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关键词:初中化学实验 教学情景 创新能力 学习兴趣
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)33-259-01
实验在化学教学中占有重要的地位,搞好化学实验教学是开发学生智力,培养学生能力的重要途径。做好化学实验,可以很好地激发学生兴趣,营造学习气氛,调动学生学习的积极性,是学生的创新思维的条件。所以,做为一名化学教师,上好化学实验课是非常重要的。
一、通过演示实验,创设教学情景,激发学生的求知欲望。
演示实验教学,要在演示之前向学生交待清楚实验内容、目的及观察的现象,告诉学生应该观察什么,从什么角度去观察,怎样捕捉稍纵即逝的现象,通过实验现象的观察,认真铺设一些必要的阶梯设下疑问,激发学生思考。这阶段要求教师的操作要规范准确、能见度高,提示语要简明扼要、抓住关键,以利于学生观察、模仿和记忆。对于配置操作步骤用“一算二称(量)三溶四移五定六摇”归纳;又如把《粗盐的提纯》实验中的过滤操作要领归纳为“一角、二低、三靠”,以利于学生整体上把握和记忆。学生开始动手实验时,教师应该首先从实验态度引导,让学生积极主动参与到实验中来,这也是很关键的。特别是某些存在一定危险因素的实验,如浓硫酸的腐蚀性、点燃氢气(不纯)会爆炸等,更要作好引导,消除学生对实验的恐惧心理。其次,要从实验技能和实验思维两个方面去导,以确保学生规范地进行实验,做到操作明确、观察有序、记录科学等。由于学生实验是由学生自行进行的,而不同学生的知识水平与能力层次也各有不同。因此,学生实验过程中出现的问题也就各种各样,教师难以在课前全面完整地加以预测。这就要求教师要深入学生实验操作之中,巡视指导,及时发现问题并解决问题。
二、通过实验,激发学生的探索与创新能力。
学生实验是在学生完成某一单元教学内容后,在教师组织指导下由学生亲自完成的课堂实验,是学生获取知识、形成技能、发展智能和个性品质的最佳途径。学生实验不仅是学生学好化学的重要手段,而且在培养学生创新思维,增强创新意识,养成创新思维习惯中起重要作用。任何学生实验都是在一定实验目的和实验方法的支配下开展的,明确实验目的和实验方法是进行实验的关键。因此,在学生动手前,要引导学生弄清实验的目的与要求,明确实验的关键和注意事项,从而使学生的实践活动沿着既定的教学目标得以顺利进行。搞清通过实验要验证哪些性质,培养何种技能,受到哪些教育,你对这个实验还有什么其他的做法或改进等。例如实验室制取二氧化碳,除总的目的外,我们还要求学生把握以下几点:块状固体药品取用;液体药品倾倒;导管连接;二氧化碳气体收集、检验、验满方法;你对该实验装置满意吗?如何改进?这样就能很好地激发学生思维,通过认真思考,不仅激活学生认知结构中所学的相关知识,同时也启迪学生实验研究方法等。这样,学生明确了实验目的,操作起来自然顺利。由于实验前教师给学生提出了对实验改进的问题,学生在操作时就注意了观察思考,觉得课本中的装置图不是很科学,不能随时控制反应进行,教师因势利导,让学生尝试说出自己的改进方法,画出装置图。这样一来,学生得到了尝试创新的体验,享受到了成功的快乐。
三、在实验过程中,教师发挥起监督的作用。
在实验过程中,教师要及时指导。指导的主要内容有不仅包括实验知识、实验技能和实验思维等三个方面;还要包括指导学生全面理解和掌握实验目的、实验原理、仪器性能以及得到什么样的实验结论等内容;同时在实验技能方面,教师要指导学生认识仪器、掌握仪器的操作规程、实验操作步骤、正确观察、记录和处理实验数据等;在实验思维方面,要指导学生掌握实验的科学方法,做到学会观察、学会记录、学会处理数据、学会推理、学会误差分析等内容。实验室的开放,给学生提供了广阔的实验空间,但教师如果不给予必要的指导,它发挥的作用必然减弱。因此,对每一个实验操作,要求学生不仅要有规范的操作技能,而且要有准确的语言表达。例如实验室制二氧化碳的实验,实验中踅毋、步骤很清楚,但为了培养学生探究创新能力,我们把此实验进行了改进,让它以习题的形式出现。在《配置一定物质的量浓度的溶液》学生实验教学中,实验前首先借助该实验的前言(导语),点明该实验的意义,从而揭示该实验的主题学习配置一定物质的量浓度的溶液;在此基础上提出下列问题:要配置一定物质的量浓度的溶液,需要那些准确物理量?需要这些准确的物理量,必须用到那些仪器?这些仪器如何实现这一目的?三个问题很好地激发学生思维,通过认真思考,不仅激活学生认知结构中关于物质的量浓度的相关知识,同时启迪学生实验研究方法等。
摘要:本文以化学实验在化学教学中的作用为视角,具体阐述了化学实验和发展学生智力与能力,化学实验和激发学生的学习兴趣,化学实验和训练学生科学的方法与培养学生科学的价值观等方面之间的关系。
关键词:化学实验;重要方法;实验素质;科学态度
