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摘要:新课程重视知识与能力的协调发展,关注学生的全面发展。实验教学中要发展学生的思维能力、创新能力、观察能力和实践能力。
关键词:新课程;化学实验;有效教学
有效教学的核心是“学生参与”,有效教学的基本目标是改变学生的学习方式,促进学生的有效学习。实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径,在新课程理念下实施实验的有效教学,是中学化学实验教学研究的重要任务。
1、加强实施探究,培养学生的思维能力
新课程标准要求学生学会解决简单问题的实验设计,要求学生能根据实验目的,设计出合理的实验装置,正确的实验步骤及操作方法,得出正确的实验结论。但这种设计能力必须建立在平时的日积月累之上,建立在让学生参与探究教材内外实验素材及设计方案的基础之上。实验方案的设计包括药品及器材的选用、实验仪器的组装、实验操作的方法与步骤等。而教材上所提供的实验方案往往是现成而完整的,它们是怎么设计的?为什么这样设计?要完成的任务是什么?在教学中如果只是让学生去囫囵接受,那么在变换不定的问题当中,学生将会无所适从。必须让学生对教材实验载体进行探究,学习设计实验方案的方法,培养学生的思维能力。
例如实验室用高锰酸钾抽取氧气的装置,在教材(上教版)上有完整的示意图(图1)。
根据图1,教师也可以按部就班组装一套展示给学生,并由此去获得氧气。这似乎是一个非常简单的实验课题。但这种呈现只是实验方案的结果,即使再去讲授装置原理及注意事项,也不能培养出学生的自主设计能力。应该把整个装置设计的过程交给学生,并进行相关探究活动。这是实验教学的着力点所在。设计如下:
A、学生阅读教材:高锰酸钾的性状,有关反应的文字表达式(或化学方程式)。
B、根据反应物的状态和反应条件,确定反应容器选择的范围以及反应装置应该怎样固定。
C、怎样把产生的气体导入集气瓶,并根据氧气的物理性质选择收集方法。
D、根据反应条件使用酒精灯,调整反应容器与酒精灯之间的距离(为什么?)。
至此,一套完整的制备氧气实验装置就被设计出来了。在这一过程中,学生的探究性活动着重表现在从抽象原理到具体装置的实现上,形成的是一种思维过程,培养的是一种思维能力。如根据高锰酸钾的性状和反应条件——固体加热,选择试管是可以的,也是比较好的;试管的夹持可以用试管夹,但用铁架台固定更为合适;为防止加热时产生的水倒流入试管底部,使试管炸裂,应让试管口略低于试管底部以便于水的外流;要把产生的气体导入集气瓶,当然要用带橡皮塞的导管;因氧气不易溶于水,可用排水集气法,这样收集到的气体比较纯;必须用酒精灯的外焰给药品加热,所以要调节试管的高度,或给酒精灯垫上木块。整个实验结束后,当学生回顾实验、整理思维过程时,他们会被其中蕴涵的分析、比较、综合等思维方法的魅力深深吸引。从不同角度进行对比,运用比较的方法,探究变化的本质,这正是思维能力发展的起点。
这种思维能力一旦形成,在以后的学习中都能发挥出独特的作用。教材中有很多实验方案的设计都可以让学生去自主探究,如用双氧水和二氧化锰制备氧气的装置;探究空气的成分的实验装置;探究质量守恒定律的实验装置等等。当然,学生的探究过程不能离开教师的引导,也不能离开教师的评价与总结。
2、改进演示实验,培养学生创新能力
对于一些课堂演示实验,遇到现象不明显,操作复杂,污染物不易处理时,可先带领同学们共同分析实验的不足之处,然后鼓励学生改进实验,设计合理的方案,激励学生敢于创新,鼓励学生对同一实验具有自己独特、新颖的构思和想法,具有自己设计上的独创性。比如,在学习Cu和稀HNO3的反应时,由于NO极易与空气中的O2化合而生成红棕色的NO2气体,若按教材上介绍的用烧瓶作反应器,有如下缺点:(1)收集NO后,由于剩余反应物的继续反应,产生的NO会造成污染。(2)反应容器过大,造成药品浪费。(3)学生难以从实验现象上直观地得出HNO3与Cu反应生成无色的NO气体。有的学生就利用学过的知识,想到通过排HNO3的方法来观察到实验现象。由于NO气体极易与空气中的O2化合而生成红棕色的NO2气体,学生难以从实验现象上直观地得出稀HNO3与Cu反应生成无色NO气体的结论。