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1概述
随着我国经济快速发展,人们对于教育的认知度和重视度逐渐加强,在当前信息化时代,社会迫切希望我国的人才不仅能够在熟练地掌握各个教学知识点,而且在个人动手能力、逻辑思维判断以及创新能力上都有所体现和建树。高中化学就是一门以实验为驱动、理论知识为铺垫的自然基础学科,是对学生的动手能力、思维判断能力以及个人创新能力等诸多方面进行锻炼和提升的一门学科,通过高中化学实验过程中,各种实际、有趣的实验现象,不仅能够充分激发学生们学习积极性,而且通过直观的表现对高中化学各种枯燥、繁琐的理论知识有了更深层次的理解。然而,当前我国高中化学的实验教学的现状并不令人满意,在诸多方面都存在严重不足。所以对于高中化学实验的改进策略的研究与分析,对于提升高中化学整体教学水平和质量,优化教学效果,提升学生们实际动手能力、逻辑思维和创新能力来说,具有非常重要的现实意义。
2高中化学实验实施现状
目前,我国高中化学的实验教学的现状令人堪忧,还未能达到通过实验教学来充分调动学生学习的积极性,发挥实验教学来带动理论学习的效果。一般来看,现阶段我国大部分区域的高中化学实验还走形式的阶段,很多高中化学的实验操作与其应该有的地位不相符,在高中化学阶段,大都是老师在课堂上演示,学生在下面观看,然后通过老师的理论讲解来学习理论知识。这种模式的高中化学实验,不仅达不到预期的学习目的,而且还费时费力,根本达不到预期的效果。同时,大多数的高中化学老师为了使学生能够充分掌握高中化学理论知识点,从而在考试过程中获取更多的分数,都将实验的课时大大缩水,学生们在高中化学实验过程中,知识按照实验指导或者课本上的流程走一遍,忽略了最重要的集体讨论和分析环节,而这个环节则是高中化学实验的最终目的,也是提升学生们对高中化学知识进行学习和充分消化,提升个人创造能力和创新能力的体现,而这个环节的忽略最终使得高中化学实验落于形式,高中化学实验效果欠佳。同时,我国大部分地区对高中化学实验的重视度不够,很多实验器材和相关实验品老旧,而学校的相关部门又不及时地采购相关的实验器材和实验品,最终导致在高中化学实验时,学生的积极性不高,实验效果的准确性很难达到。同时,从侧面也会对学生造成一定的思想影响,他们会怀疑高中化学实验的重要性,从内心就不在重视高中化学实验,进而实验马马虎虎,最终敷衍了事,严重影响了高中化学实验的效果和进度。
3高中化学实验改进策略
对于高中化学实验的改进,主要是在新的课程改革背景下,对高中化学实验的内容、器材、过程、方法等方面的改进,以期能够达到新课程改革对高中化学的基本要求,从而让学生通过高中化学实验,不仅能够学习到专业的高中化学知识,将这些知识点进行融会贯通的同时,还能够提升自己的实践动手能力、逻辑思维训练以及个人创造能力和创新能力,从而真正成为新时期社会的全面发展的人才。
3.1教学观念转变
无论是老师,还是学校的相关部门的领导,对于高中化学实验重要性的认知和观念必须要进行转变,这是对高中化学实验改进的前提。对高中化学实验教学的观念的转变,首先要充分认识到,并且肯定高中化学实验的重要性,然后从基础设施建设,高中化学实验课时分配,实验教学方法和过程改进等方面积极入手。通过对高中化学实验观念的改变,相关部门的领导要积极地及时更新高中化学相关的实验材料,为高中化学实验的开展奠定基础,其次,任课老师要抛弃应试教育的传统观念,需要在整个教学活动开展过程中,积极地实施对高中化学实验教学的改进。
3.2突出学生为教学主体