化学是一门以实验为基础的自然科学。中学化学教学中的实验,在使学生形成化学概念,理解和巩固化学基础知识,培养学生观察现象、提出问题、分析问题、解决问题的能力,获得比较熟练的实验技能,培养实事求是、严肃认真的科学态度等方面都有着十分重要的意义。因此说:教学中的实验是化学的魅力和激发学生学习化学兴趣的源泉,是化学教学的重要手段,也是学习化学的基本方法。所以说化学实验是培养学生解决化学问题极为重要的内容和手段,同时对发展学生智力和能力起着极其重要的作用。
1 实验是化学教学的重要基础
中学化学教学必须以实验为基础,这是由实验本身的特点及其在化学教学中的作用所决定的。在化学教学中,运用实验的目的主要在于给学生学习化学创造一个良好的环境,使学生能主动地获取化学知识和发展能力,促进学生科学品质和世界观的形成;同时,教师通过引导学生认真观察演示实验和学生自己亲自动手做实验,可以激发学生的学习兴趣和热情,使学生掌握实验的基础知识和基本方法,帮助他们理解、掌握基础知识和技能,培养他们的观察力和动手操作能力。
2 实验在整个化学课的教学中是一个不可缺少的组成部分
化学实验作为化学教学的重要内容可以从三个方面来认识。
2.1 化学实验本身就是化学不可分割的重要内容。化学的任何一部分内容(包括化学基本概念、有关物质的概念、基础理论)的结构及其发展都可以分解为三种因素:实验(事实)、概念体系(逻辑、方法论等)和数学(化学式、化学方程式、计量公式、表达式)。可见,实验内容本身就是教师应该教,学生应该学的重要内容。
1.2 化学实验能使学生形成有关物质的概念。形成物质的概念,要从揭示物质的性质入手。而物质的性质,特别是物质的化学性质,只有借助于一定的物质手段(实验仪器和设备),在人为的控制条件下,使物质发生物理变化或化学变化时才能显露出来,被人们所认识。例如:各种物质的颜色、气味、状态等一些物理性质,学生只有通过认真观察实验,才能获得深刻的感性认识。
化学基本概念和基本理论在化学教学中占有重要地位。学生在学习化学基本概念和基本理论时,总是觉得抽象、枯燥无味和难以理解,但是如果我们教师从实验入手,引导学生观察现象以获得感性认识,然后通过对实验分析、推理、总结,再通过教师讲解得出结论,学生就不会感到抽象和空洞。
1.3 化学实验是培养学生实验操作技能的唯一手段。技能是指完成一定任务的活动方式。化学实验技能按其本身的特点看,应属于操作技能。化学实验的动作主要是由手的活动来完成的。化学实验技能有初级和高级两个阶段,前者是初步学会阶段,后者是实验技能形成的阶段,即形成熟练技巧的阶段。不论是初步学会阶段,还是形成熟练实验技巧的阶段,都必须经过亲自动手操作才能形成。这是其它任何教学形式的方法所不能取代的。在实验的过程中,学生必须手脑并用,也就是说,学生不仅要在实验操作的基本功上、技术上做到学会乃至达到灵活、准确、协调,甚至接近自动化的程度,而且还要积极地动脑思考问题,要明了实验应怎样做,为什么这样做的道理。事实和实验证明,只有让学生亲自动手做实验,才能提高学生的操作技能,包括一系列的实验动作的合理、完善、协调的活动能力;也只有让学生亲自动手做实验,才能掌握化学仪器的使用、药品的取用等,才能进一步提高学生的实验动手操作能力;学生只有从实验过程中才能学到实验的基本知识、基本技能和基本方法,才可以培养良好的实验素质,发展自己的思维能力。
3 实验是化学教学的重要方法
化学教学的目的可以概括为三条:①培养科学的价值观;②掌握化学的基本知识;③学习科学方法和培养能力。离开了化学实验这三条目的是不可能真正达到的。例如,从掌握化学知识来说,实验是基本概念、基本理论教学中不可缺少的基础。现在学生普遍感到化学难学,一个重要的原因就是化学教学没有遵循认识的规律;学生缺少感性认识的基础。虽然学生的感性认识不只来源于实验提供的化学事实,还可以来源于生活,但从生活中得到的感性材料很少,而且本质的、非本质的因素交融在一起,仅仅通过这种途径来使学生建立概念和认识规律,有时会让学生感到无从下手。而实验则可以提供精心选择的、经过简化和强化了的感性材料,具有典型性、可控性和重复性。因此,它能提供学生有效掌握知识的学习环境。离开了实验的化学教学只能算是“空中楼阁”和“纸上谈兵”,其结果会把本来生动的、丰富的、有趣的化学知识变成一堆枯燥难懂的定义和概念,不利于学生理解,也不利于激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性。还应当看到,化学实验对学生全面发展的作用,通过化学实验,可使学生知道科学家探索和发展化学规律的过程,培养和提高学生的观察能力和逻辑思维能力,帮助他们掌握科学的学习方法;同时化学实验本身存在着物质、现象、运动变化与条件等多方面的因素,这些关系体现了大量的唯物辨证思想,借此我们可以对学生进行辩证唯物主义教育,可以培养学生尊重科学、尊重事实的科学态度。因此说实验是化学教学的重要方法。
4 实验是化学教学的必要手段
[关键词]实验教学 演示实验 家庭实验
[中图分类号]G633.8
[文献标识码]A
[文章编号]1009-5349(2010)09-0128-01
