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长期以来,迫于升学、就业的压力,初中化学实验教学未能摆脱应试教育的束缚,使得化学实验教学一直存在轻过程、重结论的问题。故验证性实验居多,费时费力的探究性实验少,形式化、低效化的现象严重。如何克服无效和低效的化学实验教学,从而创造有效的化学实验教学等策略和方法呢?本文结合个人教学实践,谈几点认识,以供参考。
一、充分利用趣味实验,激发学生学习兴趣
我们创设实验时,要适当结合生活实际创设趣味实验。如:我在讲完碱溶液能使酚酞试液变红后,有同学想到在圣诞节表演魔术,即用酚酞在白纸上写字,晾干后再在上面喷上氢氧化钠溶液从而出现红色的字,来烘托节日气氛。又如:在讲到金属和酸的反应时,有的同学想到从铝制的易拉罐上剪下一小块,向老师要了一点稀盐酸回家自己做起实验来。后来有同学问我:铝反应后变成了黑色的原因是什么,能不能用家里的醋酸来代替稀盐酸?我不失时机地进行阐释,并有意识地让学生知道,生活当中处处存在化学,化学就存在于我们身边。
通过这样的实验教学,调动了学生的热情、激发了学生的兴趣和创造力,有利于培养学生对化学学科乃至对整个科学的热爱。
二、利用多媒体辅助实验教学的手段
有些化学反应实验,由于受到各方面条件的限制,按常规演示难以完成或实现,但借助多媒体教学技术进行模拟演示,就能取得良好的效果。
(1)模拟有毒、有害物质的实验,减少污染。如:一氧化碳还原氧化铜试验,在用一氧化碳还原氧化铜试验时易造成一氧化碳泄露而发生中毒,为保证实验现象逼真和安全,利用可见模拟演示也能达到较好的实验效果。
(2)模拟化学反应过程。模拟化学反应过程,使学生看到分子被分成原子、原子再重新组合成新的分子的过程。例如,水通电电解水试验,从分子和原子角度上去分析这一化学变化的实质,与其让老师大讲特讲,还不如利用多媒体课件动画给学生演示水通电发生化学变化的实质,学生通过观看动画演示,直观地通过直观感觉得知:水分子先分成氧原子和氢原子,每两个氧原子重新结合构成一个氧分子、每两个氢原子重新结合构成一个氢分子。学生通过观看不仅知道了化学变化的实质,也懂得化学变化过程中分子种类一定变而原子的种类和数目一定不变。
多媒体在教学中的作用是不容置疑的,但它是为教学服务的,是辅助教学。在现代教学中,多媒体教学仍是从属地位,所以不能用多媒体完全代替化学实验操作,只能作为化学实验的补充和延伸。
三、以验证实验为基础,开展探究实验
教师要研究和挖掘教材,尽可能地在验证实验基础上,进一步地提升为探究实验,让学生发挥主动性探究,获取知识。这样学生不仅提高了实验的兴趣和能力,也会加深对理论知识的理解。例如,在介绍质量守恒定律时,先让学生按照课本的实验要求和步骤进行实验,进行实验。在此基础上我开展了对学生探究实验:①设置问题情境:化学反应前后的质量是否守恒?②学生提出猜想:反应前后的质量守恒或不守恒;③学生分小组讨论设计实验方案;④按照本组的实验方案进行实验;⑤各小组交流,汇报实验结果,老师引导学生进行实验反思与评价。
通过探究活动,培养学生实事求是的科学态度,让实验成功的学生体验到成功的喜悦,学会了科学探究的方法,体现了“教师为主导、学生为主体”的教学理念。
四、把教师的演示实验变为学生们参与的实验
著名教育家苏霍姆林斯基f过:在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,就是希望自己是一个探索者、发现者、研究者。把我们的感受告诉学生,不如让他们亲自实践。基于这种思考,在实验条件允许的情况下,我把教材中的演示实验在很大程度上转化为学生分组进行实验。例如,在二氧化碳制取的实验教学中:①课前布置学生去收集资料(提示学生:可咨询老师和同学、上网查阅资料等):哪些化学反应能产生二氧化碳?要求组内各同学明确分工,相互帮助,各负其责;②上课时,学生按本组的实验方案自主设计并动手装配一套装置来做实验:实验过程中组内同学相互合作,共同解决实验中所面临的问题;③各小组同学汇报实验结果:由全班同学评价设计装置的优缺点,选择最佳实验装置进行全班展示操作过程。由于自己的劳动成果得到老师和同学的认可,同学们心里由衷感到自豪,既提高了学生学习的自信心,又培养了学生的创造性思维能力。
