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一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要意義
1.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是一種特殊的意識(shí)傾向,是產(chǎn)生動(dòng)機(jī)的重要主觀原因。
良好的學(xué)習(xí)興趣,是求知欲的源泉,是思維的動(dòng)力。化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)具有千變?nèi)f化的現(xiàn)象。學(xué)生剛接觸化學(xué),用千變?nèi)f化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來吸引學(xué)生,是喚起初中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段。在化學(xué)入門課中可增添一系列趣味性實(shí)驗(yàn)。如,“捉迷藏”“魔棒點(diǎn)燈”“雨落紅花開”“巧點(diǎn)蠟燭”“巧洗燒杯壁的白色固體”,等等。隨后向?qū)W生提出一系列日常生活實(shí)例的設(shè)問,使學(xué)生覺得現(xiàn)有的知識(shí)不夠用,從而激發(fā)他們的求知欲,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣,樹立學(xué)好化學(xué)的決心。
2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
觀察是認(rèn)識(shí)的窗口,是思維的前提。對(duì)于事物,如果沒有敏銳而細(xì)致的觀察,就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要教給學(xué)生觀察的方法,如觀察要有明確的目的和重點(diǎn),要自始至終,從明顯到細(xì)微的變化都必須認(rèn)真地、細(xì)致地觀察,要提醒學(xué)生注意排除其他因素的干擾,要求學(xué)生實(shí)事求是地做好實(shí)驗(yàn)記錄。
3.培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
在課堂上做演示實(shí)驗(yàn),教師須設(shè)計(jì)一系列問題,要由淺入深、由表及里。在教學(xué)中循循善誘,適時(shí)點(diǎn)撥,逐步培養(yǎng)學(xué)生具體、全面、深入地認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性的能力,使學(xué)生的思維從表象到本質(zhì),從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)。
4.培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn),通過探究性實(shí)驗(yàn),可
以使學(xué)生探究自己還未認(rèn)識(shí)的世界;幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理
解和鞏固化學(xué)知識(shí);掌握實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面;培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰?,使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)策略
1.重視實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡慕虒W(xué)
每次實(shí)驗(yàn)都要有明確的目的,實(shí)驗(yàn)課自始至終都應(yīng)圍繞如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩M(jìn)行,但大部分學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)只簡(jiǎn)單照抄書上的實(shí)驗(yàn)步驟,而不注重實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡念A(yù)習(xí),因而不可避免地出現(xiàn)了心中無數(shù),盲目地照方抓藥等現(xiàn)象,使實(shí)驗(yàn)課教學(xué)流于形式。為了改變這種狀況,我除了反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹匾?,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告上寫出外,還在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常提問。在課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí),我常問學(xué)生:課本為什么要安排這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)?即使在考試題中,我也常列出一段內(nèi)容,讓學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?jīng)過這樣的訓(xùn)練,大大增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目的性,減少了盲目性,從而使學(xué)生做到了心中有數(shù)、有的放矢,為從根本上發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)能力提供了基礎(chǔ)。
2.讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
高中化學(xué)教材安排的實(shí)驗(yàn),是教學(xué)大綱的規(guī)定,教師一般不得隨意更改(有時(shí)可補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的也是不可變的,但如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒▍s是多種多樣的。我要求每個(gè)學(xué)生必須自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,這樣一來,學(xué)生的積極性空前高漲,為了把自己的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好,對(duì)其中搞不清的問題,有的問老師,有的和同學(xué)討論,有的去圖書室查資料。以前我總強(qiáng)調(diào)要認(rèn)真看課本內(nèi)容,但學(xué)生總不在意,這時(shí)不得不認(rèn)真仔細(xì)翻閱教材了。這樣也讓學(xué)生全面了解了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟,控制實(shí)驗(yàn)的條件和使用的儀器以及其他許多注意事項(xiàng)了。
3.組織討論,確定最佳方案
學(xué)生設(shè)計(jì)出的方案雖然費(fèi)了大量的心血,但畢竟五花八門,差別也大,為了使較差的學(xué)生有所提高,較好的學(xué)生進(jìn)一步明白易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)有哪些,我組織學(xué)生分小組討論,選出最佳方案,并在班上評(píng)講,以此作為實(shí)驗(yàn)操作的基本方案。
4.結(jié)合第二課堂,小結(jié)回顧
在學(xué)生做完自己的實(shí)驗(yàn)后,老師安排學(xué)生在課余時(shí)間分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和出現(xiàn)的問題,小結(jié)實(shí)驗(yàn)情況。有些實(shí)驗(yàn)還可在第二課堂安排補(bǔ)充性實(shí)驗(yàn),如CaCO3在酸中的溶解,可讓學(xué)生回家做雞蛋游泳、對(duì)澄清石灰水不斷用口吹氣、除去鍋垢等小實(shí)驗(yàn);CO的性質(zhì)可讓學(xué)生觀察燈火;氣體在水中的溶解可安排學(xué)生觀察家里燒開水的現(xiàn)象。另外,在第二課堂再安排一些趣味實(shí)驗(yàn),如噴霧顯字、清水變色、自制焰火、蛋入小瓶、魔棒點(diǎn)火、神火寫字等,以增強(qiáng)學(xué)生的興趣,寓教于樂。
【摘 要】本文分別從加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新,提高學(xué)生的探究興趣和創(chuàng)新興趣;通過演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,提高生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力等方面對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞 高中化學(xué);創(chuàng)新性;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的魅力所在,也是鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力的重要方法,不僅可以能使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)形象,使難以理解的知識(shí)變的易于接受,還可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)思維能力。下面本文筆者從通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的探究能力;提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力等三個(gè)方面探討了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性研究。
一、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新,提高學(xué)生的探究興趣和創(chuàng)新興趣
“興趣是最好的老師”,是推動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中積極創(chuàng)新、不斷探索的最強(qiáng)大最直接的動(dòng)力源泉。通過各種方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)提高化學(xué)課堂教學(xué)效果會(huì)起到至關(guān)重要的作用?;瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,天然的具有這樣的優(yōu)勢(shì)。在化學(xué)的教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際情況在課堂教學(xué)中適時(shí)的引入創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),利用實(shí)驗(yàn)的直觀性與趣味性來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣往往會(huì)起到事半功倍的效果。學(xué)生在對(duì)新鮮事物好奇心的驅(qū)使下,主動(dòng)的去學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析解決化學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的問題,從而在無形中培養(yǎng)提高了學(xué)生的探究能力??梢哉f創(chuàng)新性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能讓學(xué)生在“興趣”中學(xué)習(xí)知識(shí),在“快樂”中掌握知識(shí),充分體現(xiàn)“寓教于樂”的教學(xué)理念。