在整个高中化学实验过程中,需要时刻突出学生为主体的特点。实验部分是需要实际动手操作的,而不是通过观看就能体会到实验的真谛。在实验课堂上,老师作为指导和监督的角色,通过设计相关的题目,让学生自己带着问题,自己动手实验,自己找到答案。最后,在实验结束后,老师要积极地组织学生,按照小组的形式对此次的实验内容以及老师提及的相关问题进行讨论分析,同时结合课本的理论知识和过程,对此次的实验进行优化和改进,从而真正实现学生主导高中化学实验课程的局面,进而打开学生的思路,提升学生的动手能力和实践能力。
3.3优化教学过程,明确教学目的
高中化学实验的目的,不仅仅是为了加强对理论知识的学习和认知,更重要的是提升学生们的创造力和创新能力。在整个实验过程中,老师不能使用一套教学过程应付这个阶段,需要根据当前课程的情况以及学生学习的实际情况,针对当前的教学目的,设计并且优化实验教学过程,同时需要设计相关的开放性和探究性题目,让学生自己动手,自己实践,自己发现问题,最后通过小组讨论和分析,真正实现学生创新能力和创造能力的提升。
3.4提升实验趣味性
高中化学实验对于学生来说,本来就是未知的,带有很多好奇和趣味色彩,且需要学生仔细观察、重点记录。而老师如果过分强调实验过程中需要学生严格记录实验步骤和数据,而忽略了自身的趣味性,势必会让学生丧失对高中化学实验的兴趣。所以,在设计整个实验时,在突出教学重点之余,可以多设计一些趣味性多的实验,或者跟生活实际相关的实验。这样一来,不仅有效地提升了学生们的学习兴趣和积极性,而且能够增强学生们的好奇心,让他们带着疑问去查阅相关资料,来解决未知的问题。
4总结
高中化学实验的改进,主要是根据当前高中化学实验教学的不足,提出了对教学观念,教学过程,教学目的的改进,通过更新教学实验设施,明确教学目标,优化教学过程等手段,来对高中化学实验进行改进,从而提升高中化学实验的质量,优化教学效果。
参考文献:
一、教师要从根本上转变意识
做好化学实验可以帮助学生更加具体地认识化学知识,学习化学知识。教师要有转变化学实验的意识,重视实验对于化学学习的重要意义。教师要想办法设计实验,变换实验,采用多种方法给学生演示实验,以此增加学生的化学认知,提高学生化学学习的探究能力。教师的意识决定教学方向,教学方向决定教学方法,教学方法决定教学质量,因此教师要转换教学意识。
二、改进化学实验的演示方式
很多化学实验演示方式都是可以改进的,不管采用怎样的方式和模式,只要让学生看懂实验,明白实验要表达的内容和意义就可以。所以,改进实验教学的演示方法是非常重要的。目前,高中化学实验教学中存在的问题是实验内容复杂,一些实验的材料存在污染,不利于环境的保护;一些实验的设计也不能符合学生课堂实验的要求。所有这些都为课堂化学实验的开展设置了障碍,因此教师要设计好实验的形式,设计好实验的内容,保证课堂化学实验的成功。比如,铝与水的反应,这种化学反应的现象不是很明显,所以如果做不好,学生会认为铝与水不能发生化学反应。对于这样的实验,教师要认真做好准备,我将2个铝片放入试管内的蒸馏水中,再加入3滴酚酞试液,加热3min后,就可以发现水溶液呈现粉红色。这充分证明水和铝发生了化学反应。学生在这样的实验中,对于铝与水反应认识得非常清楚,掌握的知识就会非常牢固。
类似这样的化学实验在高中化学中有很多,所以这是考验教师应变能力和专业素养的途径。老师如果精通化学知识,那么这类实验是很好做的,否则就很难做好。高中化学的实验教学要避免讲实验、看实验的现象发生,注意设计实验,尤其是学生自己设计实验,这是学生建构化学知识的重要途径。