五、引导学生反思实验,培养正确的科学实验态度
引导学生正确面对实验中的困难,不是所有的实验都能获得成功,所有实验现象都会明显。因而引导学生反思实验,寻找实验失败的原因,比实验本身更重要。这样会使实验教学效果最大化。如在“测定空气里氧气含量测定”在实际操作中,常常由于装置的气密性和温度差等问题使红磷燃烧停止后需较长的时间冷却,或是冷却后,打开弹簧夹,只有极少量的水进入集气瓶,甚至根本就不会出现水沿着导管进入集气瓶的情况,造成实验现象不准确甚至实验失败。如果学生实验失败,我们应该与学生一起分析失败原因并通过示范帮助学生掌握操作技能,取得实验成功。不能听之任之,否则,就达不到实验课的预期目的,更别谈实验的有效性了。
总之,作为化学老师,我们要把课堂知识和化学实验结合起来,把实验与实际生活相联系在一起,提高学生的动手能力和思考能力,体验知识形成和发展的过程中,全面认识事物,学会科学探究,提升化学素养,从而提高化学课堂教学效率。
参考文献:
[1]俞远光.中学化学演示实验教学研究[D].华中师范大学,2000.
一方面,就初中化学探究实验教学本身的特点而言,探究实验教学是指学生在教师的引导下,运用自己已有的知识和技能,一改传统被动接受者的角色,充当新知识的探索者和发现者,通过自主发现问题,做出假设,设计实验方案,进行实验操作,验证假设,然后进行归纳,总结规律的一种教学模式,其不仅有利于发挥学生的主体作用,提高主人翁意识,而且还能有效地挖掘学生的内在潜能,培养学生的创新能力。
另一方面,就探究实验教学的理论依据而言,初中化学探究实验不仅顺应素质教育理论“以提高国民素质为基本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点”的要求,能够引导学生自主实验,独立思考,得到潜能的开发和实践能力的提升,还符合《义务教育化学课程标准》中“化学实验是进行科学探究的主要方式”的定位,能够一改传统验证性的实验教学为探究性的实验教学,提高学生的主体地位,让学生在实践中获得探究体验和意识,在激发学生学习兴趣和自信心的同时,还有利于提高学生的科研素质。
化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验是教学过程中必不可少的重要组成部分,因此,在化学教学中一定要重视化学实验教学,尤其要加强探究实验的教学。
二、全面了解化学探究实验教学的现状
1.对实验教学的重视力度不够
化学是初中阶段的一门新型课程,课时安排较少,尤其是到了初三,课时紧凑的现象便越发明显了。面临中考大关,教师都习惯于将大部分的时间放在讲解和做题上,认为做实验费时费力,干脆改之为“说”实验,之后留给学生的就是无尽的死记硬背。教师普遍认为,中考又不会让学生真的做实验,只要记住了实验目的、操作步骤和现象等,就能在考试中应用自如。这样的方式不仅省时、简单,而且具有针对性。
2.对实验教学的组织能力不足
上文所提到的,由于化学课时少,任务重,再加上学校没有配备专职的实验员,导致在实验课的教学中,教师即便是想要精心准备和组织实验教学,也是力不从心,得过且过的现象普遍存在。主要表现在,注重对实验活动、过程和方法的讲述,却忽视了对学生操作过程的评价和反思,严重影响学生的实验积极性和兴趣;注重强调实验步骤的具体操作,而忽视讲解每一步操作的原因,让学生知其然,而不知其所以然;注重引导学生朝着老师设定好的正确的结果前行,却忽视学生自身对问题的探究,影响其个性思维的发展等。
三、有效提高化学探究实验教学的方法
1.树立正确的教学思想,正视探究实验教学的地位
思想是行为的先导,没有正确的思想认识,又怎么会做出正确的决定、选择和行为呢?因此,教师要认真地学习和研究《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》和《义务教育化学课程标准》,如上第一大点提到的重视实验教学的地位和作用。例如,初中课本中一些简单的实验,不要因为它简单或者中考不会涉及就一“说”而过,而应该将实验的操作权交给学生,让学生在教师的引导下自己做实验。
2.排除实验的干扰因素,努力提高教师的组织能力
关键词:实验复习课 有效教学 优化策略