例如,筆者在教授高中化學(xué)必修一《氧化還原反應(yīng)》這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容時(shí),就在課堂教學(xué)中引入這樣一個(gè)“玻棒點(diǎn)火”趣味的實(shí)驗(yàn):用藥匙取少量粉末狀的高錳酸鉀,成小堆型放在玻璃片。用玻棒先蘸一下濃硫酸,再粘少許高錳酸鉀粉末。然后接觸酒精燈的燈芯,燈芯就立即燃燒起來。這是一個(gè)非常規(guī)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同學(xué)們看到后自然會(huì)想在沒有明火的條件下是什么原因使燈芯能燃燒起來呢?在教師的引導(dǎo)下,他們就主動(dòng)的去尋找答案,搞清楚化學(xué)現(xiàn)象背后的原理:高錳酸鉀和濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的七氧化二錳。它一碰到酒精立即發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng),放出的熱量使酒精達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒。這樣他們不但掌握了氧化還原反應(yīng)這一知識(shí)點(diǎn),還有效的提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
在課本上并沒有這樣的創(chuàng)新性小實(shí)驗(yàn),教師可以適時(shí)的設(shè)計(jì)這樣的小實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生掌握某一類化學(xué)知識(shí),同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,讓學(xué)生更加積極主動(dòng)的投入到化學(xué)課堂之中,從而極大的增強(qiáng)了化學(xué)教學(xué)的有效性,提高學(xué)生分析問題,探究問題的能力。
二、通過演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
高中化學(xué)教材中有許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。它的特點(diǎn)是用實(shí)驗(yàn)方法來論證已學(xué)過的化學(xué)知識(shí)是否準(zhǔn)確。在一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生處于被動(dòng)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,灌輸式接受知識(shí)的狀態(tài),教師在演示這樣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí),只能死扣教材,用什么試劑和儀器,怎樣搭建裝置,實(shí)驗(yàn)分成幾步做都說得很死。實(shí)驗(yàn)過程中,只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而輕視實(shí)驗(yàn)過程,僅僅結(jié)果來說明要講授的內(nèi)容;只注重實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,而忽視研究問題的方法和對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)J綄?duì)學(xué)生的邏輯分析能力、創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)沒有起到對(duì)應(yīng)的作用。隨著高中課程教學(xué)的不斷改革,教材中將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為創(chuàng)新探究性實(shí)驗(yàn),可使學(xué)生在情景中進(jìn)行科學(xué)探索,讓學(xué)生處在一種主動(dòng)分析知識(shí),解決問題的狀態(tài)。教師咋實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)積極的利用這種變化,創(chuàng)新性演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新求知欲,還可以使學(xué)生自覺的成為課堂的主體。
人教版高中化學(xué)選修五中《糖類》的“科學(xué)探究”欄目有一個(gè)這樣的探究性實(shí)驗(yàn):“葡萄糖是醛糖,具有還原性。果糖是酮糖,是否也像葡萄糖一樣具有還原性?請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究果糖是否具有還原性”。而根據(jù)之前所學(xué)過的知識(shí),葡萄糖具有還原性,因?yàn)樗姆肿咏Y(jié)構(gòu)中具有的醛基,而具有醛基的化合物都有較強(qiáng)的還原性。教材中也演示了兩個(gè)證明葡萄糖有還原性的實(shí)驗(yàn):一是葡萄糖溶液與新制的銀氨溶液發(fā)生反應(yīng),有銀鏡現(xiàn)象;二是葡萄糖溶液與新制的氫氧化銅反應(yīng),有磚紅色現(xiàn)象。但是用果糖溶液代替葡萄糖溶液做同樣的兩個(gè)試驗(yàn),卻可以得到同樣的試驗(yàn)結(jié)果。這是否與酮沒有還原性相違背呢,在演示這樣的試驗(yàn)時(shí),應(yīng)利用這種非正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考,積極的去查找資料,激發(fā)學(xué)生自己去尋找答案,提高學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣。
在實(shí)際的教學(xué)過程中,教師應(yīng)積極的根據(jù)教學(xué)試驗(yàn)中涉及到的問題,引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,提出解決方案,促使學(xué)生去查閱資料、去分析思考,這樣可以避免讓學(xué)生沉浸在“看熱鬧”的狀態(tài),讓學(xué)生在問題的激發(fā)下,根據(jù)自己所掌握的化學(xué)知識(shí)來判斷問題、解決問題,從而不斷提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和化學(xué)探究能力。
三、讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,提高生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力
“聽到、看到,不如做到”,實(shí)踐是學(xué)生最好的老師。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,讓學(xué)生引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案,能更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。波利亞說:“學(xué)習(xí)任何知識(shí)的最佳途徑是由自己去發(fā)現(xiàn),因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)理解最深刻。也最容易掌握其中的內(nèi)在規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系?!币虼?,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,教師不必事事親躬,多給學(xué)生一些開放的空間,讓學(xué)生去實(shí)踐、去體驗(yàn),讓學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí),提高自己的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。
例如,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,筆者提出了這樣的問題,讓學(xué)生設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案:現(xiàn)在有一種混合氣體,其成分可能是SO2和CO2的混合氣體,也可能是H2S和CO2的混合氣體?,F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)時(shí)有這樣一些試劑和實(shí)驗(yàn)儀器供同學(xué)們使用,濃、稀2種品紅溶液,濃、稀2種溴水,澄清石灰水,濃、稀2種鹽酸溶液、試管氣體發(fā)生裝置,洗氣瓶、試管洗氣裝置。請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案分析混合氣的組成。問題提出后,筆者留下了充足的時(shí)間讓學(xué)生探討、交流,讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力,設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案。
在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)不是教師直接“給予”的,而是給學(xué)生營造了一個(gè)開放性、施展學(xué)生個(gè)性的平臺(tái),更好地提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。
四、結(jié)束語
總之,在高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要重視對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新讓學(xué)生主動(dòng)思考,積極參與,不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力,在創(chuàng)新和探究的過程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,從而讓學(xué)生在掌握化學(xué)知識(shí)的同時(shí)提升學(xué)習(xí)能力,增強(qiáng)創(chuàng)新精神。
參考文獻(xiàn)
[1]李愛玲.關(guān)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的一些探討[J]- 魅力中國2013(25)
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué) 實(shí)踐活動(dòng) 創(chuàng)新能力
創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂,是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)永不枯竭的動(dòng)力。而開展綜合實(shí)踐活動(dòng)旨在讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際、聯(lián)系社會(huì)實(shí)際,通過親身體驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí),積累和豐富直接經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和終身學(xué)習(xí)的能力。創(chuàng)新能力培養(yǎng)是化學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)任務(wù)之一。那么,我們?cè)鯓又笇?dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)踐活動(dòng),以培養(yǎng)創(chuàng)新能力呢?
