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对高中化学教材实验的思考和设计

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众所周知,实验不仅仅是化学教学和学习中最重要和最基本的手段,更是培养学生能力的重要途径。可以毫不夸张的说,实验对于化学的重要性就好比血液对生命的重要性,正是实验才让化学知识变得有血有肉,让化学原理变得直观易懂。如果把课堂教学过程比做一场电影的话,实验无疑就是将电影情节推向高潮的手段,那么教师应该怎样利用好实验这个武器,激发学生的兴趣,点燃学生的激情呢?

一. 适应实验改革,更新教学方法

几年前,实验教学基本上是以演示实验为主,教师当主角,学生当观众,这样往往造成教师表演独角戏,学生看“热闹”而没有看出“门道”的现象。随着实验教学改革的深入,不仅有演示实验,还有分组实验,家庭小实验,探究性实验等等。这些形式多样的实验手段不仅可以激发学生的兴趣,还可以满足新的教学要求,即通过化学实验教学帮助学生构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的三维目标体系。因此,无论是教师还是学生都应该积极改变观念,更新方法。

二. 重视演示实验,培养学生的学习情趣和探索意识


无论实验教学怎么改革,演示实验依然是实验教学中最基本、最常用的手段。演示实验在化学教学中具有“激趣”、“导思”和“示范”的功能,是学生化学学习的主要向导。那么应该从哪些方面来提高演示实验的教学质量呢?

①注重演示实验的示范性。演示实验是学生学习实验操作的重要途径。教师实验演示的质量和态度,对学生的实践意识和科学态度有潜移默化的表率作用,教师必须认真做好实验操作示范,从药品的取用、仪器的安装到现象的观察,以及尾气的处理,每一个环节都应合理规范。通过实验教师娴熟的操作、严谨的态度和出色的实验效果,培养学生认真严谨的科学态度。

②注重演示实验的简洁性和直观性。演示实验应该具备简洁、直观的特点,既要操作和装置简单,耗时短,现象明显,副反应少,才有利于学生对主要现象的观察,得出正确的结论。为此,教师应选择那些在反应中有颜色变化、气体产生、沉淀生成、物质溶解、发光、发热、燃烧、爆炸等能给学生较强的感官刺激、鲜明的实验作为演示实验。而对于某些复杂或课堂上难以完成的演示实验,则可以借用多媒体手段来完成。例如:对氯水的光照分解,甲烷和氯气的取代反应等,如果只靠老师的口头讲解,不仅学生感到枯燥无味,也不利于学生掌握有关知识。而如果利用多媒体技术,采用摄像、剪辑技术,对实验全过程进行加工,既为学生提供实验全过程,又突出重要的实验现象,同时也不失实验的真实性。例如:氯水见光分解实验可采用此技术在课堂上播放,大大增强演示实验的时效性。当学生看到氯水在几小时的光照后才开始慢慢地冒小气泡,24小时才有明显气体产生,不仅对实验结论信服,更体会到有些化学反应很缓慢发生的,增强了学生对实验观察的有效性。对于某些成功率低、不易观察现象的实验,可以利用投影仪,将实验结果放大。

例如:浓硫酸的稀释,氢氧化钠的溶解等剧烈放热的反应,如果采用巡回展示,让同学触摸外壁的方法,不仅浪费时间,而且不可能让每个学生都参与进来。而利用温度计读数的变化,并通过投影的方式展示实验过程,不仅现象直观,而且学生的目光会被温度计读数的变化深深吸引。又如:氢气和氯气混合爆炸的实验也可以利用录象展示以提高实验的成功率。

③注重演示实验的安全性和环保性。演示实验必须确保安全,不允许有任何可能伤害师生的事故发生。否则,不但有害师生的身心健康,还会造成学生对化学实验的恐惧心里,进而导致失去学习化学的兴趣和信心。因此,教师在选择、准备和演示实验时,必须树立安全第一的思想。为了确保实验的安全性,教师应做到:第一,改革实验的方法,消除不安全因素。例如浓H2SO4的稀释实验,课堂上一般演示正确的操作,对不正确的操作进行讲解,可是往往不能引起学生的高度重视,容易引发安全事故,而通过录像对浓H2SO4滴入水中放出大量热量使酸液四处飞溅现象进行演示,通过录像技术还可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现,帮助学生掌握正确的实验操作步骤和操作技能。这样的教学可以使学生正确掌握实验操作规则和规范的必要性。第二,操作力求正确、规范、熟练。第三,采取必要的针对措施。有害气体要有吸收装置,以防外逸。例如:实验室氯气的制取、二氧化硫的性质的教学,可采用录像技术进行演示,同时对操作注意点进行局部放大,加以旁白介绍,使学生不仅能理解“为什么要这样操作”,而且避免了气体的毒性对教学环境的污染和师生身体健康的危害。

