探討高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中怎樣應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)教具
周平均
數(shù)學(xué)學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),尤其是現(xiàn)今使用的新的中學(xué)數(shù)學(xué)課本,多數(shù)數(shù)學(xué)概念、定律等理智數(shù)學(xué)知識(shí)要通過老師引導(dǎo)中學(xué)生自主實(shí)驗(yàn),觀察剖析,綜合思索,就能實(shí)現(xiàn)理解把握,能夠使中學(xué)生從生活邁向化學(xué),從數(shù)學(xué)邁向社會(huì)。化學(xué)教學(xué)時(shí)要以化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為出發(fā)點(diǎn),要以實(shí)驗(yàn)器材為精簡易取、經(jīng)濟(jì)便宜、貼近生活,實(shí)現(xiàn)低成本實(shí)驗(yàn)教具的活制活用,作為幫助中學(xué)生探究化學(xué)知識(shí)的橋梁。
一、自制低成本實(shí)驗(yàn)教具,開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新特色
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常常跟我們的生活聯(lián)系非常密切,所需的材料比較簡單易找。因而,作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)班主任應(yīng)當(dāng)具備自制教具舉辦低成本實(shí)驗(yàn)的能力。學(xué)會(huì)借助日常生活中的現(xiàn)有物品及中學(xué)生身邊的物品來做實(shí)驗(yàn)。諸如,用水和玻璃做光的色散實(shí)驗(yàn),在玻璃上滴上一滴水做凸透鏡等。這種器材中學(xué)生都十分的熟悉,隨手可得,更有利于使中學(xué)生明白數(shù)學(xué)就在身邊,化學(xué)與生活聯(lián)系十分緊密。另外,還可以組建課外活動(dòng)小組舉辦各類課外科技活動(dòng),讓中學(xué)生自己找身邊的材料動(dòng)手做一做,如自制小孔成像演示儀低成本物理實(shí)驗(yàn)的研究與開發(fā),并讓中學(xué)生演示現(xiàn)象,體會(huì)化學(xué)知識(shí)的精妙,提升學(xué)習(xí)的興趣。
低成本實(shí)驗(yàn)取材簡單,經(jīng)常使用耗費(fèi)極少的日常用具甚至廢棄物品代替實(shí)驗(yàn)室專用器材,因而要擅于發(fā)覺身邊的“低成本實(shí)驗(yàn)”。諸如,用紙杯做個(gè)簡易的電話,還可以做個(gè)小孔單反、用鐵釘和木板做的壓力小桌等。并且,更值得欣賞和倡導(dǎo)的不是實(shí)驗(yàn)器材的簡單取代,而應(yīng)當(dāng)是實(shí)驗(yàn)裝置的簡化。由于“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與實(shí)驗(yàn)裝置的復(fù)雜程度成正比”。而實(shí)驗(yàn)裝置的簡化,非常要對一個(gè)先前已不太復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置做進(jìn)一步的簡化,實(shí)際上不是一件簡單的工作。諸如,我們曉得,直流電動(dòng)機(jī)中有一個(gè)被稱為其構(gòu)造特點(diǎn)的重要部件——換向器,它的作用就是在定子線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)周期性地改變輸入電壓的方向,使線圈得以持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)。假如想把這個(gè)本不非常復(fù)雜的換向器也省掉,即要設(shè)計(jì)一個(gè)簡化的、不用換向器的電動(dòng)機(jī):用漆包線繞一個(gè)三匝左右的方型線圈,兩抽頭坐落其中兩對邊的正中間且在同一條直線上,把線圈放在兩個(gè)前后并排固定在泡沫板上的M型導(dǎo)電金屬架上,當(dāng)線圈平衡時(shí),以漆包線抽頭和導(dǎo)電支架接觸點(diǎn)為半圓頂點(diǎn),其上將兩個(gè)抽頭端的漆刮去半邊,注意兩端刮去的漆應(yīng)在同側(cè);將線圈置于金屬架上,在線圈下放揚(yáng)聲器,紙盆向上(廢揚(yáng)聲器上有吸鐵石)。再給兩金屬架分別通上正負(fù)電源,線圈將會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)上去,倘若不動(dòng)推一下,或檢測一下,確保刮去半邊漆后漏出的鋁線接觸到了導(dǎo)電支架。這就是一個(gè)簡易的電動(dòng)機(jī)模型了。如圖:
應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)可以不斷改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn),提高演示實(shí)驗(yàn)的趣味性、直觀性,啟發(fā)中學(xué)生思維,加深對化學(xué)概念的理解。
比如,在“壓強(qiáng)”的教學(xué)中,為使中學(xué)生弄清壓力、受力面積和浮力這兩者的關(guān)系,向中學(xué)生舉了雜技演出的人壓釘板一例。提問中學(xué)生“人體為何沒有被釘戳破皮膚?”許多中學(xué)生覺得是練下來的“硬工夫”。可以用如下的演示實(shí)驗(yàn)來找尋答案,出示兩塊木板,一塊木板上裝有三到四顆鐵釘,另一板上裝上密密媽媽的許多同樣的鐵釘,把盛滿紅水的同尺寸的兩個(gè)薄塑膠封口袋,分別輕輕放到兩板的鐵釘上,讓中學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)果放到三到四顆鐵釘上的薄塑膠封口袋被戳破,紅水流出,另一袋沒被戳破,為何會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?要求中學(xué)生從課本中找出答案,得出實(shí)驗(yàn)推論:在壓力一定的情況下,降低受力面積可以減少浮力,所以雜技藝人可以躺在密密的鐵釘板上,安然無恙。這樣既可以活躍課堂氛圍調(diào)動(dòng)中學(xué)生的興趣,又能使中學(xué)生弄清壓力、受力面積和浮力這兩者之間的關(guān)系。
應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)還可以創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn),讓中學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)概念,突破教學(xué)難點(diǎn)。諸如,巧用兵乓球化解壓強(qiáng)教學(xué)中的難點(diǎn)實(shí)驗(yàn):壓強(qiáng)方向總是豎直向下的。壓強(qiáng)的方向在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中,沒有專門的實(shí)驗(yàn)直觀顯示,中學(xué)生雖能理解壓強(qiáng)的方向是向下的,但理解“總是豎直向下的”就有一定的困難。為了突破這一難點(diǎn),可以設(shè)計(jì)如下一個(gè)實(shí)驗(yàn),讓中學(xué)生眼見為實(shí)。將軟線的一端用透明膠固定在兵乓球上,線的另一端固定在一個(gè)去了底的可樂瓶口(口用木塞塞好),往可樂瓶中灌水,兵乓球浮在水底,此時(shí)系著兵乓球的線是豎直的,說明兵乓球遭到水的壓強(qiáng)是豎直向下的。將可樂瓶傾斜,系兵乓球的線一直是豎直的,說明兵乓球遭到的壓強(qiáng)仍是豎直向下的。向不同方向傾斜可樂瓶,會(huì)聽到線總是豎直,所以壓強(qiáng)方向“總是豎直向下”的。課后還可以布置中學(xué)生回去找器材自制,并進(jìn)行賽事看誰材料選定得巧,實(shí)驗(yàn)演示療效好。
在應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)借助日常用具進(jìn)行小制做時(shí),要手腦并用,重在創(chuàng)新。諸如,做阿基米德原理實(shí)驗(yàn),缺乏溢杯子,可以組織中學(xué)生用一次性紙杯,在杯底插入一根吸管,吸管口高于杯口便可制成一個(gè)簡易的溢杯子。
再如,用搜集到廢鋁鋸床可以做許多實(shí)驗(yàn)。諸如,震動(dòng)發(fā)聲;聲調(diào)跟頻度的關(guān)系;音調(diào)跟振幅的關(guān)系;力使物體形成形變;磁化、磁極間的互相作用等。
還有,通過搓手發(fā)熱的活動(dòng)來體會(huì)磨擦生熱;用手打椅子,手倍感痛,說明力的作用是互相的。用手將空瓶子(或皮球)漸漸壓入盛水的盆中,讓中學(xué)生體會(huì)手指受力的變化。因而初步體驗(yàn)物體排水多少與壓強(qiáng)大小的關(guān)系。還可以用盛水的玻璃杯和球狀燒杯取代凸透鏡來研究成像規(guī)律;用盛水玻璃杯取代三棱鏡觀察太陽光的色散;透過小水滴觀察電視螢光屏上的三原色等。
其實(shí),中學(xué)數(shù)學(xué)教材的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)及課外小實(shí)驗(yàn)已產(chǎn)生一個(gè)完整的體系,做好這種實(shí)驗(yàn),使中學(xué)生在知識(shí)、智能、技能等方面的綜合素養(yǎng)得到較好地發(fā)展,因而能夠真正實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素養(yǎng)教育轉(zhuǎn)軌的效能。而低成本實(shí)驗(yàn)在中學(xué)的舉辦除了適應(yīng)了新教材的課改理念,也填補(bǔ)了一些中學(xué)儀器的不足,更將使中學(xué)生學(xué)因而用,將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,應(yīng)用到實(shí)踐中,既鞏固了知識(shí),又使所學(xué)的知識(shí)得到升華。讓中學(xué)生恣意感受“從生活邁向化學(xué)”的樂趣。