一、通過做“趣味化學(xué)”實(shí)驗(yàn),提高動(dòng)手能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情
根據(jù)《綜合實(shí)踐活動(dòng)》課自身的特點(diǎn),老師只有把實(shí)踐與學(xué)生的思維聯(lián)系起來,新知識(shí)才能在學(xué)生的實(shí)踐中產(chǎn)生。老師講述有關(guān)生活、社會(huì)與化學(xué)的聯(lián)系話題,而后教師和學(xué)生配合變“化學(xué)魔術(shù)”。根據(jù)安全、簡(jiǎn)易、新奇和學(xué)生實(shí)際,選擇“魔棒點(diǎn)燈”、“吹氣生火”、“空瓶發(fā)煙”等節(jié)目,變幻莫測(cè)的化學(xué)魔術(shù)不僅能使學(xué)生大開眼界,而且從師生的介紹中懂得了科學(xué)道理。學(xué)生親自動(dòng)手做趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn),形象直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生充分體會(huì)到了創(chuàng)作的樂趣,提高了動(dòng)手能力。還有引導(dǎo)學(xué)生做日常生活中的小制作和小化工產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、簡(jiǎn)單,易激發(fā)學(xué)生的熱情。
二、重視課外延伸,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究
科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動(dòng)。它涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等過程,有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
科學(xué)探究活動(dòng)采用研究性學(xué)習(xí)的方式,探究問題源于教材,高于教材。例如,開展“飲水與健康”研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐與思考。水的危機(jī)正威脅著人類的生存。由于大氣污染、工業(yè)廢水排放、農(nóng)藥化肥污染、核泄露、管道腐蝕、自來水加氯加沉淀劑等,使得人們對(duì)飲水的問題產(chǎn)生了困惑與恐慌。我們?cè)摰胶翁幦ふ仪宄骸崈舳纸】档乃??學(xué)生自己通過各種渠道查找資料,采集水樣,分組實(shí)驗(yàn),分析討論,撰寫論文。開展“空氣污染質(zhì)量調(diào)查”。通過對(duì)大氣的監(jiān)測(cè),演示講解環(huán)境保護(hù)知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的參與熱情,學(xué)生使用大氣采樣器親至現(xiàn)場(chǎng)采樣,分析處理數(shù)據(jù),得出當(dāng)時(shí)空氣的質(zhì)量等級(jí),進(jìn)一步分析討論,撰寫環(huán)保論文。廢電池的回收研究項(xiàng)目,通過網(wǎng)上瀏覽查找資料,調(diào)查常用電池的種類、性能、價(jià)格、使用范圍,分析各種電池的利弊,尋找新的能源以及回收廢電池的意義。也可讓學(xué)生有創(chuàng)意地提出廢電池各部分的再利用方法,自主研究。教師指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)資料,學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn),要求操作嚴(yán)謹(jǐn),觀察仔細(xì),記錄詳盡。最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,分析討論,撰寫成文。
三、通過學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題是學(xué)生運(yùn)用已獲取的基本知識(shí)、基本技能以科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、操作、記錄、分析、推理,最終得出結(jié)論。這是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練,培養(yǎng)實(shí)事求是、獨(dú)立思考、開拓創(chuàng)新的一種途徑。學(xué)生可以自行擇題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),教師進(jìn)行活動(dòng)指導(dǎo)。首先要求學(xué)生課前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并簡(jiǎn)述方案的設(shè)計(jì)思想。然后,讓學(xué)生交流設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)思想,并進(jìn)行篩選,確定最佳方案,最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在這一活動(dòng)過程中,學(xué)生實(shí)現(xiàn)了由已知信息加工變異出新穎信息,從而使理論知識(shí)得到鞏固,實(shí)驗(yàn)技能得到提高,創(chuàng)造性思維得到發(fā)展。
四、創(chuàng)設(shè)“問題情境”,增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)探索的興趣
學(xué)生探究學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,往往來自于一個(gè)充滿疑問的情境。在趣味化學(xué)活動(dòng)中,我注重設(shè)疑,把學(xué)生置于未知問題氣氛中,提出一個(gè)恰如其分的問題,讓學(xué)生思考,學(xué)生在思考的過程中又會(huì)提出新的問題,在這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)的問題情境中,學(xué)生敢于展開自己的思想觀點(diǎn),開展熱烈討論,進(jìn)而催生新的思想,探索新的知識(shí)。我在和學(xué)生的趣味化學(xué)活動(dòng)中曾演示了這樣一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):
在燒杯 A中裝入20mL蒸餾水、滴入2~3滴酚酞試劑。讓每個(gè)同學(xué)都看到,得到的溶液是無色的。在燒杯B中裝入10mL濃氨水。用一只大燒杯把A、B兩燒杯溶液罩在一起。過幾分鐘,讓學(xué)生們看到了小燒杯A中裝的溶液變成紅色。
針對(duì)此現(xiàn)象我提問,上述現(xiàn)象說明了什么?誰能用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明自己的解釋?
學(xué)生對(duì)上述現(xiàn)象的看法不一,討論十分熱烈,提出如下幾種假設(shè):A燒杯內(nèi)滴入的酚酞要過一會(huì)兒才能變色,與B燒杯無關(guān);大燒杯壁上沾有某種物質(zhì),散發(fā)出的肉眼看不見的微粒與A燒杯中的溶液接觸,使其變紅;燒杯B中的濃氨水散發(fā)出一種肉眼看不見的微粒,慢慢溶解到燒杯A溶液中,使A溶液變成紅色。
此時(shí),我針對(duì)假設(shè)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。用潔凈燒杯C配好20mL蒸餾水,滴入2~3滴酚酞試劑。靜置,觀察現(xiàn)象;將其單獨(dú)罩在大燒杯里,觀察現(xiàn)象。另取兩只燒杯,重新配好A燒杯中的溶液,B溶液用蒸餾水代替濃氨水,觀察現(xiàn)象。小心聞B燒杯的濃氨水,嗅到刺激性氣味。取出濃氨水少量于試管中,滴入酚酞試劑,觀察現(xiàn)象。把B燒杯的濃氨水滴入C燒杯中,觀察現(xiàn)象。
最后學(xué)生在討論、交流基礎(chǔ)上獲得共識(shí):氨水能使酚酞溶液變紅;B燒杯濃氨水中有肉眼見不到的微粒溢出,有些微粒進(jìn)入了A燒杯中的溶液,使溶液成分改變,顏色變紅。
在整個(gè)教學(xué)過程中,學(xué)生思維活躍,討論熱烈,由問題引出創(chuàng)造性假設(shè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,最后達(dá)成共識(shí),得到正確結(jié)論。
學(xué)生在活動(dòng)過程中,經(jīng)常會(huì)遇到自己解決不了的問題,老師適時(shí)正確的引導(dǎo)非常關(guān)鍵。例如,有一個(gè)“水中花園”的實(shí)驗(yàn),學(xué)生在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),往往會(huì)遇到諸如“水中植物”長(zhǎng)得慢、長(zhǎng)得亂等問題,我在指導(dǎo)過程中,不直接告訴學(xué)生為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象,而是從側(cè)面啟發(fā)他“植物”為什么會(huì)長(zhǎng)等學(xué)生答出,這是一個(gè)可溶性鹽與硅酸鈉發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)速度與溫度有關(guān),再進(jìn)一步啟發(fā),如何使“水中花園”更漂亮呢?學(xué)生會(huì)有不同的觀點(diǎn),這時(shí)我注意學(xué)生思維的靈活獨(dú)創(chuàng)性,捕捉學(xué)生的創(chuàng)造性火花,讓學(xué)生在一定程度上獨(dú)立決定,給他提供物質(zhì)條件,來檢驗(yàn)他的想法是否可行,當(dāng)漂亮的“水中花園”在自己的創(chuàng)造下異彩紛呈時(shí),學(xué)生肯定會(huì)非常喜悅,這時(shí)我會(huì)給予充分的肯定和鼓勵(lì),以朋友的身份表示祝賀,與之共享成功喜悅,同時(shí)給他指出更高的目標(biāo),使他們的興趣、愛好、特長(zhǎng)進(jìn)一步發(fā)展,以便增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),提高創(chuàng)新技能。
總之,在化學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)中,開設(shè)具有創(chuàng)新空間的活動(dòng)項(xiàng)目,并在活動(dòng)中注意充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)在活動(dòng)中突現(xiàn)出來,才能將學(xué)生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的現(xiàn)代創(chuàng)新人才,為廣大青少年成長(zhǎng)成才提供創(chuàng)新的平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);探究;功能;特征;教學(xué)策略中圖分類號(hào):G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2013)01-0202-01
在化學(xué)學(xué)習(xí)中,實(shí)驗(yàn)是獲取知識(shí),進(jìn)行探究創(chuàng)新的重要手段,但傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往忽視了它的探究功能,影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。所以在新課改的過程中,我們應(yīng)注重恢復(fù)實(shí)驗(yàn)的探究功能,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。
1.實(shí)驗(yàn)是探究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑
1.1化學(xué)的學(xué)科特征決定了實(shí)驗(yàn)是探究性學(xué)習(xí)的主要方式。“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科的基本特征。即使在由經(jīng)驗(yàn)化學(xué)向理論化學(xué)發(fā)展的今天,化學(xué)實(shí)驗(yàn)仍然是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的最現(xiàn)實(shí)、最生動(dòng)、最有效的物質(zhì)載體。如在高一化學(xué)“鈉與水的反應(yīng)”教學(xué)之前,采用一個(gè)與書本上的演示實(shí)驗(yàn)不同的方法,即在u型管中加入少量ccl4,再在u型管兩邊分別加入滴有酚酞的水與cuso4溶液,再分別加入一粒金屬納,點(diǎn)燃產(chǎn)生的氣體,u型管的兩邊產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。通過不同的實(shí)驗(yàn)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望,促使學(xué)生主動(dòng)去預(yù)習(xí)新課知識(shí),認(rèn)真比較兩實(shí)驗(yàn)的不同之處,積極設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方法,最終使學(xué)生積極主動(dòng)地理解和掌握納的性質(zhì)。