新的课程改革要求教师在化学教学过程中要充分发挥、调动学生的主观能动性,让学生真正成为学习的主人,而不是被动地接受教育者,要想达到这一目的的最有效的途径就是让学生亲身参与到学习中来。化学是一门以实验为基础的学科,学生通过化学实验和生活实践是获取化学知识、培养学习能力的最佳选择。
一、深入课程标准、充分体会实验的重要性
通过阅读课程改革标准,我们发现与原教学大纲相比,不仅规定学生需要学习一些化学基础知识和基本技能外,还特别突出强调学生的动手能力和创造思维能力。在教学内容方面,加强了化学实验,把演示实验列入教学内容,同时引入了科学探究的思维和方法,让学生有效地参与到化学的实验中来。我们要利用好实验这一教学手段激发学生学习化学的兴趣,调动学生学习的主动性和积极性,把化学实验的教学与理论知识的教学相结合,培养学生能力、科学的态度、价值观,达到全面提高化学教学质量的目的。
二、激发学生的学习兴趣、提高学生的主动性、积极性
初三化学是每一个升入初三的同学增学的一门功课,也是化学教育的启蒙阶段。对于学生来说是一个新的未知领域,但他们对化学充满了好奇心,这时教师就应该充分利用好化学的实验和生活中的现象,激发学生探究的兴趣,借此提高学生主动、积极地学习化学,在以往的教学中笔者是通过这样几种途径实现的:
(一)加强、改进演示实验教学
一个成功的演示实验能显而易见地帮助学生阐述、分析、验证化学概念、化学原理和生活中他们遇见的无法解释的现象。我进行演示实验时,尽量做到演示操作规范、使实验现象明显、分析、表述准确简练些。为学生今后的实际操作,奠定了基础。例如,在“3-2分子”这一节教学中,我将滴有酚酞试液的滤纸条放入试管,再将滴有氨水的棉花堵在试管口的组合代替教材中的实验,让学生直观上感受到分子的运动,在“1-4燃烧和缓慢氧化”的教学中,我用试管、气球、注射器、铁片代替教材的实验,不仅直观,更安全环保,最后指导学生阅读教材内容,归纳总结出燃烧的条件。这样既帮助学生加深理解了实验现象又帮助学生牢记了燃烧条件,同时还建立了环保的意识。
(二)开发课后的家庭小实验
教学实践表明,家庭小实验的引入使课堂教学延伸至课外,让化学知识融入他们的生活之中。它对激发学习兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力起到一定的作用。比如绪言课中的家庭小实验――观察蜡烛色态、构造及点燃时的现象,学生完全可以自已动手完成这个实验,而且通过实验记录可以发现学生在实验时记录不完全的地方,并加以指导,帮助学生学会观察,学会记录。再比如铁生锈的实验,如果在课内做需要的时间很长(大约一周的时间)。但把这部分留给学生,锻炼学生的动手动脑能力,也调动了他们的参与意识,对课上的教学效果有很大的帮助,也让学生对钢铁生锈、防锈的知识有了较深入的理解。
(三)开展课外实验活动小组是开展课外活动的很好方式
关键词:化学实验;操作;探究;发散性思维
一、运用实验,激发学习化学的兴趣
刚接触化学这门课程,学生会有一种新鲜感,但也有学生会望而生畏,产生一种畏难情绪.笔者认为:化学教师上好第一节化学课的关键就是让刚接触化学的学生体会到化学是一门富有趣味的课程,是一门与现实生活联系密切的科学.因此,在起初的化学课上,教师不妨运用一些传统的诸如“空瓶生烟”“魔棒点灯”之类的富有奇幻色彩的小实验来吸引学生的眼球,引发学生的好奇心,点燃学生探究的热情,使他们感受到化学学习的魅力,对化学课程“一见钟情”.如执教“水的组成”这一内容时,笔者演示了电解水的实验,当学生得知水可以通过电解生成氢气和氧气时,顿感化学变化的奇妙,也体会到了化学变化的实质,认识到了学习化学知识的重要性;在执教“燃料的燃烧对环境的影响”这一内容时,笔者先后组织学生完成了三个实验,即酸雨与树叶的反应、酸雨与大理石的反应、酸雨与镁条或锌粒的反应.学生亲历了实验过程,认识到了酸雨对人类的危害,增强了环保意识.
二、运用实验,引发学生探究的热情
演示实验最能吊起学生学习化学的胃口,激发其探究的欲望.课程标准规定的课堂演示实验内容在各章节教材中均有体现.这些实验对元素化合物的相关知识进行了分析、验证,对一些化学概念、化学原理进行了阐述,有利于锻炼学生实验操作的基本技能.如,在“分子”的教学中,笔者演示了碘在酒精中扩散、氨的挥发的实验,增强了学生对分子运动的感性认识.在“燃烧和缓慢氧化”的教学中,笔者演示了白磷燃烧的演示实验,用球胆向烧杯的热水中缓缓通入氧气,可看到热水中的白磷与氧气接触后,开始燃烧并产生火光.演示完毕后,笔者请学生思考如下问题:1.铜片上的白磷为什么能燃烧,而红磷却不能?2.需要具备哪些条件水中的白磷才能燃烧?3.红磷能不能燃烧?接着笔者又趁热打铁,补充演示了红磷燃烧的实验,将少许红磷放在铁纱网上,直接在酒精灯上加热,请学生仔细观察红磷在空气中燃烧的现象,最后指导学生用心阅读教材上的相关内容,归纳总结出了燃烧的条件.课堂实验的演示,可以让学生看得真切,理解得透彻,收到事半功倍之功效.