参考文献:
我本着节约药品、操作简单、减少不必要的浪费,在实践中对高中化学部分实验做了一些小小改进。
1.钠的燃烧。在学生分组实验中,按课本及参考书中介绍的方法,实验过程中会损坏很多玻璃管或蒸发皿,如选用石棉网,实验后的石棉网也不能再次使用,造成很大的浪费。为此,在实验中改用铝片做实验器。具体操作:把铝片剪成方形,折起四边成小盒状,将一绿豆大小的钠,吸干煤油后放在铝盒中,将小铝盒置于三脚架上,用酒精灯加热,钠很快便可熔化、燃烧。本实验现象明显,冷却后取出燃烧后产物,将铝片清洗干净擦干以备后用。
2.Na2O2与CO2的反应实验。实验时,取一干净的干燥管,两端放入少量疏松的玻璃棉,中间放置干燥剂(CaCl2),把干燥管的细口对准蘸有Na2O2的脱脂棉,用嘴吹干燥管的另一端,脱脂棉很快就会燃烧。本实验操作简单,现象明显,没有任何污染,还可以省略制取CO2气体的操作,并节约了药品。
3.钠在氯气中的燃烧。取一支大试管,塞入带干燥管的胶塞,用铁夹把试管固定在铁架台上。在干燥管里垫一层石棉绒或玻璃丝,往试管内加入少量高锰酸钾晶体,再注入少量浓盐酸,立即塞紧带干燥管的胶塞,用一小块硬纸片盖住干燥管口。高锰酸钾跟盐酸反应产生氯气,当干燥管内投入用滤纸吸干煤油的绿豆大的金属钠时,金属钠在氯气里激烈燃烧,在干燥管里产生大量白烟,这就是氯化钠固体。如果再向干燥管投入金属钠,金属钠仍在氯气里燃烧。本实验不需事先用广口瓶收集氯气,省去了把金属钠放入燃烧匙后,再用酒精灯给金属钠加热这一操作,操作简单,成功率高。
4.降低药品浓度也可达到预期实验目的。对高中课本中的部分实验药品浓度做了以下几点更改:(1)在高中分组实验四中配制一定物质的量浓度的溶液,将配制的2.0mol/LNaCl溶液改为1.0mol/L,并将NaCl改为食用盐,这样可以节约很多药品且节省开支,同时也不会改变其实验目的和要求。(2)对定性检验剂硝酸银浓度改进,在进行银镜反应配制银氨溶液时,将硝酸银浓度、氨水浓度均可由2%降为1%,实验效果依然。而在高一化学一般离子检验中,硝酸银浓度微量足已。(3)指示剂浓度的减少,指示剂酚酞、石蕊、甲基橙、品红等特别是酚酞和石蕊。指示剂变色很灵敏,即使用微量药品也会有明显现象和效果。(4)浓度对化学平衡的影响的演示实验中硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度可由0.01mol/L降为0.005mol/L,1mol/L降为0.5mol/L。实验药品的浓度改动也会有明显的实验效果。中学化学实验中降低实验药品浓度的例子很多,作为化学实验工作者,应尽可能地降低实验药品浓度,减少药品的消耗和仪器的损耗,预防环境污染。
关键词: 实验改进 化学理论 创新能力 发散思维 知识迁移
一、氨气喷泉实验的改进
必修教材中的喷泉实验是先收集满满一烧瓶干燥的氨气,并且要求所用烧瓶必须干燥,一旦烧瓶湿润,就要换一个干燥的烧瓶,否则实验就会不成功。改进方法:采用的装置与课本一致,但药品使用不同。操作方法,向气密性好的烧瓶中放入固体氢氧化钠,然后迅速加入少量的浓氨水,盖上塞子,固定好烧瓶,挤压胶头滴管中的水,立即出现喷泉现象。这样改进后,做喷泉实验可以不用考虑烧瓶是否干燥,因为湿润的烧瓶,同样可以做喷泉实验。而且可以不用事先收集一烧瓶的氨气,做喷泉实验的氨气可以即用即取,操作起来很方便。