1.2實(shí)驗(yàn)既是科學(xué)探究的過程,也是驗(yàn)證假說的過程。實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)的一種科學(xué)方法,是人們根據(jù)研究的對(duì)象和研究的目的,創(chuàng)造性地運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)手段,有計(jì)劃地實(shí)施探究性實(shí)踐活動(dòng)的過程。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程本身就是一個(gè)創(chuàng)造性地探究的過程。
和科學(xué)家進(jìn)行的科學(xué)探究一樣,探究性學(xué)習(xí)也具有問題特征、收集信息特征、假設(shè)特征、驗(yàn)證特征和評(píng)價(jià)反饋特征。學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中,針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題,在回憶總結(jié)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、收集和整理信息的基礎(chǔ)上,作出大膽假設(shè)或猜想,并通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提出的假設(shè)或猜想進(jìn)行證實(shí)或證偽。所以,化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)生探究性學(xué)習(xí)時(shí)驗(yàn)證假設(shè)或猜想的主要方法,也為學(xué)生將來從事科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
2.激發(fā)學(xué)生興趣是關(guān)鍵
新課程理念要求教師必須激發(fā)學(xué)生興趣,讓學(xué)生把好奇心和求知欲上升到激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力、由接受性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地探索學(xué)習(xí)、由學(xué)會(huì)知識(shí)到會(huì)學(xué)知識(shí)和求異創(chuàng)新。
2.1利用特殊現(xiàn)象激發(fā)興趣,我在上序言《化學(xué)使世界變得絢麗多彩》內(nèi)容時(shí)增做“魔棒點(diǎn)燈”、“水中生火”、“清水變牛奶”等實(shí)驗(yàn),學(xué)生看到這些特殊現(xiàn)象充滿了新奇,都認(rèn)為化學(xué)真使世界變得絢麗多彩。
2.2利用趣味性實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生興趣,如第一單元講物質(zhì)的變化和性質(zhì)內(nèi)容,往往要區(qū)分物理變化、化學(xué)變化、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),這時(shí)可做一個(gè)金屬鈉燃燒的趣味實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過觀察鈉的硬度、密度、光澤等和實(shí)驗(yàn)過程中的各種現(xiàn)象,興趣也自然的高漲起來;水點(diǎn)冰棒、清水變果凍等趣味實(shí)驗(yàn)更易激發(fā)學(xué)生興趣。2.3利用“身邊的化學(xué)”激發(fā)興趣,如新華的礦產(chǎn)開發(fā)、陽日的磷礦冶煉和污染、松柏的自來水凈化、紅坪的考古探究、木魚的亮化工程、大九湖的濕地保護(hù)、下谷的土家文化、武山湖的硬水軟化、嶺口子的垃圾治理、青楊河的污染整治、神農(nóng)頂?shù)募袼劳龊蜕褶r(nóng)架的生態(tài)旅游等都是貼近學(xué)生生活的良好實(shí)驗(yàn)探究素材,教學(xué)中要認(rèn)真予以挖掘,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究,我曾經(jīng)在這方面找了許多素材,編了許多題目,這些題目把化學(xué)知識(shí)融入學(xué)生喜聞樂見的素材中,學(xué)生非常喜歡,對(duì)這類化學(xué)知識(shí)的掌握也非常快。
3.在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的教學(xué)策略
3.1用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境。用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題的情境,要特別注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生觀察和思維能力的培養(yǎng)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紛繁復(fù)雜,有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題;用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境,要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
3.2充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究。要充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究功能,就要不斷研究開發(fā)適合于探究性學(xué)習(xí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn),要注意從生產(chǎn)、生活實(shí)際中挖掘素材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,因?yàn)閬碓从谏a(chǎn)生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探究性強(qiáng),能極大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。如鋼鐵的銹蝕和防護(hù)、燃燒和滅火、金屬的活動(dòng)順序、氣體和固體物質(zhì)在水中的溶解等都可以設(shè)計(jì)成很好的探究性實(shí)驗(yàn)。
3.3適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn),提高探究能力。由于教科書限于篇幅,不能編排太多的實(shí)驗(yàn),因此實(shí)際的教學(xué)中,教師可以根據(jù)需要,適當(dāng)補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì),提高學(xué)生的探究能力。例如,在堿溶液和非金屬氧化物反應(yīng)的教學(xué)中,可補(bǔ)充氫氧化鈉溶液與二氧化硫反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。先做硫在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),按要求聞氣味,再加入氫氧化鈉溶液,振蕩后按要求聞氣味,比較實(shí)驗(yàn)前后氣味的不同。通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生更牢固掌握堿溶液能與非金屬氧化物反應(yīng)生成水和鹽的規(guī)律,又可以加強(qiáng)環(huán)保教育,強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)。又如,酸堿溶液與指示劑反應(yīng)的教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生課前從家中帶來各式各樣的新鮮植物的花瓣,經(jīng)過洗滌、晾干搗碎,加入適量的95%的酒精浸泡一段時(shí)間,然后將浸出液過濾,向所得溶液中加入1/3體積的水,制出各種各樣的指示劑。許多同學(xué)表示喜歡這樣的探究,他們不僅學(xué)到了知識(shí),更重要的是實(shí)驗(yàn)探究能力得到了提高。
4.通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題
1.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),可以對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行不同的劃分。根據(jù)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不同,可以將初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分成以下類型:制備實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)原理的驗(yàn)證、混合物成分的分析、濃度測(cè)定、定性與定量結(jié)合的實(shí)驗(yàn)等。
2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成果就是實(shí)驗(yàn)方案。雖然具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和形式不盡相同,但就一個(gè)相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)方案來說,一般包括:實(shí)驗(yàn)名稱(課題);實(shí)驗(yàn)?zāi)康模粚?shí)驗(yàn)原理;實(shí)驗(yàn)用品(試劑、儀器、裝置設(shè)備)及規(guī)格;實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法;注意事項(xiàng);實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果處理;問題和討論等。
3.實(shí)驗(yàn)方案選擇的基本標(biāo)準(zhǔn)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題,每個(gè)人的設(shè)計(jì)和操作過程可能不一樣,結(jié)果自然也不會(huì)完全相同。根據(jù)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和教學(xué)實(shí)際,實(shí)驗(yàn)方案選擇的基本標(biāo)準(zhǔn)是:原理正確有科學(xué)依據(jù);裝置簡(jiǎn)單,在實(shí)際中具有可操作性且操作方便;實(shí)驗(yàn)步驟少,需要時(shí)間短;藥品用量少、無毒且廉價(jià)易得;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯;反應(yīng)條件要簡(jiǎn)單(最好在常溫下進(jìn)行);盡量不用也不產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì),即符合“綠色化學(xué)”的要求;制備實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率高;性質(zhì)實(shí)驗(yàn)誤差??;實(shí)驗(yàn)安全無危險(xiǎn);設(shè)計(jì)要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取?/p>
二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的一般原則
無論哪一類中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新,一般都應(yīng)遵循以下原則:
1.科學(xué)性原則科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)程序和操作方法必須與科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法論相一致??茖W(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的首要原則。例如:實(shí)驗(yàn)室制取氫氣,就不能選用硝酸與金屬鋅反應(yīng),因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)很難制得純凈的氫氣。
2.目標(biāo)性原則目標(biāo)性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或創(chuàng)新要根據(jù)一定的教學(xué)目標(biāo)有所側(cè)重與突破。同一個(gè)實(shí)驗(yàn),教學(xué)目標(biāo)(如教師演示與學(xué)生操作,為了突出環(huán)保或趣味性)不同,設(shè)計(jì)所用的原理、用品、方法、裝置、步驟等是有一定區(qū)別的。
3.安全性原則安全性是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免使用有毒、有害的化學(xué)試劑,以及反應(yīng)產(chǎn)生有毒害的物質(zhì),或者具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)裝置與操作?!叭绻仨毷褂玫?,應(yīng)該在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中詳細(xì)寫明注意事項(xiàng),以防止造成環(huán)境污染和人身傷害。”[4]安全是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一要?jiǎng)?wù),設(shè)計(jì)時(shí)必須要特別引起重視!