三、运用实验,满足学生动手操作的欲望
学生学习化学不能只停留在听的层面,也不能停留在看的层面,而要向更具建构意义的学习——动手去做这个层面迈进.动手操作是形成化学实验技能的重要途径之一.操作的过程需要手、眼、脑等多种感官协同参与,通过自己的动手实践、探究,分析、解决化学问题,亲历化学知识的形成过程,顺利实现知识的意义建构.因此,教师在教学中务必要为学生创设一些动手参与的操作平台,尽可能多地把一些教师的演示实验变为小组实验;或引导学生自主设计实验过程,并提出改进实验的方法.长期坚持下去,学生学习的积极性会大大提高,对化学课程的兴趣也会潜滋暗长.例如,笔者在给学生讲解铁的性质,做铁钉生锈这个实验时,先让学生自主寻找材料,每位学生在实验前十天准备3支干净的医用针剂小药瓶,并将三个瓶子分别装满水、装入少量水、使其内部保持干燥,再分别在三个瓶中放进一根铁钉.而后,要求学生每天仔细观察一次并做好记录.等学习到该部分内容时,学生已积累了感性认识,对相关问题的回答、交流与讨论也胸有成竹、底气十足.再如探究“钠的性质”的实验,笔者不是自己演示,而是安排前后桌四位学生一起进行合作实验.在笔者一步步指导下学生有条不紊地进行操作,并及时填写实验笔记.实验完毕,相关的结论也见诸文字.小组合作实验的开展,使教师不再唱“独角戏”,学生也由观众转变为“群众演员”,满足了学生动手操作的欲望,使之感受多多,收获多多.
四、运用实验,培养学生的探究能力
一、微型化学实验的一些优势
1.减少开支,适合普及.由于微型化学实验是以尽量少的试样或试剂获取尽可能多的化学信息,实验试剂用量较常规实验试剂用量降低1~3个数量级,这就大大降低了实验试剂用量,节约了经费.微型化学实验由于药品用量减少,反应时间相应缩短,再加上微型实验仪器在设计时力求简单,装拆清洗比常规仪器省时,所以微型化学实验耗时相对少.从目前有关统计资料看,采用微型化学实验进行教学,操作和反应时间可节约1/4~1/2.使整个实验操作大为简化,时间缩短.如试剂的称量、仪器的拆装和清洗等都较常规方法省力省时.这样有利于学生接触更多的反应类型,便于学生加深课堂所授知识的理解,并有了更多的动手机会.实践证明,微型实验的经费约为常规实验经费的十分之一.由于微型实验节省试剂用量,我国广大农村中学就可以解决由于缺少实验经费而只能采取口授实验的问题,从而提高实验教学质量.
2.环境污染小,实验安全性大.微型化学实验主要特点是试剂用量少,仪器微型化,因此反应产生的废气、废液、废弃物的量就少,从而大幅度减少了化学实验对整个周围环境的污染.由于实验药品的用量减少,使得实验室储存的易燃、易爆、剧的总量明显减少,从而有利于实验药品库的储存安全.微型实验使操作的危险性和实验对环境污染等的危害性大为降低,不仅使学生可以在较安全的环境中进行实验,而且能够使环境污染和实验设施损耗等问题得到很好的解决,其社会效益是显著而长远的.
3.深化教学改革,提高教学质量.化学是一门以实验为基础的学科,在教学中,是否能亲自动手做实验很关键.开展微型化学实验使一些试剂昂贵或由于安全原因过去难以在常规实验里进行的实验,现在可以通过微型实验在学生中进行.通过教师边讲,学生边做、边观察、边思考可以增加学生感性认识,加深对理论课的理解与记忆,从而提高了教学质量,深化了教学改革.
二、微型化学实验在化学教学中的作用
1.微型实验能激发学生学习兴趣,调动他们的学习积极性.上课时我们常常发现:当教师带着实验药品和仪器走进教室,学生都很兴奋,力求很快观看到实验现象.演示时如果坐在教室后面的学生看不清,他们会站起来,甚至跑到讲台跟前,伸着脖子看,这样即使现象清楚,但不便于每个学生观察,且影响课堂纪律,如果利用微型实验教学,补充一些课本上没有规定的实验,现象明显,学生观察仔细,可以激发他们的学习兴趣,巩固深化化学知识.例如,讲到氢氧化钠固体溶于水放热时,可以让每个学生动手将水直接加到放有一小块氢氧化钠的表面器皿上,可以直接摸摸表面器皿的底下,可感觉到一定的热度,这样,学生很感兴趣,印象深刻.
2.有利于学生的动手实验能力.化学课中的演示实验在整个化学实验中占了很大的比例,将演示实验改为学生用微型仪器操作后,增加了每个学生的实验机会,改变过去那种“一人做、大家看”的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式“的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式.凡是微型实验能操作的演示实验都放手让学生去做,可培养学生的科学实验能力.
3.发展学生的思维能力.通过观察得到的是感性认识,要使其上升到理性认识,还要借助于思维.通过思维活动,把观察的结果上升到理性认识,揭示事物的内在因果关系和本质特征.由于微型试验仪器精美小巧,尤其是学生自己做的仪器,使学生产生了强烈的求知欲.学生一看到仪器就迫不及待地想操作,使学生的思维活跃起来.许多学生课前主动预习,课上认真听讲,按照试验步骤操作,通过自己动手做实验,观察现象,在教师的指导下积极讨论、解释现象、证实结论.如,在“氯气与水反应”的演示实验中,教师结合学生观察的现象启发学生思考:为什么滴有氯水的蓝色石蕊试纸中间变白外圈变红?再引导学生思考“变白”说明氯水中有能使有色物质褪色的物质,H2O和HCl 均无漂白作用,那么是Cl2与水反应后其生成物有漂白性?怎样用实验证明?学生积极开动脑筋提出各种方法,然后由教师总结归纳,给出一套封闭式微型装置进行实验,最后得出结论.