我曾观摩一节复习课,课题是《实验室气体的制取和净化》。这节课的教学顺序是从回忆实验室常见的仪器入手,要求学生搭建氧气和二氧化碳的制取装置,说明设计原理;复习制取气体反应原理和条件,思考制取氨气的装置;比较两种气体收集装置,复习气体性质及尾气处理方法,复习气体干燥和除杂的方法。教学方法采用先动手实验,后讨论汇报,最后教师评价总结。
课后选取两道相关的试题,对上公开课的九年10班和未上过复习课的8班同时进行测试。结果如下:10班平均得分10.7分,15分以上8人,5分以下6人;8班平均得分10.1分,15分以上8人,5分以下8人。对比测试结果,个人认为,如果老师在学生实验之后,能够从答题技巧和答题规范等方面给予归纳,或许能够得到实验复习课更优化的效果。这节课给予正在进行复习的老师们更多思考,要解决的首要问题是如何提高复习效率,本文就提高初中科学实验复习课的教学有效性提几点优化策略。
一、以解决问题为原则,优化教法学法
1.关注教法的选用
科学是以实验为基础的学科,因此中考前对实验的复习显得特别重要,而生物实验往往需较长的时间才能完成,不能都以演示实验的方式来再现。复习时用问题情境的方式展示实验过程是比较有效的。如植物的呼吸作用产生CO2的实验,上新课时只让学生知道澄清的石灰水变浑浊说明袋内气体中CO2含量较高,蜡烛熄灭说明瓶中O2较少,得出结论是呼吸作用吸收了O2,产生了CO2,绿色植物呼吸作用会产生CO2。试题:小明疑惑种子的萌发过程可能也会产生二氧化碳,他设计了如图的实验装置。打开C装置中的阀门,水位下降,空气就会依次进入装置。解答:A装置的作用;如果观察到什么现象,则小明的猜想是正确的;请指出C装置的一个优点。
A B C
本题考查学生是否理解植物呼吸作用的原理,也进一步说明空气中的CO2实际会有干扰作用。复习时引导学生对新课实验进行改进,如果要证明CO2来自植物的呼吸作用,还要用空气做对比实验,加深控制变量法的设计理念。实验复习课教学可以结合问题情境,侧重要求学生根据实验中图表等情境,对实验原理、实验材料、实验方法等进行分析,对同一类型的实验进行归纳复习。
2.注重学法的指导
为了提高学生的实验技能,加深学生对实验的作用和地位的理解,可以应用以下的方法指导学生复习。
(1)使用口诀,帮助记忆。如取用块状药品或较大的金属应用镊子,操作口诀为“一横二送三慢竖。”即将试管(或容器) 横放,将药品放入试管(或容器)口部,再把试管(或容器) 慢慢竖立起来。气体的收集方法,选择依据为“易溶于水排气法,根据密度定上下,所得气体较干燥;不溶微溶排水法,所得气体纯度高。”
(2)归纳实验,得出结论。例如,氢气还原氧化铜实验,思考为什么要先通氢气后加热,为什么实验完毕后不能马上停止通入氢气。再如浓硫酸的稀释为什么一定要浓硫酸加入水中。经过正反的对比归纳,能得到正确的结论,明白其中的道理,就能牢牢记住操作的方法。
二、以动手实验为原则,优化能力训练
1.重现演示实验,夯实基础知识
在复习课中依然要重视创设新颖的情境来激发学生的兴趣,不能一味地用习题或“黑板实验”来讲解。课堂上通过重现演示实验来复习,优点是能创设情境, 激发兴趣, 进一步深化教学内容。如临时装片的制作是七年级的实验,重新演示制作洋葱表皮细胞和口腔上皮细胞的装片,再现了五个步骤,分析为什么分别用清水和0.9%的生理盐水。复习课的演示实验过程不能只停留在激发兴趣层面上,还要引发学生利用所学知识分析、解决实际问题,必须把基础知识升华, 更深入认识事物。
2.利用多媒体技术,促进技能复习
实验既是教学的重要内容,也是培养学生能力的重要途径。复习课中不可能让学生都重新动手进行探究实验,运用多媒体课件可以很好地解决这样的矛盾。如让学生复习温度计的结构、使用方法等知识和技能的同时又节省了时间。类似的有刻度尺、秒表、电流表、电压表等测量工具等,这样的方式可以起到了事半功倍的效果。
有些可视性较差的实验,可适当利用现代电子技术。例如显微镜的使用,利用显微镜和摄像头的组合,选用刚制作的临时装片,请学生在台上听指令操作,我和其他学生一起按使用显微镜的基本步骤和高倍镜的使用步骤的指令进行。在这个过程中分别解决的问题有①对光用什么镜?②调焦时镜筒下降眼睛看哪里?③换用高倍镜时,要移动物象时,装片如何移动?④换用高倍镜后用哪个螺旋调焦?⑤换用高倍镜后视野怎么变化?