4.新穎性原則新穎性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)在思路、操作方法、器材用品、裝置等方面要有新的突破,使新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)與研究更加適用或具有指導(dǎo)的意義。
5.可行性原則可行性是指設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)施時(shí)切實(shí)可行,所選用的化學(xué)試劑、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和方法在現(xiàn)有的條件下能夠得到滿足。例如:實(shí)驗(yàn)室大量制取二氧化碳,不能為了創(chuàng)新而選用碳酸鈉代替碳酸鈣(或石灰石)與鹽酸反應(yīng),或者用硫酸替代鹽酸與碳酸鈣(或石灰石)反應(yīng)。因?yàn)榍罢叻磻?yīng)太劇烈,后者反應(yīng)不完全,很快就停止了。
6.簡(jiǎn)約性原則簡(jiǎn)約性是指盡量采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置、較少的實(shí)驗(yàn)步驟和試劑,在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。復(fù)雜的裝置與步驟以及時(shí)間太長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)都會(huì)轉(zhuǎn)移中學(xué)生的注意力,容易導(dǎo)致他們產(chǎn)生畏難情緒和疲勞感,影響對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的觀察、分析與思考。
7.綠色化原則綠色化是指從化學(xué)反應(yīng)的原料、反應(yīng)的條件、反應(yīng)的產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)的操作等化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程上進(jìn)行控制,盡可能地減少甚至消除有毒、有害的化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。綠色化學(xué)是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
8.啟迪性原則啟迪性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起開導(dǎo)作用,能夠啟發(fā)學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)原理及知識(shí)的探討和認(rèn)識(shí),優(yōu)化學(xué)習(xí)過程,從而提高教學(xué)效益。這是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。
三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的視角
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是在義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,對(duì)現(xiàn)行教材中所涉及的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化、增設(shè)或創(chuàng)新等,以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的效益。在初中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是提高化學(xué)教學(xué)有效性的需要,也是義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)要與時(shí)俱進(jìn),必須符合現(xiàn)代化學(xué)教育發(fā)展的理念,在滿足探究性的條件下,可以從以下視角進(jìn)行:
1.實(shí)驗(yàn)過程綠色化“綠色化學(xué)的理念是在化學(xué)反應(yīng)過程以及化工生產(chǎn)中,不再使用有毒有害物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物,它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。”[5]化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)綠色化,盡可能做到原料(反應(yīng)物)的綠色化,化學(xué)反應(yīng)的綠色化(采用原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)),生成物的綠色化以及催化劑、溶劑的綠色化。例如:在涉及氧氣的制取實(shí)驗(yàn)時(shí)采用雙氧水分解來制取,二氧化錳要回收等。
2.實(shí)驗(yàn)裝置微型化“所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)?!保?]雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一,卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。例如:在“探究微粒的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)”中,可以用試管代替燒杯進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)單孔橡皮塞上插入一根玻璃導(dǎo)管接近試管底,試管內(nèi)壁貼一張滴加無色酚酞試液的濾紙,從導(dǎo)管口滴上兩滴濃氨水到試管底部,用透明膠封導(dǎo)管口,可以看到,試管里滴有無色酚酞試液的濾紙由下往上慢慢變紅了。
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)保化“最佳的環(huán)境保護(hù)方法是在源頭上防止污染的產(chǎn)生,而不是污染產(chǎn)生后再去處理。”[7]實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該采取一些有效措施使化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和環(huán)境的污染降低到最低限度。這些措施主要是:實(shí)驗(yàn)裝置密閉化,避免敞口操作,防止有關(guān)物質(zhì)散佚到周圍環(huán)境中;采取收集辦法,回收有關(guān)物質(zhì);對(duì)有毒物質(zhì)進(jìn)行無毒害處理;加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的通風(fēng)或采取其他的防護(hù)措施等。例如:一氧化碳還原性實(shí)驗(yàn),對(duì)多余的一氧化碳可以回收,也可以燃燒進(jìn)行無毒害處理等。
4.實(shí)驗(yàn)操作安全化保證實(shí)驗(yàn)安全,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則要求。有一些實(shí)驗(yàn),由于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的特殊性,給實(shí)驗(yàn)增加了難度甚至危險(xiǎn)性。在點(diǎn)燃?xì)錃獾膶?dǎo)管和氫氣發(fā)生器之間,用一個(gè)小塑料瓶裝上大約四分之三的水制成一個(gè)“安全裝置”連接起來,這樣,即使點(diǎn)燃不純凈的氫氣,爆炸也只是在“安全裝置”中發(fā)生,氫氣很少威力小,氫氣發(fā)生裝置不會(huì)發(fā)生爆炸,因此不會(huì)發(fā)生安全事故。
5.實(shí)驗(yàn)趣味化化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有動(dòng)機(jī)功能,增加化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性,可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。例如:在研究燃燒與滅火的條件時(shí),增加演示“燒不壞的手帕”[8]實(shí)驗(yàn),可以激發(fā)學(xué)生的興趣。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探討手帕燒壞的條件,則能夠使學(xué)生深化對(duì)有關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。
6.利用儀器功能轉(zhuǎn)化儀器本身沒有限定它只能用于什么而不能用于什么,只是主要適用于什么?!胺此純x器的別樣用途,可以幫助我們加深對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí),進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新?!保?]例如:漏斗可以充當(dāng)集氣與尾氣吸收裝置,在鈉與水反應(yīng)氣體產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,將漏斗置于水中,倒扣在鈉塊上,產(chǎn)生的少量氣體可順利地富集到試管中。
7.利用學(xué)科知識(shí)遷移我們往往習(xí)慣于使用教材的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置,很少重視儀器的笨拙和實(shí)驗(yàn)時(shí)的效率,這種視經(jīng)典為權(quán)威的思想往往就是教師缺乏創(chuàng)新的癥結(jié)所在。實(shí)際上,科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法就是應(yīng)該不斷地發(fā)現(xiàn)問題,傳統(tǒng)裝置的不當(dāng)之處無疑給我們提供了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的課題。例如:學(xué)習(xí)“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容時(shí),在使用托盤天平稱量氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)前后的質(zhì)量時(shí),在18×200的中型試管里裝入大約1mL稀鹽酸與酚酞的混合溶液,球形滴管吸入NaOH溶液后,將球形滴管放在試管口,把上述帶有球形滴管的試管放入盛水的100mL量筒中,讓學(xué)生通過觀察比較反應(yīng)前后試管浸在液面中的高度即可(試管作上標(biāo)記)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作起來方便有趣,不用天平而是利用物理上的浮力知識(shí),體現(xiàn)了學(xué)科之間的聯(lián)系,有利于學(xué)生知識(shí)的遷移。
8.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單化教材所選用的實(shí)驗(yàn)方案未必都是最好的,有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)象不明顯、實(shí)驗(yàn)不容易成功、結(jié)果不準(zhǔn)確等問題,影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。例如:測(cè)定“空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn),由于教材提供的實(shí)驗(yàn)裝置密封性和燃燒匙放入不易控制,加上導(dǎo)氣管內(nèi)尚留有空氣導(dǎo)致誤差因素較多,有時(shí)氧氣顯示超過五分之一,讓教師無法自圓其說??勺鋈缦赂倪M(jìn):將小顆白磷放在1.5cm×2.5cm的薄銅片上,置于硬質(zhì)大試管中部,塞緊橡皮塞,用酒精燈對(duì)準(zhǔn)銅片加熱使白磷充分燃燒,待試管冷卻后浸入水中,在水面下拿掉橡皮塞,待液面上升穩(wěn)定后再塞上橡皮塞,拿出水面觀察。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)所用儀器少,誤差因素少,結(jié)果比較準(zhǔn)確。
