对“绿色化学——创新实验”的研究
(通化师范学院化学学院,吉林 通化 134000)
摘要:本文通过文献研究法,并基于实验教学的现状,对生活用品在实验中的应用进行了探讨。并得到以下结论:①生活化实验有助于激发学生对化学实验的兴趣以及解决实际问题的能力。②生活化实验需注意实验的生活性、安全性、趣味性、环保性。
关键词:生活化;实验教学;应用与实践
化学是一门以实验为根基的课程,学生通过观察、分析和解决问题来获得化学知识。化学实验是化学发展中最有效、最具活力的材料载体。2017版《化学课程标准》明确指出:在化学教育中最重要的是,让学生亲身体验科学研究的过程,从而挖掘学生的化学思想;为了达到理解物质世界变化规律的教育目的,有必要深深地挖掘出学生学习化学的好奇心[1]。挖掘学生求知欲的最好方法就来自于生活。因此,学生想要很好地认识化学,就需要通过熟悉的生活环境去学习化学。同时,学生需要将所获得的化学经验、科学的研究方法与实践及其应用联系起来。将实验教学内容分解为生活中的事物或现象,这样不仅可以使学生的学习积极性大大提升,还可以更好地将化学知识融入到生活中去。
1实验教学的现状
1.1实验重视结果而忽视过程中的探索
有些教师虽然没有忽视生活化实验教学的重要性,但往往也存在着各种问题。如在进行实验教学时,仅仅只强调实验结果,而忽略了过程的重要性的问题[2]。化学实验本身就是一个探索发现的过程,其中的探索精神非常的宝贵。初次进行化学实验的学生们会对自己的实验操作充满期待。然而,教师们经常匆忙地完成实验过程,并直接告诉学生实验结果是什么。但是事实上,实验结果并不是一成不变的,他有许多的可能性,每个学生在探索化学实验时都会有不同的操作,这导致他们的实验结果也不尽相同。通过这种方式,教师将很难理解化学实验教育的目的是什么。
1.2过于注重实验的形式
科学思维对科学研究至关重要,而科学研究本身需要研究者积极参与并亲身感悟才能实行。然而,现行化学教材中的许多实验都是预先设计好的,并且会有细致的操作过程、注意事项甚至实验结果。在这种情况下,学生只能按照相关要求机械地进行着实验操作,以获得预先设计好的最终实验结果。对于实验的灵魂、实验原理和实验过程,学生就会失去对他们的思考,这将导致学生对化学知识的理解产生很大的阻力。
1.3化学实验器材和药物等资源匮乏
化学实验室资源的匮乏,是实验教学中出现的比较广泛的一个问题。在一些学校,化学教师和相关领导并没有很好的重视化学实验,以至于不能及时完成和更新化学实验教学所需的实验设备和化学用品,从而使化学实验教学很难完美地进行下去,这将会极大地影响化学实验教学,导致学生失去对化学实验的好奇心。特别是在经费较为不足的中学,缺乏实验条件的学校难以进行教师示范实验,也难以让学生自己探索化学实验的乐趣。
2 生活化实验教学的优势
2.1 激发学生学习化学的兴趣
传统的化学实验教育总是忽视学生的参与以及对实验过程的关注。例如,教材中显明的说明了与化学实验相关的方方面面,这虽然方便了教师的教学,却忽视了学生的主体地位,使学生只能通过观看来完成对实验的学习。甚至需要亲自操作的实验也由教师提前准备。学生们几乎不需要理性的思考和分析,只需根据实验讲义有样学样,等待书中描述好的实验现象。在这样的环境下,学生对化学的学习会受到极大的阻碍。兴趣是学生学习的最好的老师,是主动学习的起点。在化学教育中设计贴近日常的化学实验,可以有效的使学生认识到化学知识并非独树一帜,而是与生活息息相关的[3]。
2.2 解决生活问题,增强学生的责任感
在实际教学过程中,我们从分析与化学相关的实际问题出发,通过现象看本质,使学生在掌握知识的基础上,可以解决一些简单的与生活相关的化学问题,将所学的知识应用到生活中,为自己的生活贡献力量[3]。生活化实验与生活的关系就像鱼和水的关系,它能使学生在化学实验探索过程中主动地感知和理解化学知识,进而将感性知识转化为理性知识,逐步培养学生解决实际问题的能力。
2.3 促进化学教师的专业发展
化学教师对教学内容的钻研与开发直接关系到他们在教学领域的影响力。生活化的化学实验的发展对教师的学科水平、教育观念等提出了更上一层楼的要求。教师通过不断挖掘化学实验材料、分析实验内容,以此来提升实验教学的研究能力。