而改进的NO气体简易发生器,利用NO气体不溶于水的性质,用稀HNO3盛满整个试管而将空气排出,避免了生成的NO与空气中O2接触的可能。并将NO的制备与性质实验融为一体,即可清楚地看出实验的主要产物:无色的NO气体和蓝色的Cu(NO3)2溶液,打开橡皮管夹又可演示NO与O2反应生成红棕色NO2气体。但是这个实验中生成的NO2会污染空气,于是又设计了通过改进的实验装置(如图2)就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞,用稀硝酸装满U型管,将管内空气排除,然后关闭活塞进行反应,生成的NO气体将稀HNO3排入右端的漏斗中,避免了生成的NO气体与空气中O2接触的可能,而且将NO气体的制备与性质融为一体,既可以清楚地看到实验的主要产物:无色不溶于水的NO气体和蓝色的Cu(NO3)2溶液。当打开分液漏斗的活塞时,又可演示NO与O2反应生成红棕色NO2气体,避免了NO2气体对空气形成污染,且该装置能重复使用。有的学生又指出该装置仍存在NO2气体的吸收问题和药品的浪费,于是就又设计了用针筒当反应仪器的实验装置。该装置既解决了对无色NO到红棕色NO2的现象的观察,又避免了污染空气中。通过实验改进,使学生有创造成就感,提高创造热情,培养创造能力。这种求“创”求“新”的训练,可激发学生智慧的火花,培养学生不唯书本,勇于批判的创新意识。
3、运用多媒体,培养学生的观察能力
在化学实验教学中,由于受实验装置大小、距离远近、观察角度、时间长短、实验方法等因素的限制,使得相当一部分学生不能看清楚实验操作的全过程及实验现象,因而学生也无法全面且正确地理解这类实验,导致化学实验未起到应有的作用。运用多媒体课件,增强实验的直观性和可控性,这些困难都能迎刃而解,如:①石油的分馏,由于反应的时间较长,一节课是很难完成。如果运用录像将不同的沸点的分馏现象和蒸馏产物播放给学生看,这样联播分镜头,就使学生对实验有整体性的了解,有一个完整的认识。②了解微观世界的秘密。很多学生很想深入物质内部剖析问题,但由于受到实验设备和操作技术的限制,学生难以观察到微观世界的现象。为此,可利用MCAI方式进行虚拟微观动态演示。直观形象的效果可以让学生有种身临其境的感觉,真实地感受到微观世界的奇妙与和谐。③有些实验实际操作不仅危险,且难度较大。例如,氯气毒性实验,用多媒体手段演示,它与真实的实验几乎一样且没有呛人的气味,也不会污染环境。这种虚拟实验还可以重复操作,节约资源、避免实验过程中带来的危险。
运用录像、多媒体课件展示这些实验,既可形象地说明实验的全过程,使复杂实验简单化,危险实验安全化,又因模拟实验现象中剔除了实验中的干扰因素,现象更清晰,学习可观察到各种现象和操作,并有亲身经历的“真实”感觉。强化了学生对实验的理解,培养学生的观察能力。
4、开展家庭小实验,提高学生的实战能力
家庭小实验真实、直观、易做,引导学生开展家庭小实验,不仅加深对化学基础知识的理解记忆,而且他们在对家庭小实验感兴趣以后,会经常性地多动手,勤动脑,从而在潜移默化中提高了自身的化学素养。家庭小实验常用的仪器是玻璃杯、注射器、塑料瓶、碗筷等,试剂可以是金属、石灰、蜡烛、食醋、食盐、苏打、洗洁精等。(1)利用这些,我们可以对厨房中的化学知识进行研究,如可乐、啤酒中气泡是什么气体?自家的食用盐中是否含有碘?从鸡蛋与醋酸反应推测鸡蛋壳里可能含有的物质,也可动手自制简易净水器,自制汽水,制作“叶脉书签”。(2)对我们周围的环境进行分析测量。如测量当地雨水的pH,了解空气污染情况,加强了学生的环境保护意识。这种家庭化学小实验会使学生深切地感受化学与生活的密切关系,实验成功后的欢愉,化学情感在实验中油然而生,学习化学的兴趣得到实实在在的提高,感受理论与实践的真真切切,体会知识与实践之间朴实无华和相互辩证关系,加深了对化学课理论的记忆和理解,预见能力、观察能力、动手能力、记忆能力等得到提高,在独立实验,独立思考中培养学生良好的自立、自强、自信的品质。
总之,在化学实验教学中,教师只有把它看作是启迪学生的智慧,开拓学生的思维,培养学生的能力,开发学生智力的过程,在实验教学实践中不断探索研究,才能培养出优秀人才。
参考文献:
[1]刘怀乐.中学化学实验与教学研究[M].重庆:西南师范大学出版社,1996.
[2]李晓梅.重视实验教学,培养学生能力[J].中学化学教学参考,2003,(7).