9.儀器、藥品生活化采用學(xué)生熟悉的身邊物品或一些廢品作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的藥品,就會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生一種親切感,覺得化學(xué)并不神秘,就在自己身邊,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的興趣。例如:用蛋殼代替碳酸鈣制取二氧化碳;測(cè)試肥皂水、食鹽水、泥水、蔗糖水、洗發(fā)水、食醋、蘇打水的pH值等。許多生活用品甚至廢棄物品也可以用做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器,這種“物盡其用”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠充分拓展學(xué)生的思維空間,使他們更加關(guān)注身邊的化學(xué)現(xiàn)象,增強(qiáng)愛護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的意識(shí),更好地學(xué)以致用。例如:用小氣球收集氣體,礦泉水瓶做容器,廢棄的醫(yī)用注射器做量筒、集氣瓶等。
關(guān)鍵詞 : 高中;化學(xué)實(shí)驗(yàn);重要性;教學(xué)策略;
一、實(shí)驗(yàn)的重要意義體現(xiàn)在以下方面
(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是一種特殊的意識(shí)傾向,是動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的重要主觀原因。良好的學(xué)習(xí)興趣,是求知欲的源泉,是思維的動(dòng)力。化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)具有千變?nèi)f化的現(xiàn)象。學(xué)生剛接觸化學(xué),用千變?nèi)f化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來吸引學(xué)生,是喚起初中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段。例如在化學(xué)入門課增添一系列趣味性實(shí)驗(yàn)。如:1.“捉迷藏”;2.“魔棒點(diǎn)燈”;3.“雨落紅花開”;4.“巧點(diǎn)蠟燭”;5.“巧洗燒杯壁的白色固體”,先加入水,后加稀鹽酸,使學(xué)生覺得新奇。隨著向?qū)W生提出一系列日常生活實(shí)例的設(shè)問,使學(xué)生覺得現(xiàn)有的知識(shí)不夠,以激發(fā)他們求知欲。從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣,樹立學(xué)好化學(xué)課的決心。
(二)實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的觀察能力
觀察是認(rèn)識(shí)的窗口,是思維的前提。對(duì)于事物,如果沒有敏銳而細(xì)致的觀察,就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要教給學(xué)生觀察的方法,如觀察要有明確的目的和重點(diǎn),要自始至終,從明顯的到細(xì)微的都必須認(rèn)真地、細(xì)致地觀察,要提醒學(xué)生注意排除其他因素的干擾,要求學(xué)生實(shí)事求是地做好實(shí)驗(yàn)記錄。
在實(shí)驗(yàn)前,要求學(xué)生觀察藥品狀態(tài)、儀器形狀、連接方法。實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生觀察反應(yīng)中產(chǎn)生的多種現(xiàn)象,特別注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要作全面觀察,及時(shí)糾正學(xué)生的片面性。例如:鐵絲在氧氣中燃燒,學(xué)生往往只注意火星四射而忽視瓶底產(chǎn)生的黑色固體(Fe3O4)。又如:酸堿中和實(shí)驗(yàn),反應(yīng)恰好完全時(shí),酚酞指示劑變色的時(shí)間很短,要指導(dǎo)學(xué)生捕捉瞬間突變的現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的敏銳性。在實(shí)驗(yàn)過程中,不但要“看”,還要讓學(xué)生“摸”(如反應(yīng)中的放熱、吸熱現(xiàn)象),“聞”(氣體的氣味、如氨氣、二氧化硫)從而增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。
(三)實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力
在課堂上做演示實(shí)驗(yàn),教師須設(shè)計(jì)一系列問題,要由淺入深,由表及里。在教學(xué)中循循善誘,適時(shí)點(diǎn)撥,逐步培養(yǎng)學(xué)生具體、全面、深入地認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性的能力,使學(xué)生的思維從表象到本質(zhì),從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)。
(四)實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過探究性實(shí)驗(yàn),可以探究自己還未認(rèn)識(shí)的世界。幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理解和鞏固化學(xué)知識(shí)。掌握實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰?,使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。
二、實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)我認(rèn)為從以下幾個(gè)方面進(jìn)行
(一)重視“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苯虒W(xué)
每次實(shí)驗(yàn)都有明確的目的,實(shí)驗(yàn)課自始至終都應(yīng)圍繞如何達(dá)到“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹倍M(jìn)行,但大部分學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)只簡(jiǎn)單照抄書上的“實(shí)驗(yàn)步驟”,而不注重“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹钡念A(yù)習(xí),因而不可避免出現(xiàn)了“心中無數(shù)”,盲目的“照方抓藥”,使實(shí)驗(yàn)課教學(xué)流于形式。為了改變這種狀況,我除了反復(fù)強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹钡闹匾?,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告上寫出外,還在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常提問,在課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí),我常問學(xué)生:“課本為什么要安排這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)?”就是在考試題中,我也常列出一段內(nèi)容,讓學(xué)生總結(jié)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄=?jīng)過這樣的訓(xùn)練,大大增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目的性,減少了盲目性,從而“心中有數(shù)”、“有的放矢”,這樣從根本上發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)能力提供了基礎(chǔ)。
(二)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
高中化學(xué)教材安排的實(shí)驗(yàn),是教學(xué)大綱的規(guī)定,老師一般不得隨意更改(有時(shí)可補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的也是不可變的,但如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒▍s是多種多樣的。我要求每個(gè)學(xué)生必須自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這樣一來,學(xué)生的積極性空前高漲,為了把自己的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好,對(duì)其中搞不清的問題,有的問老師,有的和同學(xué)討論,有的去圖書室查資料。以前老師強(qiáng)調(diào)要認(rèn)真看課本內(nèi)容,學(xué)生總不在意,這時(shí)不得不認(rèn)真仔細(xì)翻閱教材了。這樣也讓學(xué)生全面了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟,控制實(shí)驗(yàn)的條件和使用的儀器和其它許多注意事項(xiàng)了。
(三)組織討論,確定最佳方案
學(xué)生設(shè)計(jì)出的方案雖然各自費(fèi)了大量的心血,但畢竟“五花八門”,差別也大,為了使較差學(xué)生有所提高,較好的學(xué)生也明白易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)有哪些,我組織學(xué)生分小組討論,選出最佳方案,并在班上評(píng)講,以此作為進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作的基本方案。
(四)結(jié)合“第二課堂”小結(jié)回顧
(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
興趣是一種特殊的意識(shí)傾向,是動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的重要主觀原因。良好的學(xué)習(xí)興趣,是求知欲的源泉,是思維的動(dòng)力?;瘜W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)具有千變?nèi)f化的現(xiàn)象。學(xué)生剛接觸化學(xué),用千變?nèi)f化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來吸引學(xué)生,是喚起初中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段。例如在化學(xué)入門課增添一系列趣味性實(shí)驗(yàn)。如:1.“捉迷藏”;2.“魔棒點(diǎn)燈”;3.“雨落紅花開”;4.“巧點(diǎn)蠟燭”;5.“巧洗燒杯壁的白色固體”,先加入水,后加稀鹽酸,使學(xué)生覺得新奇。隨著向?qū)W生提出一系列日常生活實(shí)例的設(shè)問,使學(xué)生覺得現(xiàn)有的知識(shí)不夠,以激發(fā)他們求知欲。從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣,樹立學(xué)好化學(xué)課的決心。
(二)實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
