這個思路力求在第一個實驗中體現出來,在之後的其他同類實驗中就可以充分發揮學生的主動性去解決問題了。例如,在高一剛開始介紹氯氣的實驗室製法時,教師引導學生從反應的原理、試劑的選擇、儀器的組裝、氣體的淨化和尾氣處理等幾方麵來考慮這個反應,非常規範地從下到上、從左到右組裝儀器裝置,然後分別取二氧化錳和濃鹽酸,緩慢加熱,收集氣體。老師將考慮問題的方法以及操作的技巧都非常清晰地演示給學
生,告訴學生應該怎樣做。
其次,借助典型的學生實驗,避免不規範的操作。在闡明實驗要點以及演示示範結束後,教師組織學生做實驗。在實驗中教師應注意觀察學生的操作是否準確,可以利用一些失敗的學生實驗或不正確的操作作為反麵教材,告誡其他學生。例如,有個別學生在檢驗價的鐵離子時,整瓶的硫氰化鉀溶液都變紅了,這時教師可抓住機會,先問學生這種現象是怎樣造成的?然後再由此出發,強調關於膠頭滴管的操作和洗滌。有些盛溶液的試劑瓶標簽已被腐蝕得字跡模糊,教師也可以舉起讓學生看,這就是不規範操作試劑瓶的結果。
再次,做好實驗的總結工作,訓練學生書寫實驗報告的能力。實驗報告是學生對實驗中觀察、操作、思考活動的文字總結,它是學生將所學知識融會貫通的一種方式。學生往往不愛寫實驗報告,一方麵是沒有認識到它的重要性,另一方麵覺得沒有內容可寫。因此,從實驗開始就要求學生詳細地記錄實驗現象,並根據現象做出解釋,建立書寫實驗報告的完整體係。
由於實驗技能的培養需要學生的動手參與,因此,在現有的基礎上應盡可能為學生提供更多的實驗機會,一方麵激發學生的學習興趣,另一方麵也使得他們的實驗技能能夠盡快地熟練起來。
第二節 思維能力的培養
在新時期、新形勢下,全麵提高學生素質,培養富有創新精神和創新能力的新一代的公民,已成為全體教育工作者的共識。創新能力的核心是創造性思維。在溫寒江先生的《構建中小學創新教育體係》一書中,將創造性思維定義為:創造性思維是在創造過程中的思維活動,它主要是形象思維和抽象思維的新穎
的、靈活的、有機的結合。關於抽象思維的研究已進行得比較深入且取得了相當的研究成果,相對來說,有關形象思維的研究才剛剛起步。作為人類的基本思維形式之一,形象思維的思維對象是表象,形象思維本質上可以看作是表象的運動、變化和改造,它的思維方法可分為三個層次:分解與組合、類比與聯想、想象與直覺。下麵我們側重從這些思維方法在科學發現中的重要作用和如何在中學化學教學中培養形象思維兩方麵來分別討論。
一、分解與組合的思維能力
(一)分解與組合在科學發現中的應用
人們在實踐中逐漸形成一種分解、組合的思維方法,成為一種揭示事物內在聯係與規律的基本方法。
形象思維是大腦運用表象進行的思維,分解與組合是形象思維的基本方法。大腦對表象的加工改造是從表象的分解、組合開始的。
世界是物質的,物質是永恒運動的。化學運動是物質運動的基本形態之一,在化學運動的層次上,表現為分解與化合的過程。這種運動宏觀的表現就是物質化學性質的改變。從微觀的層麵看,微粒間的排斥作用導致分解,微粒間的吸引作用導致化合,在微粒的吸引作用與排斥作用達到平衡時,就形成穩定的物質。可以說,化學反應的過程就是物質原子的分解與化合的過程。它反應在思維上,就是分解與組合。要想了解物質的組成,必須對它進行分解。“近代化學之父”波義耳就是從分解的角度提出了元素的概念一經過分解以後得到的不能再分解的原始純淨物。在化學發展的早期,人們一直致力於通過分解來認識物質。
恩格斯曾經預言:如果化學有一天用化學方法製造蛋白體
成功了,那麼它們一定會顯示生命現象,進行新陳代謝,雖然可能是很微弱的和短暫的。人們為了研究生命的起源問題,開始研究用人工的方法合成蛋白質。胰島素是蛋白質分子中最小、組成最簡單的一個,人們把注意力集中在它身上。
人們對胰島素的認識過程是這樣的:1921年,加拿大化學家發現並從狗的胰腺中提取了胰島素。1945年,英國科學家破譯了牛胰島素的結構——氨基酸分子的連接順序,實際上就是對胰島素的結構進行了分解,發現牛胰島素有兩條肽鏈,八鏈由21個氨基酸構成,8鏈由30個氨基酸構成,兩條肽鏈又通過兩對硫原子連接在一起。1958年,我國科學家以天然胰島素為原料,先把它解析為兩條肽鏈,然後再將其連接為完整的胰島素(這是進行了局部的分解與組合)。經過一年的時間,我國取得的胰島素已具有生理活性。1961年,研究人員開始著手八、8肽鏈的合成。為了要合成它,首先要將它進行分解(這裏是徹底的分解與組合)。要想把氨基酸分子一個一個按指定順序連接起來是很困難的,因為氨基酸分子中含有兩個活性的基團——氨基和羧基,為了使氨基酸能夠在特定的方向上接長,要求在一個基團起反應時,另一個基團被保護起來(通常我們稱之為穿鞋戴帽),基團接長後,被保護的基團就要被解除保護,以便於下一步反應的進行(通常稱為脫帽脫鞋),而另一端又要被保護起來。有機合成反應的產率通常是比較低的,因此,每增加一步反應,就意味著產率又降低了一點。這些所謂的“穿鞋戴帽、脫鞋脫帽”的保護操作,無疑損失了一部分產物。經過4年的不懈努力,我國科學家終於用有機化學方法完全由氨基酸合成了世界上第一個化學合成的、具有生命活性的結晶蛋白質,為揭開生命起源之謎做出了重要貢獻。
我們要想精確地描述化學分解與組合過程中的原子和分子的狀態,並且描述發生化學反應的原因,就應該從分子和原子間的相互碰撞的角度去解釋。人們要想了解物質的組成、結構、性質,就要對物質進行分解,而分解的目的,最終是為了將這些物質合成出來。
自然界中的千萬種物質都是由一百多種元素的微粒以不同的方式組合而成。組合方法的本質特點是:任何複雜的事物都是由簡單事物所組成。因此,我們在考慮問題的時候,應盡量將它分解為比較簡單的組成部分,然後再進行不同的組合。
(二)分解與組合
在化學教學中的應用在學習晶體時,關於晶體我們有很多感性的、宏觀的認識,我們發現晶體都具有規則的幾何外形,這是它的宏觀表現,晶體為什麼具有規則的幾何外形呢?這個問題就得好好想想了。我們知道,任何宏觀物質都是由數目巨大的微粒堆積在一66起形成的,是微粒組合之後的結果。如果這種堆積毫無規律可言,那麼這些微粒的巨大的集合體肯定就是淩亂不堪的。隻有微粒間按照一定的規則來排列,才能使晶體有規則的幾何外形。因此,在考慮問題時,我們應設法將微粒集合體分解,探査微粒間的排布規律。在各種不同的晶體中,微粒之間分別是按照何種規則來排列的呢?運用現代教學媒體可以將晶體分解成最基本的單元晶胞,這樣我們就可以清晰地看到離子、原子之間的相對的位置關係,並且可以看到微粒之間是怎樣組合、排列結合形成晶體的。