关键词 教育技术;高中化学;实验
中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)31-0140-02
化学是以实验为基础的一门自然科学,化学教学主要培养学生的实验能力,提高学生的科学素养。在化学实验教学过程中,如何摆脱现有实验条件的限制,实现现代教育技术与化学实验教学的有机整合,是在现代化教学改革中摆在化学教师面前的重要课题。化学教师要改变传统教学思维方式,创造性地开展化学实验教学,努力做好现代教育技术与实验教学资源的整合,确实改善化学实验教学效果。
1 利用现代教育技术创设问题情境,激发学生主动探究的兴趣与热情
兴趣是最好的老师。学生对自己感兴趣的现象、原理、规律等,才能主动积极地去认识和研究它。因此,在教学中应设法激趣,以诱发学生的研究动机。巧妙运用趣味性实验,合理创设问题情境,把学生从被动观察实验现象,变成油然而生去研究,由质疑问题本质而自然而然地想到解决问题的方法,从而把学生情绪高涨地引入化学的自由天地,激发学生学习化学的兴趣。
具体说,教师可以通过化学问题情境的创设,向学生展示化学实验的趣味性,激发学习化学的欲望。学生有了兴趣才有动力,才能以主人翁的角色走进化学。那么,如何创设问题情境才能达到预定的目的呢?好的实验资源本身就是一个生动丰富的问题情境,具有吸引学生主动学习的动力,现代教育技术的运用能更好地培养学生的创造能力。
在实验教学中,教师可以通过课件或视频等手段给学生提供一个问题情境。如用多媒体展示课件、操作视频、装置的图片等信息,给学生创设研究问题的情境,如实验现象的思考、实验方案的讨论、实验装置的改进等,引发学生深入思考,培养学生的学习兴趣,让学生亲身体验学习过程和体会其中的快乐。然后让学生在这个过程中探索查明问题的关键之处,从而寻求解决问题的本质,最终收到事半功倍的教学效果。
例如,在学习“原电池”工作原理时,可以设计一个“水果电池”的趣味实验。利用多媒体展示操作步骤:将锌片和铜片都插入西红柿中,且与生日音乐卡连接。实验产生美妙的音乐,余韵缭绕,兴趣盎然,学生一下被吸引住了。这时,教师可以提出几个问题让学生思考:为什么生日音乐卡能发出音乐?西红柿、锌片、铜片组成的装置起什么作用?水果装置提供的电能是从哪里来的?这样引出原电池的概念,不仅激发学生的兴趣,使他们在学习过程中感到轻松愉悦,而且为学生理解原电池两极的化学变化奠定坚实的基础。
2 发挥现代教育技术的优势作用,培养学生信息搜索能力和良好的探究习惯
信息搜索有利于学生学习积极性的提高。通过问题情境创设,能够自然衍生出新的问题,知识的有效过渡符合学生的思维习惯,对于这些问题进行分组讨论,分组进行实验,在解决问题的过程中学生的思维活动得到活化,同时又不断地产生新的问题,知识的联接层层相扣。然后,对讨论方案进行分析,以此来观察和体会其实施过程是否会产生不同的结果。这时,教师引导学生借助现代教育技术的手段,进行信息搜索,找到相应图文、视频等辅助学生实验并辅助释疑,促进学生形成良好的探究习惯。
现代教育技术应用到化学实验探究过程中,学生的信息搜索能力得到提高,注重化学实验的探究习惯的培养,树立终身学习意识。
3 通过现代教育技术的直观展示,进行科学分析,得出结论
在化学实验探究中,学生根据探究的问题,自己选择实验器材,设计实验方案并进行操作,亲自观察实验现象并做好记录,进行科学分析并得出实验结论。教师可以利用实物展示台对学生的实验方案、数据和结论等信息等进行展示,师生一起分析评价,分析自我的探究过程,确定哪些问题和方法最有效,找出最适当的条件。然后,通过师生的共同讨论,集中起来形成一个对所探究问题的充分的解释和科学的结论。
利用展台还可以对实验结果进行展示,使整个实验教学过程得到升华,有利于培养学生自主学习的能力,充分锻炼学生思考问题的能力和表达能力,在实验探究中培养学生的科学态度。
4 利用现代教育技术进行知识拓展与延伸,巩固成果,实现双赢
在实际教学过程中,教师应结合教学实际给学生留下拓展延伸的空间,使学生能进一步探索和研究。教学设计应采取课件、视频、图片等多种现代教育教学手段,引导学生进行探究性学习,并将探究的过程延伸到课外,通过课外的实践性探究活动提升能力。比如观察生产生活现象和实例,进行家庭小实验,进而巩固课堂探究的成果,做到课内外相结合,巩固教学成果。
在化学实验教学活动中,师生能够通过现代教育技术与传统实验资源整合,得到双丰收,真正实现“教师的教”与“学生的学”的双赢。通过探究活动让学生体会到学习要善于思考,在活动中获得知识与技能,形成科学的态度与价值观,树立终身学习意识。教师在体会探究方案实施的效果时,通过自身对探究活动的反思,给予学生恰如其分的评价,改进和优化探究活动方案,优化教学效果。
5 利用现代教育技术装备进行对比实验,培养学生分析甄别问题能力
比较法是指通过对照或比较来研究和揭示对象某种属性或某种原因的一种实验方法。此方法需设置两个或两个以上的相似组样:一个是对照组,作为比较的标准;另一个是实验组,通过某种实验步骤,在两组之间判定实验组是否具有某种性质或影响。对比实验能够充分展示实验过程中的现象、过程和方法,这样能够鲜明揭示被比较物质相似点和不同点,由此而创设问题情境,使问题矛盾更加突出,一针见血,直奔主题。
