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中学实验教学和实验探究要针对特定的“问题”展开,并非一定要涉及深奥或复杂的理论知识,关键是教师如何引导学生发现“问题”,鼓励学生参与到这种融合逻辑和想象,综合运用化学知识和技能的活动中来。课件不能代替动手实践,化学实验仍是提高课堂实效性的重要途径。
我国著名的化学教育家戴安邦教授说:“在化学教育中强调化学实验,无论如何都不会过分;化学实验室是学生学习化学最有效和收获丰富的场所。”实验在化学教学中占有相当重要的位置,新课程更倡导通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。不仅欣慰地看到一线教师正在利用化学实验这个得天独厚的教学资源,充分挖掘优势,让学生在知识的学习中更体会到真正科学研究的滋味,从而培养科学精神;同时也遗憾地看到,有些教师以提高课堂实效性为名,以课时紧为由,减少化学实验的内容,认为实验教学费时费力,这就阻碍了实验教学在课堂教学中的推广。
天津市第二十中学对初中化学实验室进行了提升改造,并通过了天津市现代化达标一百条检查。天津市和平区教育局组织开展了优质常态课、高效课堂及说课标、说教材、说建设三说知识树等教师专业技能评比活动,大力推动全系统教育教学工作的提升。结合多年的化学实验室的工作实践,笔者一直认为视频、课件不能代替动手实践,化学实验仍是提高课堂实效性的重要途径。化学是一门以实验为基础的学科,通过实验教学,结合教学中易错、易混、易漏的知识点,采取特色实验设计在观察动手探究中增强分析问题、解决问题的能力,从而实现解决知识盲点,培养创新思维的教育目标,进而实现课堂教学与实验教学的优势互补。
1 化学实验作为一种特殊的学习环境,为学生创设了有效学习的情境
如量筒、容量瓶、酸(碱)式滴定管是化学课本中常见的定量仪器,它们的使用方法、注意事项和误差分析所涉及的知识非常重要,是中学重点考查的知识点。笔者在学生做实验中发现,学生对于这三种仪器的使用条件、使用方法、读数技巧及常见错误等知识的掌握很模糊,真正从仪器读取数据时,仍然是五花八门,读不准确。更有的学生只是知道“仰视读数偏小,俯视读数偏大”这个一般规律,但是死记硬背,很难具体问题具体分析。这种学习方式不仅不能使学生正确掌握知识,而且桎梏了学生的思维灵活性。
为了解决这一问题,笔者提前在实验室进行试验,并与化学老师一起,专门设计了关于这三种定量仪器的实验课。
第一步,为学生创设具体的学习情境,布置实验任务,使学生在实验探究过程中进一步加深对知识的理解。实验任务范围可选择:1)用量筒量取一定体积的液体;2)用量筒测定一定体积的液体;3)用酸(碱)式滴定管量取一定体积的液体;4)用酸(碱)式滴定管测定一定体积的液体;5)用容量瓶练习定容操作,区别仰视和俯视后的液体体积大小。
在实验过程中,学生兴致很高,彼此合作,共同商量、分析,积极投入实验操作中去,并详细记录观察到的数据结果。
第二步,利用在黑板画图的方法,对比试验结果,让学生认识到单单背诵“仰视读数偏小,俯视读数偏大”这种知识的局限性。
例如,同样是俯视读数,对于量筒(上端刻度数值大)(图1),俯视读数偏大;对于酸(碱)式滴定管(上端刻度数值小)(图2),俯视读数则偏小。
同样是量取液体,目的不同,结论的描述就不同:若用量筒量取10 mL液体时眼睛看的是10 mL刻度线,俯视则量取的液体体积偏小;若用量筒测量一定量液体的体积时眼睛看的是液面,俯视则读数偏大。
笔者认为教学中应特别强调容量瓶(图3)只有一条刻度线,眼睛只须看刻度线即可;若俯视则水少,溶液浓度偏大;若仰视则水多,溶液浓度偏小。
第三步,分析、讨论及共享。学生根据记录的数据结果不仅能验证理论知识,巩固基础,更重要的是学生能从实践过程中逐步认识到任何仪器的使用和误差分析都要明确使用目的和前提条件。
在课堂教学中创设具体的教学情境,利用实验探究的方式引导学生认识并学会使用它们,取得很好的教学效果。
2 化学实验提供了师生、生生等有效交流合作的机会,让学生在轻松、活泼的氛围中理解、探究化学现象,建构对化学科学知识的理解