在对此实验改进过程中与学生一起展开探讨:传统的氨气的喷泉实验,通常用固+固加热的制气装置获得氨气,反应原理即Ca(OH)■+2NH■Cl■CaCl■+2NH■+2H■O,改进后的实验是利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气的,NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH■浓度的增大有利于NH■的生成。学生会思考:1.利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气该用什么样的制气装置?2.这样制取氨气利用什么化学反应原理?3.打开橡皮管上的止水夹,挤压胶头滴管,为什么会形成喷泉?然后,我们进一步引导:如果去掉胶头滴管打开止水夹,则可以用什么方法让喷泉形成?学生经过讨论和分析,得出:用热毛巾“捂热”烧瓶,氨气受热膨胀,通过导管与水接触,即产生喷泉,或用冰毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入瓶内,烧瓶内氨气溶于水。这样的改进探讨甚至在高三总复习阶段展开都十分具有意义,因为涉及了喷泉实验的原理――利用溶解性形成烧瓶内外压力差,几个常见的制气装置的应用,还有氨气的几种实验室制法,甚至化学反应原理如平衡移动的原理的复习。复习起来饱满而有张力,从实验装置、实验原理到化学反应原理一气呵成,不仅能提高学生知识迁移的能力,而且能帮助学生加深对化学理论的理解。
二、铜、锌―稀硫酸原电池实验改进
铜、锌―稀硫酸原电池实验中,理论上铜片上有气泡,锌片上没有气泡,但是实验中,由于锌片的纯度低,锌片上形成大量微小原电池,因此锌片上有大量气泡,而铜片上几乎看不见气泡,虽然通过电流计可以检测到电流,但是实验的直观性大打折扣,影响实验效果。
根据原电池原理,铜、锌在一定浓度的稀硫酸中形成的电势差是一个定值,但是实验中铜片上气泡少,说明通过溶液的电流低,也就说明溶液的导电性差。通过增加溶液的导电性提高溶液的电流,但如果增加硫酸的浓度,实验中随着硫酸的浓度增大,溶液的导电性增强,电流强度增大,铜片上气泡逐渐增多,但是锌片上此时气泡增加得更多,锌片上的气泡扩散到铜片上,影响铜片上气泡的观察。另外,如果减小铜片锌片电极间的距离,就可以观察到铜片上气泡增加,但是此时锌片与铜片距离较近,锌片上的气泡干扰铜片上气泡的观察。所以,我们做出以下改进:
往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾等。实验中,随着食盐浓度的增加,铜片上的气泡逐渐增多,此时测定电流发现电流逐渐增大。通过硫酸溶液中加入氯化钠,极大地提高了实验的直观性。实验结果表明,在铜、锌―稀硫酸原电池中实验中加入氯化钠固体或者固体的硫酸钾等,现象更明显直观。学生在反复探讨改进此实验的过程中,同时也解决许多疑问:1.为什么观察到锌片上有大量气泡,而铜片上几乎看不见气泡?2.为什么制取氢气时用稀硫酸与粗锌反应比与纯锌反应快?3.为什么锌片与铜片距离靠较近时,气泡会明显增多?为什么往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾,现象更加明显直观?通过探讨,学生会问,会思,会悟,更有一种拨云见日、豁然开朗的感觉。整个过程中不仅促进了学生注意力的集中,而且激发了学生对实验现象的本质进行探索式的分析,培养了学生科学严谨的态度,使学生的化学学科素养得到了一定的提高。
三、浓硫酸的“黑面包”实验