三、以简洁明了为原则,优化知识结构
1.立足课本夯实基础知识
基础知识是学生解决问题的源泉,而夯实基础离不开课本。中考复习时,让学生坐下来踏踏实实、认认真真地阅读课本,最重要的是理解,能将课本上的知识用自己的语言讲出来,这样既能让学生掌握基础知识,又可以培养学生的自主学习的能力。近年中考试卷的一大亮点是充分挖掘教材资源,体现“学与不学不一样,做与不做不一样”的教学理念。试卷中多处引用和挖掘教材中的讨论、活动、实验和探究等内容。如2011年中考试卷第30题的装置图及其立意,就是将九年级课本“青霉素作用实验”和“探究影响酶催化作用的因素”两者有机整合起来,并加以适度挖掘。倡导教师在教学过程中以教材为纲,多开展实验探究,引导学生在学习过程中立足课本,落实基础。
2.专题复习构建知识网络
在复习过程中,我们要引导学生对基础知识加以整理和归类,使之成为知识链和知识网,便于学生理解记忆和回顾。我们要把相关的实验通过一定的情境串联在一起,就可以在这个基础上进行精炼、扩展和补充,形成知识网络。知识网络形成后,学生就会感到所学知识既不零碎也不复杂,而是一个彼此联系、条理分明、纲目清晰的知识整体。
如电学实验复习,利用一幅电路图进行演变,从最简单的基本电路通过增加元件的方法,分别复习归纳了电学最重要的电路和实验。从学生实物连接电路开始,到用多媒体模拟实物连接电路的两种方式,归纳得出串、并联电路的特点。利用可调亮度的台灯为情境重现滑动变阻器的使用,同时对串并联电路的特点进行应用,引出电流的大小与电压和电阻有关,回忆研究电流和电压、电阻的关系的欧姆定律实验;重点讲解实验时的变量控制和研究电流与电阻的关系,如何通过调节滑动变阻器来保持被测电阻的电压不变;之后复习伏安法测电阻、测小灯泡的功率;最后归纳出调节滑动变阻器在这三个实验的各自作用。这样帮助学生构建知识网络,有利于学生系统地获得知识,并形成联系的观点,活跃思维。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社.
[2]吴松年.新课程有效教学疑难问题操作性解读:初中地理[M].北京:教育科学出版社,2007.
[3]汤淮军.提高初中物理复习课有效性的策略[J].学生之友,2011(10).