在1909年,杜威提出在学习过程中要做中学。他认为科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识,更重要的是要学生学习科学研究的过程或方法,要教会他们科学探究的方法。通过摸索和教学实践,笔者在准备探究实验时,采用“准备—实施—结束”三段式教学。现以中学化学教学中受影响因素较多、不易成功的实验之一——氢氧化亚铁的制备实验为例,介绍其教学过程。
2.1 准备阶段
1)提出课题,明确要求。现行中学化学课本中关于氢氧化亚铁制备的实验存在不足:生成的白色的氢氧化亚铁很快被空气中的氧气氧化,转变成灰绿色和红褐色,学生不能观察到白色氢氧化亚铁沉淀的生成。因此,该实验可以设计成探究性实验,其研究课题为“制备氢氧化亚铁实验最佳条件的探讨”。教师在实验课之前引导学生从3个方面思考和探索:①怎样制取不含铁离子的盐铁盐溶液;②怎样消除溶液中溶解氧气的影响;③怎样使反应体系成为相对封闭。
2)学生设计,教师指导。学生根据设计要求,利用课余时间参阅相关的参考资料,初步拟订实验的反应条件、实验装置和实验操作步骤的方案,并送交教师审核。教师根据学生的实验设计方案,进行逐项审核,并提出修改意见后交给学生。审核的重点之一是方案有没有不安全隐患。
2.2 实施阶段
学生进入实验室后,根据各自事先拟订的实验设计方案进行准备,实验桌上放好了所需的实验药品和实验仪器,学生也可以根据需要跟老师说。小组进行合作实验,观察和记录实验现象,得出各自的实验结果。与此同时,教师进行巡视观察,及时指导、提问。如:1)实验中必须要用蒸馏水,而不能用自来水,原因是什么?2)往沸水中滴加饱和氯化铁溶液后,可稍微加热煮沸,但不宜长时间加热,原因是什么?对探究实验困难的学生给予帮助。尤其是对事先分析好的结果与实验结果不一致的小组,教师应给予正确的引导,及时解决实验问题。当学生出现意见分歧时,教师要组织进行小组讨论,达成一致意见,发扬团队合作精神,取得好的探究实验效果。
当学生的学习兴趣被点燃之后,教师的引导、指导、点拨和评价的主导作用才能真正发挥出来。师和生在“各得其所”的教学态势下,才能真正激发出潜能,制造出促进师生共同发展的“头脑风暴”。
2.3 结束阶段
教师根据学生的实验设计方案和实验情况,对本次实验做出总的评价,并向学生推荐其中最佳的实验设计方案。教师在布置下次实验研究课题后,学生整理实验用品并打扫实验室。让学生自己动手实验,自己进行对比。由于操作简单易行,所用材料又与日常生活相关,学生兴趣盎然,他们针对各自的实验过程和结果进行讨论、交流,各抒己见,相互启发。教师巡回点拨,最后在广纳众议的基础上获得最佳方案。由此可见,化学实验探究不一定是个大型的、综合的、复杂的过程,它可能涉及很浅显的知识、很简单的过程,但关键是在学生能接受的范围内让学生去体会探究的过程,真正地去做、去想、去总结、去感受学习的过程。
采用探究性实验教学培养学生的创新能力和实践能力,这是提高学生化学素质的有效方法,能否落实,其关键在于教师能否转变教育观念,以新的视角开展实验教学。教材中没有现成的方案可寻,要改进传统实验,要挖掘教材中探究性实验的内容,要优化实验课教学过程。这就需要发挥实验教师的聪明才智,以科学的态度为教学一线服务。
对于实验课来说,实验设计和实验准备是非常重要的前提条件,它为学生的主体参与、动手操作提供了机会和保证。学生通过教师创设的情境亲自去发现问题,培养了动手能力和观察能力;在探究中,发表自己的见解,培养了表达能力;归纳总结,锻炼和提高了自学能力和分析综合能力。通过动手、动脑、动眼、动口等活动,学生的主体作用得到充分的发挥,学生的学习在实验中实现自主、多向交流,人人参与,合作探究。
3 结语
总之,中学实验教学和实验探究是化学学科教学的重要内容,而实验员自身的业务水平和课前准备是确保实验教学质量和效果的前提条件。把实验作为提出问题、探索问题的重要途径和手段,使得课堂教学尽可能用实验来展开,是提高课堂效率的最有效途径。
参考文献
[1]王祖浩,王磊.化学课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.