传统的浓硫酸的“黑面包”实验是这样进行的:在个大号的实验杯中加些蔗糖(已研磨细),不要加太多,适量就好。之后将一个玻璃棒竖着放在糖的中间的位置。再缓缓倒入浓硫酸(98%),倒的时候一定要小心,要沿着杯沿倒,让硫酸沿着杯壁缓缓流下。还有玻璃棒一直要竖着,这样黑面包做好了也容易取出。加的硫酸不要太多,加多了没用,加少了不行。看着蔗糖表面都快发黑了就差不多了。这样做的不足之处是:实验产物中的SO■很不利于师生的身体健康,也不符合化学教育中环境保护的初衷,并且本实验只让学生观察到浓硫酸使蔗糖炭化,并且膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分。我们引导学生展开探讨:1.推测产物成分并如何验证产物成分?2.如何处理有毒气体?3.如何改进实验装置实现验证产物成分及处理有毒气体?现将该实验改进如下。实验步骤:①将装置连接好,检查气密性。②在圆底烧瓶中放入已研细的蔗糖约10g滴人1至2mL水,然后将其余药品按下图装置装入瓶中。③将分液漏斗中的浓硫酸逐滴加入圆底烧瓶。实验现象:可观察到圆底烧瓶中的蔗糖由白一黄一棕黄一黑,最后炭化,并且膨松上胀成疏松多孔状黑色物质,像“黑面包”一样。同时可看到品红溶液逐渐变为无色,可证明有SO■生成。酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅,可证明已将剩余SO■除去。品红溶液无变化,可证明SO■已除尽。澄清石灰水变浑浊可证明有CO■生成。实验特点:1.现象明显,可见度大。圆底烧瓶中可明显观察到蔗糖炭化的一系列过程,还可观察到品红溶液的褪色和澄清石灰水变浑浊等现象。2.实验连续,综合性强。充分展示浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性,以及SO■的漂白性、还原性等。3.节约用品,操作方便。实验中将浓硫酸改用滴加方式既安全又能控制用量。4.防止污染,保护环境。本实验中的SO■被吸收处理,有利于环境保护,并能对学生进行环保教育。总之,展开这样的改进探讨有许多好处,可以挖出许多内容。在参与的过程中学生能详细掌握浓硫酸和二氧化硫的性质并学会运用,然后思考:1.酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅但并未完全褪去,为什么高锰酸钾要过量?2.为什么用澄清石灰水变证明有CO■之前必须除尽SO■?怎样证明SO■是否完全除尽?3.如何区别CO■和SO■气体?这样做,学生学会了严谨地对待化学实验,提高了逻辑思维能力和实验结果的分析能力。
“听过的很快会忘记,看过的有一些印象,做过的才能理解、掌握。”这句话说明,学生只有亲自操作,经历了探索知识的过程,对知识的理解才能深刻。这样的实验改进探讨为学生提供了主动参与、交流合作的机会,不仅学生的实验设计能力、操作能力、观察能力、结果分析能力有了较大的提高,而且大大提高了化学理论教学的成效。化学实验是化学教学的灵魂和支柱,也是提高人才科学素质,特别是创新思维能力的重要载体。充分利用实验,适时引导学生探讨实验改进,可以有效培养学生的创新意识,提高学生的创新思维素质。这也是新课程改革的目标之一。同时也能更好地服务于教师的课堂教学,更科学地用好教材实验,并将实验教学的功能与价值发挥到最大,也有利于激发教师的教研兴趣,形成学习与创新型的教师队伍,提高教师队伍的综合素养。
参考文献:
[1]李伟.几个化学反应原理实验的改进[J].化学教与学,2015(6):93-95.
[2]蔡一霞.新课程下提高化学实验教学有效性的策略[J].实验教学研究,2015(6):87-89.