一、鲜明直观,富有趣味
增强实验的直观性和现象鲜明性,能更有效地引起学生感知,使他们形成深刻地印象。例如可以利用一些电子元器件等材料来改进实验,可起到事半功倍的效果。教学中讲电解质概念时,如果用音乐贺卡中的集成块代替小灯泡,接入导电性装置,当美妙的音乐响起来时,学生会异常欣喜,也了解了溶液的导电性。又如,可以用不同数目发光二极管发光情况来证明不同电解质溶液导电能力的差异,实验效果非常明显。
实验教学中对SO2气体的性质进行演示实验,涉及的实验较多,但是多次演示实验会增加SO2气体泄露的可能性;所以在实验教学中采用如图1所示的实验装置进行实验,可以在一次演示实验中实现SO2多种化学性质的呈现,同时减少了SO2对环境的污染。针对SO2的溶解性实验,在教学演示实验中可以按照图2所示的方法加以改进,利用其溶解性和对品红的漂白作用实现很好的演示效果。此实验既简单又方便,利用SO2气体水溶性和漂白性设计喷泉实验,当美丽的喷泉形成时,学生通常会兴奋异常,同时会进一步思考:“SO2为什么会形成喷泉?”“喷泉的颜色为什么与原溶液不同?”不但能增强实验的鲜明性,而且能增加实验的趣味性。
改进后的实验现象明显直观,能更好的引起学生对化学学习的兴趣。激发学生的学习热情。
二、科学、简捷、安全、可靠
工业上利用NH3的还原性来检验氯气管道是否泄漏;也用NH3来吸收汽车尾气排放出的氮氧化物。为了加深学生对NH3的工业用途的认识,可以设计如下实验,提高他们运用所学化学知识的能力,学会解释生活中相关化学原理及其应用。如图3(a)所示,当氨气通入二氧化氮中,红棕色的气体变成无色(氨气与二氧化氮反应生成了无色气体氮气)。在图3(b)所示的实验中,当氯气与氨气同时进入试管中,试管中出现白烟(氨气与氯气反应生成了氯化铵)。当氯气通入氨水中,试管中出现白烟(氨气与氯气反应生成了氯化铵),如图3(c)所示。
上述实验改进,很好地避免了氯气、二氧化氮等有毒气体的污染问题。而且操作简单,安全可靠。
三、精心设计,富于启发性
精心设计实验教学,设法提高每个实验的智力价值,使整个教学过程充满启发性、思考性,有利于发展学生能力。例如课本关于NO2与水的反应并无实验。跟其他酸性氧化物与水反应不同,这是一个自身氧化还原反应,生成HNO3的同时生成NO,学生掌握这一反应有一定困难。补充如图4所示的喷泉实验:在蒸馏烧瓶中事先充满NO2,打开止水A,从胶头滴管往蒸馏烧瓶中挤水,紫色石蕊试液在蒸馏烧瓶中形成美丽的红色喷泉,最后溶液约占蒸馏烧瓶的2/3,液面上约有1/3无色气体。关闭止水夹,将烧瓶从烧杯中取出,正立后,打开止水夹B,可见无色气体变为红棕色;夹紧B,液面可继续上升。此实验不仅说明NO2可溶于水,且能与水反应生成HNO3和NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO。并为HNO3工业制法的学习打下一定的基础。
四、改进实验手段
实验教学中改进实验手段可以加强实验的趣味性,更能引发学生思考。如镀锡铁和镀锌铁皮镀层被破坏后,铁被腐蚀的情况。分别取两片规格大小为5cm×5cm镀锌铁皮和镀锡铁皮(马口铁),用小刀在两铁皮中间划十字(如图5所示)。然后向划痕处分别滴2滴饱和食盐水,再分别向滴食盐水处滴1滴铁氰化钾溶液。静置5~10分钟后,观察颜色变化。
设计最佳的实验过程,对于提高实验教学效果有着重要意义。同样的实验,通过合理地调整实验时间,使验证性实验变为探究性实验,对发展学生的能力有重要意义。
关键词: 基础化学实验 实验基本素质 危险案例 解决方案
引言