觀察是認(rèn)識(shí)的窗口,是思維的前提。對(duì)于事物,如果沒有敏銳而細(xì)致的觀察,就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要教給學(xué)生觀察的方法,如觀察要有明確的目的和重點(diǎn),要自始至終,從明顯的到細(xì)微的都必須認(rèn)真地、細(xì)致地觀察,要提醒學(xué)生注意排除其他因素的干擾,要求學(xué)生實(shí)事求是地做好實(shí)驗(yàn)記錄。
在實(shí)驗(yàn)前,要求學(xué)生觀察藥品狀態(tài)、儀器形狀、連接方法。實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生觀察反應(yīng)中產(chǎn)生的多種現(xiàn)象,特別注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要作全面觀察,及時(shí)糾正學(xué)生的片面性。例如:鐵絲在氧氣中燃燒,學(xué)生往往只注意火星四射而忽視瓶底產(chǎn)生的黑色固體(Fe3O4)。又如:酸堿中和實(shí)驗(yàn),反應(yīng)恰好完全時(shí),酚酞指示劑變色的時(shí)間很短,要指導(dǎo)學(xué)生捕捉瞬間突變的現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的敏銳性。在實(shí)驗(yàn)過程中,不但要“看”,還要讓學(xué)生“摸”(如反應(yīng)中的放熱、吸熱現(xiàn)象),“聞”(氣體的氣味、如氨氣、二氧化硫)從而增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。
(三)實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力。
在課堂上做演示實(shí)驗(yàn),教師須設(shè)計(jì)一系列問題,要由淺入深,由表及里。在教學(xué)中循循善誘,適時(shí)點(diǎn)撥,逐步培養(yǎng)學(xué)生具體、全面、深入地認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性的能力,使學(xué)生的思維從表象到本質(zhì),從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)。
(四)實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過探究性實(shí)驗(yàn),可以探究自己還未認(rèn)識(shí)的世界。幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理解和鞏固化學(xué)知識(shí)。掌握實(shí)驗(yàn)技能,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰?,使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。
二、實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)我認(rèn)為從以下幾個(gè)方面進(jìn)行
(一)重視“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苯虒W(xué)。
每次實(shí)驗(yàn)都有明確的目的,實(shí)驗(yàn)課自始至終都應(yīng)圍繞如何達(dá)到“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹倍M(jìn)行,但大部分學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)只簡(jiǎn)單照抄書上的“實(shí)驗(yàn)步驟”,而不注重“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹钡念A(yù)習(xí),因而不可避免出現(xiàn)了“心中無數(shù)”,盲目的“照方抓藥”,使實(shí)驗(yàn)課教學(xué)流于形式。為了改變這種狀況,我除了反復(fù)強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹钡闹匾?,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告上寫出外,還在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常提問,在課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí),我常問學(xué)生:“課本為什么要安排這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)?”就是在考試題中,我也常列出一段內(nèi)容,讓學(xué)生總結(jié)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?。?jīng)過這樣的訓(xùn)練,大大增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目的性,減少了盲目性,從而“心中有數(shù)”、“有的放矢”,這樣從根本上發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,培養(yǎng)能力提供了基礎(chǔ)。
(二)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
高中化學(xué)教材安排的實(shí)驗(yàn),是教學(xué)大綱的規(guī)定,老師一般不得隨意更改(有時(shí)可補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的也是不可變的,但如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒▍s是多種多樣的。我要求每個(gè)學(xué)生必須自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這樣一來,學(xué)生的積極性空前高漲,為了把自己的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好,對(duì)其中搞不清的問題,有的問老師,有的和同學(xué)討論,有的去圖書室查資料。以前老師強(qiáng)調(diào)要認(rèn)真看課本內(nèi)容,學(xué)生總不在意,這時(shí)不得不認(rèn)真仔細(xì)翻閱教材了。這樣也讓學(xué)生全面了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟,控制實(shí)驗(yàn)的條件和使用的儀器和其他許多注意事項(xiàng)了。
(三)組織討論,確定最佳方案。
學(xué)生設(shè)計(jì)出的方案雖然各自費(fèi)了大量的心血,但畢竟“五花八門”,差別也大,為了使較差學(xué)生有所提高,較好的學(xué)生也明白易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)有哪些,我組織學(xué)生分小組討論,選出最佳方案,并在班上評(píng)講,以此作為進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作的基本方案。
(四)結(jié)合“第二課堂”小結(jié)回顧。
本文僅以“鹽酸和氫氧化鈉溶液能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”為例,來說明在教學(xué)中如何有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
一、發(fā)現(xiàn)問題,確立研究?jī)?nèi)容
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的題材新穎,更容易引起學(xué)生探索的興趣和愿望,激發(fā)求知欲。所以,在教學(xué)中教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景,引導(dǎo)學(xué)生提問。提問是學(xué)生進(jìn)行探究的動(dòng)力,鼓勵(lì)學(xué)生多提問,改變“教師問,學(xué)生答”的呆板模式,變“學(xué)生答”為“學(xué)生問”,活躍思維。要借助依據(jù),鼓勵(lì)學(xué)生猜想,培養(yǎng)學(xué)生形成假設(shè)的能力,從而確立研究?jī)?nèi)容。
例如,在學(xué)習(xí)“中和反應(yīng)”內(nèi)容時(shí),可先演示趣味小實(shí)驗(yàn)“變色的小花”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望,再創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動(dòng)的問題情景:教師向一支試管中加入少量氫氧化鈉溶液,再逐漸滴加稀鹽酸,振蕩,使其充分混合。讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師再提出問題:氫氧化鈉溶液和鹽酸混合在一起后,我們并沒有觀察到明顯變化,它們之間是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?同學(xué)們就會(huì)七嘴八舌,各抒己見:①兩者沒有發(fā)生反應(yīng);②兩者發(fā)生反應(yīng)了。同時(shí)也就確定了研究?jī)?nèi)容,即鹽酸與氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
二、根據(jù)研究?jī)?nèi)容,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
在確定了研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析所研究的內(nèi)容。首先,對(duì)研究的課題所涉及的化學(xué)原理,對(duì)參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)的性質(zhì)要有全面、較深入的了解和認(rèn)識(shí),要盡可能估計(jì)到在什么樣的實(shí)驗(yàn)條件下,可能發(fā)生什么樣的化學(xué)反應(yīng),以及產(chǎn)生什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次,必須按照化學(xué)反應(yīng)原理,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件的控制、發(fā)生反應(yīng)時(shí)可能產(chǎn)生的能量變化,來預(yù)選實(shí)驗(yàn)方法和手段。然后,確定實(shí)驗(yàn)操作的程序和步驟。在實(shí)驗(yàn)控制條件方法上,可向?qū)W生介紹全面比較法、優(yōu)選法、正交試驗(yàn)法等探尋最佳實(shí)驗(yàn)條件的方法,設(shè)計(jì)出合理的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案,以保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施。教師要從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)藥品和儀器及裝置、實(shí)驗(yàn)操作及操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等六個(gè)方面進(jìn)行指導(dǎo),以幫助學(xué)生設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案。