例如,在学习SO2具有漂白性时,可以设计5个相似实验:实验一,将SO2通入品红溶液中,并加热;实验二,将Cl2通入品红溶液中,并加热;实验三,把Na2O2加入品红溶液中,并加热;实验四,把H2O2加入品红溶液中,并加热;实验五,把活性炭加入品红溶液中并加热。
问题一:这五个实验,实验现象有什么相同点和不同点?相同点:它们都能使品红溶液褪色。不同点:只有实验一中的SO2气体先使品红溶液褪色,加热后溶液又恢复呈红色;其余4个实验只使品红溶液褪色,加热后溶液不恢复呈红色。
问题二:为什么产生不同现象?它们的化学原理是否相同?SO2气体与品红反应生成不稳定的化合物,加热后又分离出来,所以品红溶液又恢复呈红色。Cl2、Na2O2、H2O2它们都是强氧化剂,跟品红分子中的不饱和键发生氧化还原反应,品红分子结构被破坏,因此,加热后溶液不恢复呈红色。活性炭是通过吸附作用将品红溶液色素吸附起来,属于物理变化,此过程是不可逆,因此加热后溶液不恢复呈红色。
通过对比实验,能够更好地使学生理解和掌握化学变化中的本质区别和联系。
总之,运用现代教育技术辅助高中化学实验教学,以学生认知的发展规律为指导,充分发挥学生的主体地位作用进行科学探究,让学生在探究中体会到学习的快乐,通过灵活多样的教学手段让学生品味化学的无穷魅力,提高化学实验教学的有效性。
关键词:微课;无机化学实验;师范院校;应用化学专业
中图分类号:O6573文献标识码:A文章编号:1674-120X(2016)29-0068-02收稿日期:2016-08-18
基金项目:绵阳师范学院“高等质量工程”项目(Mmu-JY1533)。
应用化学是介于化学与化工工艺之间的一个专业,其教学目的是培养理工结合的“应用”化学人才。从目前社会经济发展趋势来看,应用化学专业具有较好的社会需求,其人才培养是社会经济建设急需的应用型人才。在师范院校设立应用化学专业,就是利用师范院校化学学科扎实的理论基础,培养社会急需的应用化学专业人才[1]。无机化学实验是师范院校应用化学专业学生进入大学接触到的第一门专业基础实验课程[2],不仅可以加深学生对无机化学理论知识的理解,还可以让学生们通过各种类型的实验,掌握并提高实验基本操作技能,同时,在实验过程中,倘若出现一系列问题,就需要学生们运用所学理论知识去解决,这也无形中提高了学生运用理论知识解决实际问题的能力,并提高了他们学习化学理论知识的兴趣[3]。因此,无机化学实验是整个教学中的一个重要环节。
虽然无机实验教学经过几十年的发展,取得了很大的成绩,但是,传统无机实验教学还存在一些缺陷,影响教学质量的提高,主要表现在:①课程时间短,讲授时间受限。在传统教学中,教师要讲授的内容很多,但课时有限,因此老师尽量缩短教课时间以给足学生动手时间,因此不能深入讲解理论与操作的关联,从而造成学生操作不熟练,达不到预期教学效果[4]。②教师在教学过程中采用“灌输”式教学模式,学生每次来做实验都是实验前写预习报告,老师讲解一遍,再由老师进行示范,然后学生自己动手操作[5],从而导致学生只是机械地按实验课本要求的步骤操作,养成了“照方抓药”的陋习[6]。③传统实验教学模式以课堂教学为主,时空受限大,师生交流少。④无机化学实验可能会涉及一些仪器或者操作,然而实验课上教师往往面对很多学生讲解,由于受到视角限制,很难使每位学生都清晰完整地观看到所有操作细节,从而严重影响实验教学效果[7]。
随着现代通讯、多媒体和网络技术的发展,计算机、移动产品的普及,新的教学模式(微课、慕课)慢慢走进现代教学课堂,改变着无机化学实验的教和学。
下面笔者将对微课在无机化学实验教学中的作用进行探讨。
一、微课是慕课的基础 慕课是一种大规模开放式的在线课程,课程可以通过视频或课件的形式在网络平台上开放式在线访问,是整门课程的在线学习[8]。微课是指以解释某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频[9]。在慕课和微课的关系上,围绕各学科及其知识体系的重点和难点,利用微课简短精练的教学形式,形成系统且逻辑严密的课程体系,微课是慕课开发的基础。
因此,在新的教育背景下,要建设好无机化学实验的慕课体系,一个重要的基础就是加强无机化学实验微课的研究和建设[10]。
二、微课在无机化学实验课程中的作用1微课有利于突破讲授时间的限制
传统网络教学或线上课堂以45分钟(一节课)的时间间隔来设置教学视频,然而一般学生在线学习10分钟后,能力和效率都将会慢慢降低。而无机化学实验的操作或实验步骤演示一般在10分钟以内,因此,在10分钟之内演示一个操作或者一个实验步骤的微课形式,十分适合无机化学实验教学。教师可以提前将实验操作制作成微课视频,把微课视频和PPT用QQ或者微信发给学生,让学生自主学习和反复观看,这样可以打破实验的时间和进度的限制,有利于培养学生的主体性。
2微课有利于克服“照方抓药”的陋习