[3]张雪萍.中学化学教学参考[J].2005,(4).
关键词:新课程;化学实验;有效教学
有效教学的核心是“学生参与”,有效教学的基本目标是改变学生的学习方式,促进学生的有效学习。实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径,在新课程理念下实施实验的有效教学,是中学化学实验教学研究的重要任务。
1、加强实施探究,培养学生的思维能力
新课程标准要求学生学会解决简单问题的实验设计,要求学生能根据实验目的,设计出合理的实验装置,正确的实验步骤及操作方法,得出正确的实验结论。但这种设计能力必须建立在平时的日积月累之上,建立在让学生参与探究教材内外实验素材及设计方案的基础之上。实验方案的设计包括药品及器材的选用、实验仪器的组装、实验操作的方法与步骤等。而教材上所提供的实验方案往往是现成而完整的,它们是怎么设计的?为什么这样设计?要完成的任务是什么?在教学中如果只是让学生去囫囵接受,那么在变换不定的问题当中,学生将会无所适从。必须让学生对教材实验载体进行探究,学习设计实验方案的方法,培养学生的思维能力。
例如实验室用高锰酸钾抽取氧气的装置,在教材(上教版)上有完整的示意图(图1)。
根据图1,教师也可以按部就班组装一套展示给学生,并由此去获得氧气。这似乎是一个非常简单的实验课题。但这种呈现只是实验方案的结果,即使再去讲授装置原理及注意事项,也不能培养出学生的自主设计能力。应该把整个装置设计的过程交给学生,并进行相关探究活动。这是实验教学的着力点所在。设计如下:
A、学生阅读教材:高锰酸钾的性状,有关反应的文字表达式(或化学方程式)。
B、根据反应物的状态和反应条件,确定反应容器选择的范围以及反应装置应该怎样固定。
C、怎样把产生的气体导入集气瓶,并根据氧气的物理性质选择收集方法。
D、根据反应条件使用酒精灯,调整反应容器与酒精灯之间的距离(为什么?)。
至此,一套完整的制备氧气实验装置就被设计出来了。在这一过程中,学生的探究性活动着重表现在从抽象原理到具体装置的实现上,形成的是一种思维过程,培养的是一种思维能力。如根据高锰酸钾的性状和反应条件——固体加热,选择试管是可以的,也是比较好的;试管的夹持可以用试管夹,但用铁架台固定更为合适;为防止加热时产生的水倒流入试管底部,使试管炸裂,应让试管口略低于试管底部以便于水的外流;要把产生的气体导入集气瓶,当然要用带橡皮塞的导管;因氧气不易溶于水,可用排水集气法,这样收集到的气体比较纯;必须用酒精灯的外焰给药品加热,所以要调节试管的高度,或给酒精灯垫上木块。整个实验结束后,当学生回顾实验、整理思维过程时,他们会被其中蕴涵的分析、比较、综合等思维方法的魅力深深吸引。从不同角度进行对比,运用比较的方法,探究变化的本质,这正是思维能力发展的起点。
这种思维能力一旦形成,在以后的学习中都能发挥出独特的作用。教材中有很多实验方案的设计都可以让学生去自主探究,如用双氧水和二氧化锰制备氧气的装置;探究空气的成分的实验装置;探究质量守恒定律的实验装置等等。当然,学生的探究过程不能离开教师的引导,也不能离开教师的评价与总结。
2、改进演示实验,培养学生创新能力
对于一些课堂演示实验,遇到现象不明显,操作复杂,污染物不易处理时,可先带领同学们共同分析实验的不足之处,然后鼓励学生改进实验,设计合理的方案,激励学生敢于创新,鼓励学生对同一实验具有自己独特、新颖的构思和想法,具有自己设计上的独创性。比如,在学习Cu和稀HNO3的反应时,由于NO极易与空气中的O2化合而生成红棕色的NO2气体,若按教材上介绍的用烧瓶作反应器,有如下缺点:(1)收集NO后,由于剩余反应物的继续反应,产生的NO会造成污染。(2)反应容器过大,造成药品浪费。(3)学生难以从实验现象上直观地得出HNO3与Cu反应生成无色的NO气体。有的学生就利用学过的知识,想到通过排HNO3的方法来观察到实验现象。由于NO气体极易与空气中的O2化合而生成红棕色的NO2气体,学生难以从实验现象上直观地得出稀HNO3与Cu反应生成无色NO气体的结论。而改进的NO气体简易发生器,利用NO气体不溶于水的性质,用稀HNO3盛满整个试管而将空气排出,避免了生成的NO与空气中O2接触的可能。