④注重演示实验的设计性。课本上的演示实验虽然有具体的操作,但是并非是最完美的,教师可以根据实际情况做适当的设计。比如:高二化学《氮族元素》第二节中关于氯化铵固体受热分解的实验,给出的图中管口向上加热,在实际操作中,如果照此操作,不仅不符合一般的操作原则,而且极易引起试管破裂。应该管口略向下加热才恰当。又如:比如:高二化学《几种重要的金属》第一节中铝与氢氧化钠溶液的反应中,为了验证产生的是氢气,课本中的操作是用火柴在管口将其点燃,这不仅与初中氢气的检验方法不同,而且点燃之前不验纯的话,还很可能会引起爆炸,特别容易给学生造成可燃性气体不验纯也可以点燃的错觉。建议将此处的操作改为用小试管收集所产生的气体,靠近火焰来检验。在原电池中,设计水果电池,在讲电解质概念的时候,用音乐卡代替小灯泡,接入导电性实验装置。当美妙的音乐响起来的时候,学生一定会感惊奇,进而产生求知的强烈欲望。

⑤注重演示实验的导思性。演示实验的目的只有一个,就是帮助学生通过实验现象揭露其中蕴涵的化学知识或原理,因此,不仅要求教师要准备充分,还要求在演示实验中,教师考虑问题的出发点不应该仅仅是“怎样讲”,更重要的应该是“如何导”,这样才能体现教师的“主导”和学生的“主体”关系,才符合现代教学论强调培养能力的观点。教师除了演示,还要把演示与讲授完美的结合起来。引导学生观察现象,启发学生把各种感知转化为积极的思维活动,并通过分析综合,揭示出蕴含在现象后面的实质。即使是演示实验没有成功,也不能一带而过,草草结束,应该找到原因,尽量给学生补做。

三. 抓好学生分组实验,培养学生的实验技能与科学态度

分组实验是学生运用知识 ,亲身体验化学变化过程,培养实验技能的主要途径。抓好分组实验,不仅可以锻炼学生的动手能力,帮助学生理解化学原理,更是培养学生严谨求实的科学态度的重要途径。

①抓好实验预习,写好预习提纲。作到学生实验之前就明白,我去做什么,应该怎么做。提高学生的自学意识和计划性,减少实验操作中的手忙脚乱的现象,提高实验效率,特别是定量实验,一定要要求学生认真、如实的作好实验记录,教师逐组检查。

②指导规范操作,培养实验技能。分组实验教师少,学生多,时间紧。学生在操作中易犯一些常识性甚至危险的错误。教师要“以人为本”,在学生动手之前,对重要的操作进行规范化演示,对可能的安全隐患进行重点强调,同时要求学生之间自查互检、相互交流和配合。这样不仅保证了分组实验的顺利进行,还培养了学生的实验技能和协作精神。

③培养学生的探索精神。电解和原电池是学生最容易混淆的知识点,因此,可以将这两个实验放在一起做,对比装置、现象、原理的不同点。在电解的实验中,课本上只要求学生用铁做阴极,石墨做阳极电解饱和食盐水的实验,在此,可以要求学生交换电极进行实验,不仅可以看到明显不同的实验现象,还可以帮助学生通过现象找到反应的原理,进而理解电解的基本原理。

④要求学生写好实验报告,培养科学品质。实验报告是学生感性与理性思维相结合的产物,是知识升华为能力的途径。在实验中常有些同学忙于操作,没认真观察和分析现象,或“只观不察”缺乏记录,结果导致对实验过程印象模糊,写实验报告只好搬书照抄或凭空臆造数据,使实验的实践价值大打折扣。因此我们在实验时提醒学生注重观察和记录,在实验后要求学生整理记录,完成数据处理、实验思考题等,通过实验报告的撰写促进感性熟悉的飞跃。实验报告的撰写,不仅培养了学生认真求实的科学态度,也为今后社会实践活动中撰写社会实验报告奠定了基础。

四. 积极鼓励学生开展家庭小实验和探究性实验,培养学生的动手能力、协作能力


现代社会要求的人才不仅要有个人能力,还应该具备与他人合作的能力。化学中的探究性实验往往就能够充分发挥学生的个人优点,又能体现学生之间的合作精神,提高与他人合作的能力。不过,由于各方面条件的限制,探究性实验、家庭小实验的开展机会较少,学生的参与面也很小,今后,在这方面还有很多值得探索和改进的做法。

总之,各种形式的实验就象是魔术师手中的魔法棒一样千变万化,一定会产生神奇的效果,激起学生的兴趣,燃起学生的激情。

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