我国著名的化学教育家戴安邦教授说:“在化学教育中强调化学实验,无论如何都不会过分;化学实验室是学生学习化学最有效和收获丰富的场所。”实验在化学教学中占有相当重要的位置,新课程更倡导通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。不仅欣慰地看到一线教师正在利用化学实验这个得天独厚的教学资源,充分挖掘优势,让学生在知识的学习中更体会到真正科学研究的滋味,从而培养科学精神;同时也遗憾地看到,有些教师以提高课堂实效性为名,以课时紧为由,减少化学实验的内容,认为实验教学费时费力,这就阻碍了实验教学在课堂教学中的推广。
天津市第二十中学对初中化学实验室进行了提升改造,并通过了天津市现代化达标一百条检查。天津市和平区教育局组织开展了优质常态课、高效课堂及说课标、说教材、说建设三说知识树等教师专业技能评比活动,大力推动全系统教育教学工作的提升。结合多年的化学实验室的工作实践,笔者一直认为视频、课件不能代替动手实践,化学实验仍是提高课堂实效性的重要途径。化学是一门以实验为基础的学科,通过实验教学,结合教学中易错、易混、易漏的知识点,采取特色实验设计在观察动手探究中增强分析问题、解决问题的能力,从而实现解决知识盲点,培养创新思维的教育目标,进而实现课堂教学与实验教学的优势互补。
1 化学实验作为一种特殊的学习环境,为学生创设了有效学习的情境
如量筒、容量瓶、酸(碱)式滴定管是化学课本中常见的定量仪器,它们的使用方法、注意事项和误差分析所涉及的知识非常重要,是中学重点考查的知识点。笔者在学生做实验中发现,学生对于这三种仪器的使用条件、使用方法、读数技巧及常见错误等知识的掌握很模糊,真正从仪器读取数据时,仍然是五花八门,读不准确。更有的学生只是知道“仰视读数偏小,俯视读数偏大”这个一般规律,但是死记硬背,很难具体问题具体分析。这种学习方式不仅不能使学生正确掌握知识,而且桎梏了学生的思维灵活性。
为了解决这一问题,笔者提前在实验室进行试验,并与化学老师一起,专门设计了关于这三种定量仪器的实验课。
第一步,为学生创设具体的学习情境,布置实验任务,使学生在实验探究过程中进一步加深对知识的理解。实验任务范围可选择:1)用量筒量取一定体积的液体;2)用量筒测定一定体积的液体;3)用酸(碱)式滴定管量取一定体积的液体;4)用酸(碱)式滴定管测定一定体积的液体;5)用容量瓶练习定容操作,区别仰视和俯视后的液体体积大小。
在实验过程中,学生兴致很高,彼此合作,共同商量、分析,积极投入实验操作中去,并详细记录观察到的数据结果。
第二步,利用在黑板画图的方法,对比试验结果,让学生认识到单单背诵“仰视读数偏小,俯视读数偏大”这种知识的局限性。
例如,同样是俯视读数,对于量筒(上端刻度数值大)(图1),俯视读数偏大;对于酸(碱)式滴定管(上端刻度数值小)(图2),俯视读数则偏小。
同样是量取液体,目的不同,结论的描述就不同:若用量筒量取10 mL液体时眼睛看的是10 mL刻度线,俯视则量取的液体体积偏小;若用量筒测量一定量液体的体积时眼睛看的是液面,俯视则读数偏大。
笔者认为教学中应特别强调容量瓶(图3)只有一条刻度线,眼睛只须看刻度线即可;若俯视则水少,溶液浓度偏大;若仰视则水多,溶液浓度偏小。
第三步,分析、讨论及共享。学生根据记录的数据结果不仅能验证理论知识,巩固基础,更重要的是学生能从实践过程中逐步认识到任何仪器的使用和误差分析都要明确使用目的和前提条件。
在课堂教学中创设具体的教学情境,利用实验探究的方式引导学生认识并学会使用它们,取得很好的教学效果。
2 化学实验提供了师生、生生等有效交流合作的机会,让学生在轻松、活泼的氛围中理解、探究化学现象,建构对化学科学知识的理解