3 生活化实验开发的原则
教师在化学实验教学中要转换现有的教学观念,寻找生活中用于替代化学物品的用品,这有助于开发生活化的实验。教师需要针对自己的教学实践,深入学习教材,从化学教材中寻找能发人深思的知识内容,并将其融合进问题情境,以此触发学生探究的欲望和动机。通过这样的方式,让学生更好的学会节约,提高绿色化学的意识。
3.1 生活性
化学实验教学设计的出发点可以从生活出发,毕竟老话说得好,生活是大家最好的老师。从与自己息息相关的生活中发掘出与化学实验有关的素材以及知识点,巧妙地运用这些素材进行实验,可以更加紧贴学生的生活实际,较之于传统实验更有亲切感、好奇感和熟悉感。
3.2 安全性
化学实验教学要遵循的基本原则中较为重要的则是安全性原则[4]。如果用严格的实验标准来权衡一些生活化实验,那么许多生活化实验的安全性难以得到保障。这就要求教师需要对实验内容进行精挑细选,尽可能的避免有害试剂的使用,加强学生的实验安全意识。教师需要更加的熟练实验内容,在生活化实验开始之前,以此来消除一些可能导致安全隐患的因素,努力确保在学生进行生活化实验时的安全。当然,我们也不能因为吃东西噎住了,就什么也不吃了。教师可以在基于安全的情况下,大胆创新生活化实验[5]。
3.3趣味性
趣味性原则主要是通过将学生的认知规律与生活化实验课堂的教育过程相结合,使生活化实验具有一定的趣味性。要从学生的注意力出发,挖掘出学生学习化学的兴趣。设计问题要符合实际情况,学生在解决这些问题之前需要考虑实际情况。同时问题设置的难度不宜过大,否则会滋生学生学习的无助感,降低学习化学的兴趣。 趣味性原则要求教师需根据真实情况创设情境。如果教育情境缺乏真实性,学生感受不到其真实性,亦会降低学习化学的兴趣。
3.4 环保性
在有生活用品参与的化学实验中,同样会有废水、废气以及固体废弃物产生,如果不能对他们进行一个合理的处理,也会影响我们的环境。因此,环境保护在化学实验中是非常重要的。我们需要思考如何运用化学知识来缓解环境污染的问题,减少污染物对环境的破坏,保护人类赖以生存的生活环境。因此,在设计有生活用品参与的化学实验时,我们可以将生活中失去价值的物品应用到生活化实验设计中,将失去价值的废物找到属于他的价值,用自己的一小步跨出绿色化学的一大步。可见,普通的日常用品也依旧能成为化学实验课的实验手段。
4 生活用品在化学实验应用中存在的问题
4.1 安全性
学生和教师身边的实验安全以及实验室相关的实验安全都是实验安全问题所需要注意的[6]。有日常生活用品参与的化学实验不同于传统的化学实验,当学生处于一个相对自由的状态,那么他们的思想也会随风而动,变得极为活跃,并乐于探索生活化实验中的化学原理和内在实质[7]。在这种状况下,学生们往往会对实验的危险视而不见,教师应重点提醒学生在进行生活化实验时注意安全问题,为学生建立起强大的心理安全感,并为学生创造一个让他们不受伤害的实验环境。
4.2 局限性
虽然在化学实验教学过程中将原本的实验药品替换成生活用品会有很多好处,但是一个事物总是具有两面性,存在好处的同时也存在着局限性。日常生活用品相对于正规化学药品缺少了精密性。在将生活用品用作实验器材时,不能用于需要定量的实验。如果不能达到实验所需要的精度,实验往往会以失败而告终。因此,将日常用品应用于化学实验是在实验资源缺乏的前提下的一种方法。定量实验需要注重精度,而相反的,定性实验可以对精度有一个较大的缓和,最重要的还是其中表现出的现象。
5 将生活用品应用到实验中的策略
5.1 实验物品的生活化
通常来说课堂的教学时间总是不够充足的,这种情况下实验往往会被搁置,老师或许会让学生课后回家自己尝试着实验。若是如此那么新的问题又出现了,如果不能在实验室实验,就会缺少实验所必备的仪器和药品。这时只要提醒学生将生活用品变废为宝,应用到实验中去,就可以很好地解决上述问题。例如生活中常见的调味品醋、盐、糖都可以当成药品;常见的水果蔬菜也能用来做化学电池实验。生活中常见的瓶子、罐子和盒子都可以有它的用法。当学生发现生活中许多的物品都可以用于化学实验时,他们对化学实验的积极性将会有极大地提升,进而很大程度上提高他们的学习兴趣同时也会使他们乐于去寻找更多的生活化素材。
5.2 实验设计的生活化