例如,在上述“鹽酸和氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,教師可以提供一些備選的實(shí)驗(yàn)藥品(鹽酸、氫氧化鈉、石蕊、酚酞、pH試紙等)和儀器(玻璃杯、溫度計(jì)、試管、燒杯等),并引導(dǎo)學(xué)生分析指示劑與酸、堿反應(yīng)的顏色異同,酸、堿性溶液的pH異同,化學(xué)反應(yīng)常伴隨著能量變化等化學(xué)知識(shí),通過對(duì)比分析來設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案:①借助酚酞的變色來驗(yàn)證;②借助石蕊的變色來驗(yàn)證;③通過測(cè)溶液的pH來驗(yàn)證;④測(cè)溶液的溫度變化來驗(yàn)證。 三、討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案初步形成后,教師要嚴(yán)格把關(guān),與學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性,要從理論應(yīng)用是否正確、實(shí)驗(yàn)方法是否可行、能否達(dá)到預(yù)期目的等多個(gè)方面進(jìn)行論證,反復(fù)修改,最終加以確認(rèn)并實(shí)施。
例如,在上述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,學(xué)生說:可以用紫色石蕊試液。具體操作是:在盛有NaOH溶液的試管中滴加2滴紫色的石蕊試液,石蕊變藍(lán)色,然后逐滴加入鹽酸,此時(shí)若藍(lán)色變成紫色,說明NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。有的學(xué)生會(huì)馬上反駁:這方法不好,因?yàn)椤八{(lán)變紫”分辯不清,應(yīng)改為在盛有鹽酸的試管中滴加2滴石蕊,石蕊變紅色,然后逐滴加入NaOH溶液,當(dāng)紅色變成紫色,證明它們發(fā)生反應(yīng)。有的學(xué)生建議:可以做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。其他學(xué)生也發(fā)表了自己的看法:用酚酞作指示劑,因?yàn)镹aOH能使無色酚酞試液變紅色,滴加鹽酸后紅色變無色,就證明了NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。
還可以用pH試紙,從pH>7一直測(cè)到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH與鹽酸混合,然后用手摸(或者用溫度計(jì)測(cè)量混合前后溶液的溫度變化),如果發(fā)燙,說明反應(yīng)了。教師既要引導(dǎo)學(xué)生分析各個(gè)方案的理論正確性,又要引導(dǎo)學(xué)生分析自己的實(shí)驗(yàn)方案是否能完成,是否能達(dá)到驗(yàn)證目的,如果達(dá)不到目的,應(yīng)該怎樣改進(jìn),以確保學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案確實(shí)可行。
四、依據(jù)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
在整個(gè)操作過程中,教師要密切注視每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況,并作具體指導(dǎo),確保實(shí)驗(yàn)萬無一失。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題要認(rèn)真思考,分析其中的原因,然后有針對(duì)性采取相應(yīng)的措施,進(jìn)行必要改進(jìn),逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度和探究精神。
例如,在上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的很多錯(cuò)誤操作都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,鹽酸和氫氧化鈉溶液的量的控制恰當(dāng)與否,直接影響到溶液的顏色變化。氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液,溶液變成了紅色,過了一會(huì)兒,紅色溶液可能變?yōu)闊o色;滴入鹽酸后,還可能產(chǎn)生氣泡;用手摸試管底部,溫度變化可能不明顯等現(xiàn)象都有可能發(fā)生, 教師要從多方面進(jìn)行指導(dǎo),以保證學(xué)生能夠按自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
五、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)
學(xué)生完成自己的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),并按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作后,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析和討論實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足,再對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,教師要引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的步驟和方法是否完善、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是否全面、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否有針對(duì)性、實(shí)驗(yàn)操作理論是否正確、實(shí)驗(yàn)操作是否簡(jiǎn)單易行安全可靠、實(shí)驗(yàn)成本是否經(jīng)濟(jì)合理等方面進(jìn)行全面綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而分析出自己的實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足,并加以改進(jìn)。
1. 由教師的演示向引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的探究式教學(xué)轉(zhuǎn)變
以往演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式通常為:教師按著教材向?qū)W生傳授有關(guān)新知識(shí)演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證新知識(shí)師生概括總結(jié)。這種模式過于重視知識(shí)的傳授,忽視學(xué)生能力的培養(yǎng);在教與學(xué)的關(guān)系上,過分強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)地位,忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求激勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盡量發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究性,增加學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì),引導(dǎo)學(xué)生做好每個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。同時(shí),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中就觀察到的現(xiàn)象、分析的思路,以及得到的結(jié)論進(jìn)行相互交流、展開討論,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié),從而培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,實(shí)事求是的科學(xué)精神,同時(shí)提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
2. 教師應(yīng)細(xì)致地鉆研新課程標(biāo)準(zhǔn)和教材,合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)
教師在備課過程中,要努力挖掘蘊(yùn)含于教材中的可供探究的素材,在教學(xué)過程中不拘泥于教材中已有實(shí)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)象不明顯、效果不好的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行必要的改進(jìn),這就需要教師在課余時(shí)間多進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,反復(fù)實(shí)驗(yàn),尋求現(xiàn)象最明顯的實(shí)驗(yàn)途徑。教師還可以將教材中可供探究的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)成探究性問題,通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),使實(shí)驗(yàn)貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。
3. 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注意聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,拓寬學(xué)生的視野
高中學(xué)生會(huì)接觸到許多與化學(xué)有關(guān)的生活問題,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注意聯(lián)系生活實(shí)際,幫助學(xué)生拓寬視野,開闊思路,綜合運(yùn)用化學(xué)及其他學(xué)科的知識(shí)分析解決問題。利用與學(xué)生實(shí)際生活相聯(lián)系,或者以學(xué)生在生活中遇到的實(shí)際問題和現(xiàn)象,作為情景素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,能夠很好地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究的興趣,使他們積極主動(dòng)地參與探究活動(dòng),體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。
4. 追求綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境沒有或者很小的負(fù)面作用的實(shí)驗(yàn)。它是社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新要求;它對(duì)于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)重視環(huán)保教育,培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境“從我做起”,以促使學(xué)生知、情、意、行統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),要盡量避免使用和生成毒性較大容易形成污染的物質(zhì),盡量選擇污染少的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置;在無法避免使用或者產(chǎn)生有害物質(zhì)污染情況下,實(shí)驗(yàn)方案必須包括有效的保護(hù)和消害處理措施。在實(shí)驗(yàn)過程中,注重環(huán)保問題,不僅可以減少污染,還能使學(xué)生經(jīng)常地受到直觀的環(huán)境保護(hù)教育,寓環(huán)境保護(hù)教育于化學(xué)教學(xué)之中。
5. 發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用,分解實(shí)驗(yàn)過程,放大實(shí)驗(yàn)效果
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)
級(jí)別:SCI期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