并将NO的制备与性质实验融为一体,即可清楚地看出实验的主要产物:无色的NO气体和蓝色的Cu(NO3)2溶液,打开橡皮管夹又可演示NO与O2反应生成红棕色NO2气体。但是这个实验中生成的NO2会污染空气,于是又设计了通过改进的实验装置(如图2)就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞,用稀硝酸装满U型管,将管内空气排除,然后关闭活塞进行反应,生成的NO气体将稀HNO3排入右端的漏斗中,避免了生成的NO气体与空气中O2接触的可能,而且将NO气体的制备与性质融为一体,既可以清楚地看到实验的主要产物:无色不溶于水的NO气体和蓝色的Cu(NO3)2溶液。当打开分液漏斗的活塞时,又可演示NO与O2反应生成红棕色NO2气体,避免了NO2气体对空气形成污染,且该装置能重复使用。有的学生又指出该装置仍存在NO2气体的吸收问题和药品的浪费,于是就又设计了用针筒当反应仪器的实验装置。该装置既解决了对无色NO到红棕色NO2的现象的观察,又避免了污染空气中。通过实验改进,使学生有创造成就感,提高创造热情,培养创造能力。这种求“创”求“新”的训练,可激发学生智慧的火花,培养学生不唯书本,勇于批判的创新意识。
3、运用多媒体,培养学生的观察能力
在化学实验教学中,由于受实验装置大小、距离远近、观察角度、时间长短、实验方法等因素的限制,使得相当一部分学生不能看清楚实验操作的全过程及实验现象,因而学生也无法全面且正确地理解这类实验,导致化学实验未起到应有的作用。运用多媒体课件,增强实验的直观性和可控性,这些困难都能迎刃而解,如:①石油的分馏,由于反应的时间较长,一节课是很难完成。如果运用录像将不同的沸点的分馏现象和蒸馏产物播放给学生看,这样联播分镜头,就使学生对实验有整体性的了解,有一个完整的认识。②了解微观世界的秘密。很多学生很想深入物质内部剖析问题,但由于受到实验设备和操作技术的限制,学生难以观察到微观世界的现象。为此,可利用MCAI方式进行虚拟微观动态演示。直观形象的效果可以让学生有种身临其境的感觉,真实地感受到微观世界的奇妙与和谐。③有些实验实际操作不仅危险,且难度较大。例如,氯气毒性实验,用多媒体手段演示,它与真实的实验几乎一样且没有呛人的气味,也不会污染环境。这种虚拟实验还可以重复操作,节约资源、避免实验过程中带来的危险。
运用录像、多媒体课件展示这些实验,既可形象地说明实验的全过程,使复杂实验简单化,危险实验安全化,又因模拟实验现象中剔除了实验中的干扰因素,现象更清晰,学习可观察到各种现象和操作,并有亲身经历的“真实”感觉。强化了学生对实验的理解,培养学生的观察能力。
4、开展家庭小实验,提高学生的实战能力
家庭小实验真实、直观、易做,引导学生开展家庭小实验,不仅加深对化学基础知识的理解记忆,而且他们在对家庭小实验感兴趣以后,会经常性地多动手,勤动脑,从而在潜移默化中提高了自身的化学素养。家庭小实验常用的仪器是玻璃杯、注射器、塑料瓶、碗筷等,试剂可以是金属、石灰、蜡烛、食醋、食盐、苏打、洗洁精等。(1)利用这些,我们可以对厨房中的化学知识进行研究,如可乐、啤酒中气泡是什么气体?自家的食用盐中是否含有碘?从鸡蛋与醋酸反应推测鸡蛋壳里可能含有的物质,也可动手自制简易净水器,自制汽水,制作“叶脉书签”。(2)对我们周围的环境进行分析测量。如测量当地雨水的pH,了解空气污染情况,加强了学生的环境保护意识。这种家庭化学小实验会使学生深切地感受化学与生活的密切关系,实验成功后的欢愉,化学情感在实验中油然而生,学习化学的兴趣得到实实在在的提高,感受理论与实践的真真切切,体会知识与实践之间朴实无华和相互辩证关系,加深了对化学课理论的记忆和理解,预见能力、观察能力、动手能力、记忆能力等得到提高,在独立实验,独立思考中培养学生良好的自立、自强、自信的品质。
总之,在化学实验教学中,教师只有把它看作是启迪学生的智慧,开拓学生的思维,培养学生的能力,开发学生智力的过程,在实验教学实践中不断探索研究,才能培养出优秀人才。
参考文献:
[1]刘怀乐.中学化学实验与教学研究[M].重庆:西南师范大学出版社,1996.
[2]李晓梅.重视实验教学,培养学生能力[J].中学化学教学参考,2003,(7).
[3]张雪萍.中学化学教学参考[J].2005,(4).