启发式教学在化学实验教学中实践

前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的启发式教学在化学实验教学中实践,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。

启发式教学在化学实验教学中实践

摘要:传统的大学基础化学实验教学,以教师简要讲解、学生动手完成验证性实验为主,以此达到理论与实验的验证统一,但也存在一定的弊端,不能适应当前创新性人才培养的需要。在大学基础化学实验教学中贯彻启发式教学,有助于激发学生学习的主观能动性,培养学生发现问题、分析问题的能力,化学生被动做实验为通过实验主动解决科学问题。因此,非常有必要在高校基础化学实验教学中应用启发式教学模式。

关键词:启发式教学;实验教学;基础化学

1背景

教学是师生双向交流、互动并以传递知识、启迪智慧的有规律的课堂活动。传统的教学实施以教师教授为主,非常鲜明的突出了以教师为主体的教学活动过程,教学内容、教学目标相对具体和程式化。而探究式教学则刚好与之相对,探究式教学突出学生学习的主观能动性和对未知知识的探索过程,教学内容有方向性,存在一定的不确定性和灵活性。这两种教学模式各有所长,有时也会交替运用。启发式教学,综合了上述两种教学模式的优点,既兼顾了教师的教学主导作用,也凸显了学生创造性学习的主体地位,在现代高等教育教学中发挥了重要的作用[1-3]。启发式教学是指教师在教学过程中,根据既定的教学任务,从学生的实际情况出发,采用多种方式启发学生思维,调动学生主动、积极地参与学习过程,促使学生生动活泼的学习[4]。在大学的化学实验课程中,引入启发式教学模式,使得化学实验课程生动、有趣,很大程度上激发了不同专业的本科生学习化学实验的兴趣和激情,扭转了传统的讲授实验、机械重复教材上的实验等不良局面,可以较好地改变基础化学实验教学效果,提升非化学专业学生学习化学和化学实验的动力[5-6]。基础化学实验中的启发式教学,对教师和学生双方都有较高的要求[7-8]。首先,学生要对实验进行预习,要熟悉实验的主要内容,研究的方法和过程,还要求学生具备开展该实验的前期基础,因为在后续的启发式教学过程中,要求运用已学知识应用到当前实验目标中来,学生应该撰写预习报告,并将有疑问的地方、有不清楚的环节、或有其他改良的地方,都应该记录下来,在课程实施中讨论、解决。其次,对教师也有明确的要求,化学实验课教师应该非常熟悉要开展的实验教学内容,能通过已学知识来正确引导学生,达到教学目标。这就要求教师掌握教授实验内容的逻辑性,在不同的地方设置启发性提问,以促进学生思考和解决困难。教师还应设置好情境,给出适当的提示,以及必要的相关基础知识等。只有上述主-客体都做好了相应的教学前准备,启发式教学才能达到预期的效果[9]。以昆明理工大学基础化学实验中心为例,在全校的基础化学实验教学中,在不同专业中采用启发式教学开展基础化学实验教学工作,不仅激发了非化学专业学生学习化学实验的兴趣,还一定程度推动这些学生学习化学基本理论,这对各专业学生学习专业基础课十分有益,比如冶金专业、矿物加工专业、材料专业等本科生,为今后学习专业打下夯实的化学基本功底。以我校化学实验教学为例,介绍以下几种启发式教学模式。

2问题启发式化学实验教学

问题启发式教学是以问题为主的启发式教学,而不是提问式的教学[10]。学生要带着问题来做实验,通过实验来解决问题。教师要从实验目的、原理、步骤和细节多维度提出问题,启迪学生思考,问题之间要有逻辑性和层次性,以便于学生层层递进,逐步解决问题。以“高锰酸钾标准溶液的配制和标定”为例:教师应该结合下列反应式,进行启发式提问:(1)高锰酸钾是基准物质吗?(2)由于高锰酸钾的活泼性和不稳定性,那么新配制的高锰酸钾是否能直接使用呢?该溶液应如何处理呢?结合下列反应方程式,一系列的细节知识点都迎刃而解。4MnO4-+2H2O=4MnO2↓+3O2↑+4OH-2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O在标定的过程中,(3)这个反应能有效进行吗?什么做指示剂呢?接着追问,(4)该反应是在大量氢离子的参与下发生的,因而要如何控制溶液的酸度?这样就引导学生解决了滴定时所有细节的注意,从而较为完整的掌握该标定反应以及高锰酸钾性质。

3对比启发式化学实验教学

对比启发式化学实验教学,是将非常相似的实验研究内容进行对比分析,从而让学生思考这些实验内容的异与同,可以更加清楚的认识实验的本质。以无机及分析化学实验中的“硫酸铜的制备”和“硫酸铜中铜含量的测定”两个实验为例,做如下对比,如表1所示。上述两个实验在开展实验教学的同时,教师要非常熟悉先前开展过的实验内容,能梳理两个实验主要考察的内容和分别涉及到的知识体系,并有针对性地进行对比,并进行启发式的提问:(1)如何借用二价铜离子的氧化性测定固体试样硫酸铜中铜的含量?(2)所采用的滴定分析方法中,二价铜离子是如何实现对碘离子的氧化的?(3)淀粉指示剂加入的时间及变色的情况如何?(4)与硫酸铜的制备实验相比,实验性质有哪些差别?老师可以给出空表,让学生通过实验准备,系统梳理上述知识点,上述表格的完善,将非常有利于学生全面掌握无机及分析化学的实验内容,通过对比的形式,记忆深刻,且该学习方法非常有利于后续内容的进一步开展。

4分解启发式化学实验教学

对于复杂的化学实验,采用路线图、流程或任务分解的方法,有助于学生快速掌握实验的主要内容,也便于分工协助,如图1所示。此外,采用任务分解的启发式实验教学,也有利于师生抓住重点、弄清难点。以“重量分析法测定氯化钡中钡含量”的实验为例,该实验可以分解为三个模块,并启发式提问:(1)沉淀制备时,加入的盐酸和硫酸的浓度有什么要求?为什么要在热的溶液中加入热的硫酸溶液?为何要检测上清液中的钡离子?(2)过滤时应使用什么滤纸?洗涤沉淀时应注意哪些?怎样检测洗涤液中氯离子?(3)如何得到空坩埚的准确质量而不影响硫酸钡的称量?高温灼烧的温度和时间有什么要求?通过上述任务分解和启发式提问,学生全面了解实验的目的和流程,知晓各环节的注意事项。对于这样一个综合性化学实验,进行任务分解和有针对性的发问,是解决这一类实验教学的有效手段。

5结论

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是大学本科生获取化学知识的基本途径之一,化学实验教学不能生搬硬套,照本宣科。化学实验的教学要引导学生发现问题、思考问题、解决问题。启发式教学运用在化学实验教学中,非常有利于调动学生思考的积极性,并逐步养成发现问题、思考问题、探讨问题、解决问题的学习习惯,是化学生被动做实验为通过实验主动解决科学问题的有效方法,并取得良好的实验教学效果,建议在基础化学实验教学中广泛推广启发式教学模式。

作者:刘智敏 许志刚 单位:昆明理工大学理学院