《普通高中化学课程标准》提出“过程与方法”目标,实质是要求变革培养化学人才的模式,目的是发展学生的实践能力和创新精神。化学实验教学作为一种实践活动,是达成“过程与方法”目标的有效途径。但从实验教学的实施情况来看,教师对课程标准的重视和学习程度不足,忽略学生对学习过程的体验及学习方法的习得,使实验教学中“过程与方法”目标难以有效达成。因此,笔者认为有必要对化学实验教学中“过程与方法”目标的达成策略进行深入探讨。

一、发挥化学实验的认识论功能,有效达成“过程与方法”目标

化学实验教学作为一种实践活动,在学生化学知识构建过程中发挥着重要的认识论功能。教学中,教师要认识到化学实验的认识论功能,积极创设实验教学的时间、空间条件,引导学生做好探究性实验和验证性实验,让学生在动手“做科学”的过程中学习、理解化学知识,提高学科素养,有效达成“过程与方法”目标。

1.在探究性实验中达成“过程与方法”目标

例如,对“原电池形成条件”的认识。首先,教师提问:构成原电池的基本条件是什么?然后,学生利用相关实验用品进行实验探究。教师引导学生对实验事实进行整理得出构成原电池的条件:①自发的氧化还原反应。②两种活动性不同的导体。③电解质溶液。④形成闭合电路。最后,运用所学知识判断Fe-C与NaCl溶液能否构成原电池。在系列探究过程中,学生领略到科学家研究化学问题的科学方法,运用科学方法解决实际问题,使知识掌握与能力提高有机融合,有效达成了“过程与方法”目标。

2.在验证性实验中达成“过程与方法”目标

研究性学习小组在研究影响化学反应速率的因素时,取3.0mol/L盐酸和1.5mol/L硫酸各2mL于两支试管中,分别加入大小、纯度相同的铝片进行实验。实验事实与学生原有认识“铝能与稀硫酸、稀盐酸反应放出氢气”发生了冲突。面对这一矛盾,提出问题:为什么Al与稀硫酸、稀盐酸反应现象不同?接着,教师引导学生分析两个反应的异同点,提出猜想:Cl-促进铝表面的氧化膜与H+反应;SO42-阻碍铝表面的氧化膜与H+反应。最后,学生验证猜想:继续往硫酸试管中滴BaCl2溶液,反应速率逐渐加快,直到铝片耗尽,证明猜想正确。学生在实验过程中,形成了严谨的科学态度,发展了实践能力和创新精神,有效达成了“过程与方法”目标。

二、发挥化学实验的方法论功能,有效达成“过程与方法”目标

化学实验不仅具有认识论功能,还在感性认识化学科学的过程中发挥着重要的方法论功能。教学中,教师要认识到化学实验的方法论功能,创新实验教学,对学生进行科学方法和科学思维训练,有效达成“过程与方法”目标。

1.在控制实验条件中达成“过程与方法”目标

例如,在化学2第2章第3节“化学反应的速率和限度”中,教材设置了以“双氧水分解”为例,设计实验探讨化学反应速率与温度、催化剂的关系来学习控制变量法。首先,为学生提供实验用品,然后,从下列四个方面对学生进行方法指导: ①研究一种影响因素时,至少要设计两个对比实验;②实验现象要易于观察、比较反应快慢;③研究某一影响因素时,要控制其他因素不变,即控制好单一变量;④设计实验要遵循科学、可行、安全、简约等基本原则。学生根据这些要求,设计合理的实验方案并进行实验,学会了控制变量的科学研究方法,有效达成了“过程与方法”目标。

2.在实验测定中达成“过程与方法”目标

指导,引导学生根据实验事实,分析出用科学仪器能测量的性质有:硫酸浓度的变化,H+浓度的变化,锌粒质量的变化,相同质量锌粒完全溶解所需时间,收集相同体积气体所需时间,相同时间内收集气体的体积,溶液的电导变化、反应的热量变化等。最后,指导学生选择适宜的测定方法进行实验,并对测量结果进行分析。通过亲自体验,学生掌握了实验测定的科学研究方法,有效达成了“过程与方法”目标。

学科素养形成的关键是三维目标的达成,“过程与方法”目标是达成其他目标的中介和桥梁。教学中,教师只有深刻理解化学实验的课程价值,深入挖掘教材中每一个实验的认识论和方法论功能,合理运用自主、探究、合作的学习方式构建实验方法体系、突出实验能力培养、加强理性思维训练,才能有效达成“过程与方法”目标。

作者单位 陕西省咸阳市实验中学