由于无机化学实验教学的传统方式是填鸭式的讲课方式,教师讲授实验目的、实验原理、试剂及仪器、实验步骤等,然后学生按照实验指导书“照方抓药”进行实验。如果教师把微课和慕课联系起来,建立讨论群,让学生先通过微视频的形式在实验前熟悉实验仪器、操作步骤和注意事项等,并进行讨论,让学生对实验药品的量、试剂的作用、处理的步骤、可能会遇到的问题了然于胸,这样在实验的时候,既可以使实验教师节省大量的时间和精力来指导学生,纠正学生操作上的错误,又增加了师生交流,还可克服学生“照方抓药”的陋习,从而提高教学效果。
3微课有利于突破空间的限制
关于无机化学实验中仪器(比如分析天平、滴定管、容量瓶、移液管)的使用,在传统教学中,由于往往面对很多学生讲解,受到视角限制,很难使每位学生都清晰完整地观看到所有操作细节,从而严重影响实验教学效果。因此教师可以把分析天平的内部元件构造和使用方法、操作步骤等,把滴定管、容量瓶、移液管的使用和滴定过程录制成视频,然后以微课的方式讲授或者传给学生自己观看,这样就会避免由于视角的限制而看不清晰的情况,从而不留下教学死角,这样学生会做实验了,实验做成功了,也会大大地提高学生做实验的积极性和主动性。
三、结论 微课教学模式冲击着师范院校应用化学专业无机化学实验师生的教和学,而且,这种影响力将随着学生知识视野的拓展、自学能力的提升而愈演愈烈[11]。然而,在无机化学实验课程中实行微课教学目前还处于设计阶段,还需要各方面素质的提高以实现微课与传统教学的尽快结合,从而提高学生学习兴趣,引导学生自主学习。
参考文献:
[1]田瑞芬, 周运友, 周双六师范院校应用化学专业课程体系与教学内容的改革――以安徽师范大学应用化学专业为例[J]广东化工, 2013, 40(24): 156,143.
[2]丁立军, 贺文英, 杨秋林, 等应化专业无机化学实验教学改革的实践和探索[J]内蒙古农业大学学报(社会科学版), 2013, 15(4): 66―69.
关键词:化学教学 科学探究实践 实施过程
一、引言
在当前的中学化学课堂教学中,实施探究性的学习开展得还不够,没有让探究性学习发挥其应有的活力和作用。针对新课程的探究实践研究和教学理论越来越多,研究的广度、深度、力度也与日俱增,然而,关于怎样引导学生实施探究性学习和学习策略等方面的研究尚不多。在现代教育教学理论的指导下,本文进行了高中化学教学中科学探究实践的作用及实施策略研究,探讨在高中化学教学中进行科学探究的可行性方法与策略。
二、传统化学教学的不足
传统的化学教学将学生作为纯粹的认知性存在,将学生的认知活动与整个生命活动划为等号,以致于造成偏重知识教育,而忽略了学生对待事物方式和基本生活态度的教育。虽然这种以发展和培养认知能力、传授知识为核心的传统教学模式在帮助学生探索客观世界规律、开发认知潜能、促进科学技术进步以及推动生产力发展等方面有较为重要的作用,可是,随着社会的不断发展,这种传统教学模式的弊端与局限性日益显露出来。这将会导致众多的消极后果及不良影响,例如难以培养学生的独立性及自主性、难以有效培养学生的独立思考能力、学生不爱学习、不主动地自主学习等。
三、科学探究实践包含的内容
进行以促进学生自主学习为核心的科学探究式教学,一定要从提供给学生参与探究性的机会和学生发生认知的方式这两个方面进行考虑。实施科学探究式教学包括的主要阶段和内容如下所示:
1、提出问题,构建问题情境。学生参与围绕科学事件、科学问题或者一些科学现象开展探究活动,教师主动创设一些真实的情境,探究和学生现有的认知相联系,激发学生的认识冲突。
2、收集证据,提出假设。学生通过动手做实验探究问题,形成假设、验证假设、解决问题,并为观察结果提供解释。
3、筛选知识,合理解释。即学生对数据的分析和解释,要把学生的观点综合起来,构建合理的模型,通过教师及其它来源的科学知识,认真解释和阐述概念。
4、应用技能,拓展体验。学生发展新的能力,拓宽新的理解,将所学的知识运用于新的情境。
四、科学探究实践实施说明
下面,通过高中化学《原电池》课程为例,介绍其教学实施的过程。
1、启动阶段。创设合理的情境,引发学生原先掌握的知识和当前新知识的冲突,激起学生的创新意识和求知欲。采用实验观察、直观展示、知识问答、多媒体画面、故事演讲、问题设计等多种方式,开启教学程序,诱导学生向正确知识的方向进行迁移,激励学生质疑问题、提出问题,营造平等、活跃、和谐的师生关系。
2、知动阶段。在引导交流讨论、探索时,教师可铺设一些程序性(怎么办)知识,或者一些陈述性(是什么)的知识,让学生联想到创新知识的策略。例如引出《原电池》课程后,诱导学生进行讨论,并提出把氧化还原反应中形成的电子变成电流的设想,同时开展对该假设的实验探究与讨论。
3、能动阶段。在讨论后,学生会提出各种问题,这时需要和学生一同筛选出符合教材要求、具有共性、最有创新价值的问题,通过归纳、类比、综合等思维方法,辅助学生学会采用科学的方法,进行对零乱知识的加工与筛选,将其上升至理性阶段,总结成规律性认识。
4、升华阶段。学生掌握一定的认知方法和规律后,教师应该设置一定程度的练习题,该习题应突出创新能力的发展,并展开变式训练,通过所学的知识,解释新情境下的问题,从而形成阶段性的知识和策略。例如,通过在实际生产中原电池知识的应用(如防锈等),能够推导出一些特殊电池(高能电池、蓄电池、燃料电池、微型电池等)的反应和构造过程。
五、结束语