在1909年,杜威提出在学习过程中要做中学。他认为科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识,更重要的是要学生学习科学研究的过程或方法,要教会他们科学探究的方法。通过摸索和教学实践,笔者在准备探究实验时,采用“准备—实施—结束”三段式教学。现以中学化学教学中受影响因素较多、不易成功的实验之一——氢氧化亚铁的制备实验为例,介绍其教学过程。
2.1 准备阶段
1)提出课题,明确要求。现行中学化学课本中关于氢氧化亚铁制备的实验存在不足:生成的白色的氢氧化亚铁很快被空气中的氧气氧化,转变成灰绿色和红褐色,学生不能观察到白色氢氧化亚铁沉淀的生成。因此,该实验可以设计成探究性实验,其研究课题为“制备氢氧化亚铁实验最佳条件的探讨”。教师在实验课之前引导学生从3个方面思考和探索:①怎样制取不含铁离子的盐铁盐溶液;②怎样消除溶液中溶解氧气的影响;③怎样使反应体系成为相对封闭。
2)学生设计,教师指导。学生根据设计要求,利用课余时间参阅相关的参考资料,初步拟订实验的反应条件、实验装置和实验操作步骤的方案,并送交教师审核。教师根据学生的实验设计方案,进行逐项审核,并提出修改意见后交给学生。审核的重点之一是方案有没有不安全隐患。
2.2 实施阶段
学生进入实验室后,根据各自事先拟订的实验设计方案进行准备,实验桌上放好了所需的实验药品和实验仪器,学生也可以根据需要跟老师说。小组进行合作实验,观察和记录实验现象,得出各自的实验结果。与此同时,教师进行巡视观察,及时指导、提问。如:1)实验中必须要用蒸馏水,而不能用自来水,原因是什么?2)往沸水中滴加饱和氯化铁溶液后,可稍微加热煮沸,但不宜长时间加热,原因是什么?对探究实验困难的学生给予帮助。尤其是对事先分析好的结果与实验结果不一致的小组,教师应给予正确的引导,及时解决实验问题。当学生出现意见分歧时,教师要组织进行小组讨论,达成一致意见,发扬团队合作精神,取得好的探究实验效果。
当学生的学习兴趣被点燃之后,教师的引导、指导、点拨和评价的主导作用才能真正发挥出来。师和生在“各得其所”的教学态势下,才能真正激发出潜能,制造出促进师生共同发展的“头脑风暴”。
2.3 结束阶段
教师根据学生的实验设计方案和实验情况,对本次实验做出总的评价,并向学生推荐其中最佳的实验设计方案。教师在布置下次实验研究课题后,学生整理实验用品并打扫实验室。让学生自己动手实验,自己进行对比。由于操作简单易行,所用材料又与日常生活相关,学生兴趣盎然,他们针对各自的实验过程和结果进行讨论、交流,各抒己见,相互启发。教师巡回点拨,最后在广纳众议的基础上获得最佳方案。由此可见,化学实验探究不一定是个大型的、综合的、复杂的过程,它可能涉及很浅显的知识、很简单的过程,但关键是在学生能接受的范围内让学生去体会探究的过程,真正地去做、去想、去总结、去感受学习的过程。
采用探究性实验教学培养学生的创新能力和实践能力,这是提高学生化学素质的有效方法,能否落实,其关键在于教师能否转变教育观念,以新的视角开展实验教学。教材中没有现成的方案可寻,要改进传统实验,要挖掘教材中探究性实验的内容,要优化实验课教学过程。这就需要发挥实验教师的聪明才智,以科学的态度为教学一线服务。
对于实验课来说,实验设计和实验准备是非常重要的前提条件,它为学生的主体参与、动手操作提供了机会和保证。学生通过教师创设的情境亲自去发现问题,培养了动手能力和观察能力;在探究中,发表自己的见解,培养了表达能力;归纳总结,锻炼和提高了自学能力和分析综合能力。通过动手、动脑、动眼、动口等活动,学生的主体作用得到充分的发挥,学生的学习在实验中实现自主、多向交流,人人参与,合作探究。
3 结语
总之,中学实验教学和实验探究是化学学科教学的重要内容,而实验员自身的业务水平和课前准备是确保实验教学质量和效果的前提条件。把实验作为提出问题、探索问题的重要途径和手段,使得课堂教学尽可能用实验来展开,是提高课堂效率的最有效途径。
参考文献
[1]王祖浩,王磊.化学课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.