关键词:高中化学;实验教学
中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)05-365-01
高中化学内容冗杂,知识点零散,且强调学生的基础扎实。此外,高中生处于青春期, 是树立人生观、价值观、世界观的重要时期,教师在高中学生成长期有着重要的引导作用。新课程改革标准要求教师尊重学生意愿基础上,根据学生的基础情况因材施教,将学生的被动地位转为主动地位,提高学生的主动积极性。因此,高中化教师必须转变传统教学观念,更新教学观念,在化学教学的过程中,将实验教学和理论教学置于同等地位。
一、分析当前高中化学实验教学现状和改革的必要性
古往今来,我国教育迫于科举考试和高考压力,采用“填鸭式”教育,学生处于被动地位,被动接受所学知识,这样导致学生学习效率不高,在进行化学实验中,跟不上教师的进度。与此同时,教师沿用以往单一,僵硬教学方法,实验教学侧重采用验证性实验,学生缺乏做实验的热情。而在化学教学过程中,将实验教学和理论教学相结合,能够增强学生的动手能力,开发学生创新思维,这些都是帮助学生学好化学的重要手段之一。
二、探究改进和增强化学实验教学的方法
1、学校应采用措施
各个学校,首先,要加强实验室建设,保证学校具备基本的实验设施,药品试剂满足教学需求。其次,学校增加对教师的培训,培养教师上实验课的习惯,增强教师操作实验的能力。这样为进行化学实验提供了硬件保障。最后,开展化学实验竞赛,鼓励学生积极参加,并为学生提供指导老师,学生自主设计实验,在教师指导下进行实验。学校为学生营造一种“在实验中体验理论”的氛围。
2、探究性实验取代验证性实验
当前,我国高中化学实验教学中以验证性实验为主,教师带领学生操作的实验“照本宣科”按照课本设计好的实验,教师和学生单纯的模仿,验证课本提出的理论,学生对已知的理论深信不疑,缺乏操做实验的热情。这样的验证性实验,削弱了学生的创新意识。因此,教师应该采用探究性试验代替验证性试验,在实验过程中探究理论知识,这样有助于激发学生的学习兴趣,通过实验加强学生记忆,但在实验过程中,教师要加强指导,化学实验中有较多的化学试剂,有些试剂有较强的腐蚀性、挥发性、还有一些有毒气体等,没有教师的指导,学生自助进行实验具有一定危险性。教师在进行实验前,为学生讲解试剂量的控制,并严格要求学生正确使用实验器材。例如:焰色反应的实验,学生需要通过眼睛观察实现现象,使一项探究性试验。
实验用品:洁净的铂丝,酒精灯,浓盐酸,蓝色钴玻璃(检验钾时用)。
操作过程:①将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色;
②蘸取试样在无色火焰上灼烧,观察火焰颜色。在检验钾时,需要透过蓝色钴玻璃观察。
③将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色
特殊方法(借鉴)
用石棉绳醮取待测金属离子的甲醇溶液直接点燃进行焰色反应实验,操作简便,现象明显.
1、准备
普通石棉绳一根(约60cm),火柴,金属的盐酸盐或硝酸盐,试剂瓶,50mL小烧杯,剪刀。
2、步骤
①分别将几种准备进行焰色反应的金属盐酸盐或硝酸盐配成甲醇的饱和溶液于试剂瓶中,备用。
②取20mL~30mL需要进行焰色反应的金属盐酸盐或硝酸盐,分别置于50mL小烧杯中。把石棉绳的一端浸入约1cm~2cm,取出,并用火柴点燃,即可明显地观察到该金属离子的焰色。
3、实验的优点:
(1)该方法的燃料为甲醇,它的火焰颜色很淡,对金属离子焰色的观察干扰小。
(2)石棉是一种耐火材料,实验时它是燃料的载体,本身不燃烧,因此实验效果明显好于脱脂棉或滤纸等可燃物作燃料载体。
(3)火焰较高,焰色较纯,燃烧时间较长,便于观察。
三、设计随堂实验
教师在讲解理论知识后,有些理论知识涉及到操作简单、耗时较短、安全方便的实验,可以采用边讲授边观察的教学方法,从而得出理论,这样能调动学生的积极性主动参与课堂,在动手操作中得出理论。例如:萃取实验。在高中化学中的萃取,主要是萃取溴水、碘水之类的问题。由于溴和碘均不易溶于水,易溶于有机溶剂,所以用有机溶剂可以把溴和碘从其水溶液中分离出来。如果用苯来萃取,苯层在上面,下面的水层变得无色透明;如果用四氯化碳来萃取,四氯化碳层在下方,上面的水层会变得无色透明,产生分层现象。
在萃取过程中要注意:
①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,起容量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。
化学实验能够改变教师的教学态度和学生的学习态度,有助于更新教师的教学理念,转变以往单一僵硬的教学方法,刺激学生的创新能力。只有不断改进和加强高中化学实验教学方法,才能使高中化学教育迈向新的开端。