实践证明,在高中化学教学中,通过科学探究实践,不但促进了师生研究性学习及创新教育,而且还体现了主动发展为本、以学生为主体的教育理念,促进了学生能力水平及知识水平的同步发展,为学生的终身发展、终生学习创造了极为有利的条件。
参考文献
[1]吴成军 赵芙蓉 研究性学习和探究性学习异同初探.北京教育(普教版),2008年,第12期。
[2]甘泉 化学教学中探究性学习能力的培养.赣南师范学院学报,2008年,第3期。
一、围绕实验的“三大原理”引导学生展开思维活动
化学实验理论的主体内容,可概括为实验原理;装置原理;操作原理。教师应当在具体的化学实验教学过程中,引导学生围绕对上述“三大原理”的探索、理解和辨析,自始至终渗透着思维训练活动。
首先,是实验原理的思维训练。“实验原理”即反应原理,指的是每个具体的化学实验,反映了或说明了或推断了什么样的物质发生何种变化的理论。可以围绕如下的问题引发学生思考:1.变化实质──什么化学物质(有时还应进一步分析为什么要选用这些物质)?2.定量关系──反应物之间采用怎样的物质的量(或质量、或体积、或微粒数目)的关系?为什么要采取此种定量或过量关系?3.反应条件──实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件?为何要选择这样的条件?(1)仪器选用──根据实验原理,对特定的反应物或生成物,应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲(安全)的仪器?为何选用这些仪器更适宜?(2)配套组合──根据实验需要,选用的仪器之间,大小、规格应怎样协调、搭配?如若不这样组合会出现什么弊端?能否作某种调换或代用?(3)连接顺序──为达到良好效果,选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序和安装与拆除的先后顺序?为什么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不良后果?
二、养成细心观察的习惯,为创造性思维夯实基础
爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。在人类认识史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。
我们也会遇到一些奇特的实验现象。例如:一铝制的盛饮料的易拉罐内充满co2气体,然后往罐内注入适量naoh溶液,立即用胶布将罐口密封,反应一段时间后可能会出现什么现象呢?首先,易拉罐“内凹变瘪”,接着“瘪了的罐重新又鼓起来”。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发,即分析物质发生变化时,只从加入的物质来考虑,只分析naoh溶液与 co2的反应,就能得出易拉罐“内凹变瘪”的现象。为什么会出现后面的现象呢?深入思考,不难得出这是因为容器本身“铝”与氢氧化钠溶液也会发生反应。对这些现象的好奇,能使学生的情绪亢奋、激动,从而在白热化的思维之中,迸发出创新的火花。
一般说来,学生对化学实验都颇有兴趣,但往往只是好奇心驱使所致,由于观察实验时目的性不明确,不善于集中注意力于那些关键设备的主要现象,加之演示实验时仪器小而教室范围宽、学生多,所以他们观察实验并不准确。为此,在可能条件下,教师宜改演示实验成并进实验,或借助cai软件或vcd光盘、录相带等播放实验录像,尽可能结合并进实验或录像播放,穿插围绕“三大原理”的系列思考题,引导学生有针对性地思考,展开思维训练活动。
三、运用典型实验,灌输创造性思维的方法
为了提高化学实验教学中思维训练的效能,教师应当借助典型的化学实验来诱导、激发学生的思维活动,这主要从三个方面着手:
一是教师宏观地把握大纲、教材的整体,通过哪些典型实验对学生进行哪些方面思维训练的规划,分阶段、分层次实施。 例如,物质燃烧时有不同的特征。气体燃烧时产生火焰,固体燃烧时产生火星或火花。而硫在通常状况下是固体。可是,它在空气中燃烧时为什么产生火焰而不产生火星呢?我们只要引导学生仔细观察硫燃烧的特征就能把握其中的奥妙。 原来燃烧时,固态硫先液化后气化,因此硫蒸气在空气中燃烧时产生淡蓝色火焰也就不足为奇了。
二是激发学习者的主观能动作用,将教材规定的某些演示实验或学生实验,改为实验设计或实验习题,让学生根据实验要求自己提出实施方案,以提高其创造性思维的能力. 例如,给初三学生讲铁的性质,做铁钉生锈这个演示实验时,可先让学生自己找材料,每人在实验前10天准备三支干净的医用针剂小药瓶。按装满水、少量水、干燥三个不同条件各放入铁钉一枚。让学生每天观察一次并做好记录。等到讲这部分内容时,让学生带来“成果”。教师讲解与学生讨论结合;直到得出正确结论,效果就比较好。
三是选用一些中考试卷的典型综合实验题,指导学生解题,乃至跟动手实验结合起来训练,中学教材和历届高、中考试题,不乏优秀的典型化学实验题型,如氢气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等的制取与系列性质实验,对于培养学生的思维能力颇有作用。