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【关键词】初中化学 实验课 优化设计 探究能力 操作能力
实验课是初中化学教学和学习的重要内容,做好化学实验课的教学工作,有利于学生更好地学习和理解化学概念,提高学生分析问题和解决问题的能力。因此,在教学中需要重视采取相应的策略,以优化初中化学实验课程设计,提高教学质量和学生的学习效果。
一、初中化学实验课优化设计的必要性
由于受到师资队伍、教学观念等因素的影响,目前在初中化学实验课程教学中存在着一些问题与不足,主要表现在以下两个方面。这种问题的存在越来越不适应初中化学实验教学的实际需要,需要采取相应的策略对实验课进行优化设计。
1.实验缺乏主动性和创造性。一些老师在化学实验教学中坚持以老师为中心的理念,先给学生以化学实验的结论,然后再讲述,并得出这种结论,化学实验课缺乏主动性和创造性,忽视了对学生能力的培养,不利于学生实验操作能力的提高和学生化学知识的掌握。
2.忽视培养学生的动手操作能力。尽管大部分化学任课老师认识到了实验的重要性,并在教学中采取了相应的措施培养学生的实验操作能力。但是,一部分老师仍然对这一问题不重视,他们甚至认为化学实验没有存在的必要性,使得一些学生实验之前不认真预习,对基本理论知识缺乏了解,因而实验动手能力差,缺乏对实验的探究能力,难以实验教学的目标。
二、初中化学实验课优化设计的策略
为了应对当前初中化学实验教学中存在的不足,结合教学目标和教学要求,笔者认为在教学中可以采取以下策略优化实验课程设计。
1.引起学生的学习兴趣,让学生更好地参与到实验当中。初中学生具有好奇心强的特点,在化学实验中,如果注重采取相应的策略,让学生观察化学实验中所发生的的细微变化,可以引起学生的好奇心和探究欲望,使学生更好地参与到实验当中。例如,在如何鉴别二氧化碳这一实验当中,可以采取以下策略:实验前教师拿出一瓶透明的液体对学生说,我给你们变一个魔术,往里面吹口气,里面的液体会立即变成牛奶。这时候,学生会被老师将要表演的魔术所吸引,将注意力集中到老师的操作当中。接下来老师往石灰水里吹气,熟石灰与二氧化碳发生反应生成沉淀使得液体的颜色变成“牛奶”。通过这种方式,学生进行实验的兴趣被激发起来了,对这章节需要掌握的知识也充满了渴望。
2.注重启发讲解,模仿实验设计。在讲解课文内容的时候,要向学生传授化学实验方法和化学研究方法,让学生从中得到启发,然后让学生模仿实验设计,更好地参与到实验当中。例如,在进行气体的实验室制法实验的时候,可以让学生思考这个问题:利用浓氨水、烧碱、生石灰、必要的仪器,如何制取少量氨气。学生讨论之后,提出两种方案:将浓氨水放在烧瓶中加热;将生石灰放在烧瓶中,再用分液漏斗滴加浓氨水。然后再给学生布置课外作业:利用一只圆底烧瓶、带玻璃管的橡皮塞、橡胶管、一粒NaOH固体、少量浓氨水、大烧杯、水,如何做成喷泉实验?由于学生学习过制取氨气和喷泉实验,具有一定的模仿基础,学生通过对这些实验的模仿设计,不仅能够巩固所学知识,还学会了氨气收集、使少量水进入烧瓶的操作,提高了学生的实践操作能力和解决问题的能力。
3.讲清楚实验原理,注重培养学生的实验探究能力。任课老师要对基本原理解释清楚,在实验的时候向学生提出相应的问题,培养学生的探究能力。例如,学习铁燃烧这一基本内容后,学生知道燃烧之后的产物是四氧化三铁。实验前可以向学生提问:为什么广口瓶底要加入适量的清水?实验中学生观察到燃烧过程中会有黑色固体落到瓶底,并由学习的理论知识可以得知这是四氧化三铁,进而可以明白加水是为了防止广口瓶受热而发生爆裂现象。还可以提问:除清水之外还可以用什么来防止广口瓶受热不均而出现破裂?通过提问,既可以巩固学生所学理论知识,还能够培养学生的实验探究能力。