二、寓美育教育于化學(xué)課堂,彰顯低成本實(shí)驗(yàn)教育新特性
在理科教育變革中,有一種令人深思的趨于,這就是無論是在發(fā)展中國家還是在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,都主動(dòng)運(yùn)用低成本的器材,如日常生活的用具、玩具、廢料、邊角料來制做小制做,即開發(fā)低成本小制做、小實(shí)驗(yàn),這其實(shí)與現(xiàn)代科技現(xiàn)代化的發(fā)展不相稱,這些求樸返真,是由自制教具等小實(shí)驗(yàn)的教育特性所決定的。
低成本實(shí)驗(yàn)教具有如下特征
1.價(jià)廉經(jīng)濟(jì)。因?yàn)樗S手取材,班主任和中學(xué)生自己制做,成本價(jià)廉,有利于普及,非常對偏遠(yuǎn)山區(qū)和貧苦農(nóng)村,自制低成本教具是解決資金匱乏的得力舉措。
2.易視親切。因?yàn)槿〔挠谥袑W(xué)生身邊熟悉的東西并且制做又比較簡單,因而有利于清除中學(xué)生實(shí)踐研究的神秘感,迸發(fā)中學(xué)生參與活動(dòng)和學(xué)習(xí)的興趣,這是迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的鎖匙,這正是許多中學(xué)生喜歡自制教具的直接誘因。
3.簡單明了,便于闡明事物的本質(zhì)特點(diǎn)。因?yàn)檫@種教具主要是班主任或中學(xué)生在班主任的指導(dǎo)下完成的,班主任對教學(xué)的須要感受沉痛,力圖使設(shè)計(jì)符合中學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。因而應(yīng)用它的教學(xué)療效通常都比較好。
4.蘊(yùn)涵創(chuàng)造教育誘因。因?yàn)榻叹咦约褐谱?常常在構(gòu)思.在取材或在局部結(jié)構(gòu)方面可以有自己的特性和個(gè)別改進(jìn),或則在制做過程中遇見這樣那樣的問題,須要自己解決,會(huì)給中學(xué)生以創(chuàng)造的啟示,有效地開發(fā)中學(xué)生的智力和發(fā)展良好的、非智力誘因。同時(shí),中學(xué)生在做的過程中得到了動(dòng)手的鍛練,而當(dāng)作功時(shí)將具有極大的成就感,這除了迸發(fā)了中學(xué)生的興趣,在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)方面也將起到極大的作用。因而,低成本實(shí)驗(yàn)教具有現(xiàn)代教育思想的本質(zhì)特點(diǎn),彰顯了精神的現(xiàn)代化(其實(shí)也不排除采用現(xiàn)代化的物質(zhì)和技術(shù)),具有強(qiáng)悍的生命力,才能得以廣泛的舉辦。
通過前面的事例,我們還可以覺得:低成本實(shí)驗(yàn)教具,是低成本而智慧不低,成本低而價(jià)值不低,簡單操作可引起創(chuàng)新思維。使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各類化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以拉近數(shù)學(xué)學(xué)與生活的距離,讓中學(xué)生沉痛地感遭到科學(xué)的真實(shí)性,感遭到科學(xué)和社會(huì)、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。另一方面,要大力開發(fā)和借助日常生活用具作為教學(xué)用品,因?yàn)槟切┪锲吩镜挠猛静⒉皇沁M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),所以這些做法本身就是一種創(chuàng)新。其實(shí)借助日常生活用具做實(shí)驗(yàn),對我們班主任的業(yè)務(wù)素養(yǎng)要求較高。除了自己要?jiǎng)邮謪⑴c設(shè)計(jì)和制做,還須要指導(dǎo)和幫助中學(xué)生進(jìn)行小制做、小發(fā)明。除了須要專業(yè)知識(shí),還須要一定的動(dòng)手能力。所以強(qiáng)化班主任知識(shí)培訓(xùn)和專業(yè)素養(yǎng)培訓(xùn)也是十分重要的。只有我們老師有較強(qiáng)的知識(shí)能力和專業(yè)素養(yǎng)低成本物理實(shí)驗(yàn)的研究與開發(fā),能夠掌握教材,施行低成本器材教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新型中學(xué)生。
(作者系松煙學(xué)校班主任)