基础化学实验是针对非化学专业学生开设的实验课程。该课程分上下两个学期,共72个学时。内容涉及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和常用的实验技术和方法。详细介绍了仪器的洗涤和干燥,基本度量仪器的使用和滴定分析的基本操作,加热与冷却,分析天平、pH计和分光光度计的使用等基本操作技术及数据处理的基本知识。实验部分涉及操作练习和制备实验、化学常数的测定、性质与定性分析实验、物质的定量分析、林业化学基础实验和设计性实验等。目的是让学生掌握基本的实验技能并培养学生基本的实验操作能力,为将来在本专业的具体应用提供基础。但学生在参与上课活动过程中容易出现诸多问题。比如:(1)在做实验的过程中吵闹喧哗,看手机,或者离开实验台找其他同学聊天。(2)做完的实验很快就会忘记,下次实验需要结合上次的实验内容时,一片茫然。(3)实验安全意识不强。这些问题教师在每学期开课前都有强调但收效甚微。
针对以上几个问题,本课题组展开了一系列讨论,指定了方案加以运用,并在教学实践反馈的基础上再次加以修正,最终获得了良好效果,具体如下:
1.加强实验基本素质考核
基础化学实验一般以班级形式开展,每班35人左右。跟课堂授课不一样,教师在讲解完实验原理、内容及注意事项后,整个实验过程全由学生自主完成,教师主要负责指导和纠正操作错误。在此过程中学生往往会不自觉地说话,很多人在一起说话就造成了喧哗。我们通过分析发现,学生互相间说话的原因大致有两种:一种是由于对实验的预习不充分或者根本没有预习,因而对老师刚刚讲解的过程没有理解,或者是虽然预习了,但还是有些问题没明白或者需要跟同学确认一下。另一种情况容易发生在加热时间或者反应时间较长或需要静置等待的情况下。学生感觉长时间都只是观察就很无聊就会互相讨论或者看手机上网。
在找出原因之后,我们分别做出了相应的解决方案,从学生的平时成绩入手,明确告诉学生,其在实验过程中的基本素质计入平时成绩,占10%的比例。共包含三部分。一是实验前要预习,对实验的基本原理有大概认识,教师在讲解实验过程中对实验原理进行提问并计入成绩。二是实验过程中注意力要集中,认真观察实验现象,有问题可以举手示意老师,但不能互相讨论。有大声喧哗者将扣掉平时成绩。三是对学生的实验结果进行评估,例如是否获得了较高产率,并给定相应分数。
通过以上三种考核方式,学生在试验过程中的基本素质明显提升。不但避免了喧哗,而且学生对正在做的实验的有了更深刻的认识,部分学生甚至开始思考实验的意义和在专业上的应用方式。对老师提问的问题也更多了,看着学生将之前吵闹的时间用在了更有意义的事情上,教师心里更欣慰。
2.应用案例讲解加强印象
学生对于做过的实验缺乏深刻印象是一个较普遍的现象。课题组通过讨论一致认为原因在于多数学生都是一直在被动接受,而缺乏对所接受知识的具体应用,正所谓“实践出真知”,当知识被用于实践的时候,印象会更深刻。但学生在真正实践的时候就是踏上社会作出贡献的时候了,那时候再学就太晚了。为了减少这之间的矛盾,我们提出一种应对方案:对于每一个实验,让学生在预习的时候查阅资料,找出与本次实验相关的具体应用。在上课讲解时,教师在讲解完实验原理和内容后,再花5分钟左右时间,挑出与学生生活相关的应用实例加以讲解。通过应用发现,每次在讲解实例的时候,学生都很感兴趣,听得津津有味,再联系他们在预习时所了解的实例,还能引起学生的积极讨论。通过这种方式,学生不知不觉间就对本次实验产生了浓厚兴趣,带着兴趣做实验,实验结果出乎意料的好。
3.危险案例加强安全意识
在做实验的过程中,学生的安全意识较单薄是较普遍的现象。有的学生会在实验正在加热的过程中离开,有的学生会徒手取用浓硫酸,有的学生会将冰醋酸在敞开环境中操作。尽管课本对于一些特殊化学品的取用有相关规定,而且对于误操作也有相应措施。教师也会让学生在课后阅读。但在具体实验过程中由于拥挤和嘈杂,再加上学生做实验心切,往往会忘记。针对这种情况,课题组老师提出了相应方案。在每次实验讲解时,专门针对所用到的具有一定危险性的药品和试剂的操作方式加以讲解,并在学生实验操作时反复强调。对于学生在加热时离开等现象,坚决杜绝并提出严厉批评,并说明此种行为可能造成的严重后果。尽管教师只是将课本中已经说明的问题加以强调和实施,但对提高学生安全意识的作用却很显著。学生的实验基本素质得到了显著提高。
结语