学生学习路上最好的老师应该是学习兴趣。当出现了有趣的事物时,学生的积极性才会有很大程度上的提高。化学其实在我们的生活中随处可见,许多生活中发生的事都可以用化学知识来解释,相反的化学也能通过生活来显现[8]。由此,我们可以将生活中存在的现象与化学相关联,使他们能相互转换,这可以很好地丰富化学实验设计,同时也能的提升实验的乐趣。
5.3 实验内容的生活化
在化学实验中通过创设真实的生活情境,可以让学生对自己的生活有一个更好的思索[9]。学生们可能不会太注意生活中十分普通的事物,但是当这些事物出现在实验上时,它的意义就完全不同往日了,学生会对它充满好奇和兴趣,此时这些事物就变得意义非凡了,可以让学生认识更多的实验知识,增加他们对实验知识的理解度。例如,粗盐提纯、、碳酸钙与醋酸的反应、生活中一些物品的PH测定、如何去除油污等等,将这些与生活息息相关的实验带入到教学中,可以使化学教学引起很好地反响。将会使学生深深感受到化学的趣味性以及生活的趣味性。
5.4 实验仪器的生活化
化学实验充满着“魔力”以及未知的神奇和乐趣,学生们对这些未知的现象也充满着期待。同时化学实验并不一定要与教材上的一模一样,毕竟书是死得人是活的,我们需要有创新的精神。在理解实验原理的基础上,可以使用替代物来尝试实验,将替代的物品与原物品作比较,可以得出更加让人印象深刻的结果。将一些生活中的物品带入到实验中,去替代原有的实验仪器,这不仅可以使化学课堂更加的生动形象、妙趣横生,还可以让学生在实践中出真知,使实验操作不再那么繁杂与古板,可以较好地发挥学生的创新精神。借助生活中十分常见的物品来替代实验仪器,可以很好的发掘出学生对生活用品的创新精神。
6 结束语
日常生活用品在化学实验中的应用在存在着可取之处的同时也存在着不足之处,但是总的来说,生活用品应用于化学实验中对学生提升化学实验的兴趣有很大的作用。同时可以大大提高学生寻找与化学实验息息相关的生活现象的积极性,并使学生更深入的理解化学的意义,进而发展他们的创新能力与实践能力。并且由学生亲自动手参与的实验操作,可以使学生更好地发现实验的意义以及趣味。通过学生自己对生活的观察可以让他们获得相比常人更多的资源,并能更好的体验学习的乐趣[10]。让学生从生活来,又回到生活中去。
参考文献:
[1]杨欢. 哈尔滨市城市初中化学实验教学的现状调查及策略研究[D].华中师范大学,2015.
[2]蓝峻峰,谢济运.化学实验教学生活化策略[J].柳州师专学报,2010,25(05):107-109.
[3]冯雪琦. 中学生活化学实验开发及教学应用研究[D].南京师范大学,2012.
[4]Yu Wang. The Design and Application Effect of Positioning Plate for Chemical Experiment in University Chemistry Experiment Teaching[C]//.Proceedings of 5th International Conference on Arts,Design and Contemporary Education (ICADCE 2019)(Advances in Social Science,Education and Humanities Research,VOL.341).,2019:1035-1039. DOI:10.26914 /c.cnkihy.2019.043454.
[5]邓鹏超. 高中化学实验生活化教学实践研究[D].江西师范大学,2015.
[6]王爱生,佟岩.挖掘生活资源改进物理实验和教具制作的研究[J].教学研究,2005(06):85-88.
[7]曾联禄. 生活用品在初中化学实验教学中的应用[D].赣南师范大学,2018.
[8]王步轩.生活化视角下高中化学实验学习研究[J].当代化工研究,2018(11):52-53.
[9]韩萍.化学实验教学情境生活化的探讨[J].亚太教育,2016(02):128.DOI:10.16550/j.cnki.2095-9214.2016.02.100.
[10]周兰天. 农村初中开展化学家庭小实验有效性的研究[D].淮北师范大学,2017.