4.采取多种方法,注重培养学生的实验操作能力。要运用好教材中的开放性实验习题,强调探究途径的多样性,使学生利用自己的知识和经验,从不同层次、侧面、角度、范围得出不同结论。例如,利用三种方法鉴别KBr溶液、Na2CO3溶液、盐酸,事实上方法远远不止这三种,要让学生充分发挥自己的能动性,尝试运用多种方法进行实验,并得出最佳实验方案,提高学生的实验操作能力。
总之,实验课是初中化学教学的重要组成部分,在教学中需要高度重视。除了采取上述课程优化设计策略之外,任课老师还需要不断总结经验,进行探索和创新,尝试新的教学方法和手段,学生也需要加强实践操作,注重对实验的探寻。只有这样,才能更好地掌握初中化学实验的操作,提高学生的动手操作能力和初中化学实验课程的教学质量。
参考文献:
一、当前实验教学存在的主要问题
1.以讲授代替操作。应试教育体制催生实验教学的“怪胎”,出现“做实验”不如“讲实验”、“背实验”的功利化倾向,实验教学走不出机械灌输的樊篱。教师对实验教学的积极性不高,学生处于被动接受的地位,沦为接纳的容器,对实验缺少感性的认识。
2.重结果轻过程。教师对考分的追逐乐此不疲,将观察实验现象、获得实验结论作为实验教学的重点,而忽视了对学生的实验基本方法、科学态度的培养,致使实验教学停留在记忆层面。
3.学生的探究能力缺失。教师忽视探究情境的创设,知识引入显得生搬硬套,学生参与的热情不高,被教师牵着鼻子去“探究”,缺少思考的时间和想象的空间,缺少自我反思,以致缺少提问的意识和解决问题的策略。
4.多媒体使用不恰当。有毒或具有一定危险性的实验可以通过多媒体呈现,让学生清晰地观察实验现象,了解实验过程。但部分教师将课堂涉及到的演示实验通过课件的形式播放给学生观看,由于缺少亲身体验,学生难以产生深刻的印象。
5.评价方式单一。教师普遍采用试卷检测的方式考查学生的实验能力,过于注重实验现象、结论的记忆,忽视了对学生实验技能的培养,对学生在实验过程中表现的科学态度、实验方法也缺乏关注。
二、对初中化学实验的跟踪分析
1.演示实验。化学实验受实验条件的限制,往往集中在课堂中进行,而整个化学实验中比例最高的是教师生演示实验。演示实验是由教师示范,指导学生观察实验现象、反思实验结果,它具有耗时短、可控性强的特点,能形象直观地说明问题,帮助学生掌握概念,明晰知识结构,使化学教学充满活力。但演示实验往往与生活彼此割裂,对社会热点和生产实际缺乏关注,难以引起学生的情感共鸣。教师机械照搬结论,学生缺少思考的余地,不能有效提高学生解决问题的能力。教师为节省时间,将学生实验改成演示实验,剥夺了学生动手操作的机会。
2.探究实验。随着课程改革的不断深入以及现代化教育工程的硬件投入,为分组实验提供了可能。探究实验作为培养学生探究能力的载体,让学生亲历实验过程提高实验技能,从而获取知识、掌握规律、提升能力。但部分教师对探究过程缺乏有效的掌控,不能预估可能出现的“意外”,难以在规定时间内完成实验任务。部分教师只注重动手操作,忽视了与学生之间的对话交流,忽视了学生的感悟、反思,致使探究效率低下。
3.学生实验。学生对实验充满好奇,有着浓厚的兴趣,关注实验结果,缺少学习压力。而如果教师此时放任自流,往往课堂纪律涣散、秩序混乱,学生将实验操作的原理、步骤、要求、注意事项全都抛之脑后。部分教师以自己的思维替代了学生的自主思考,不时提醒学生注意这个、注意那个,学生虽经过教师的“精心呵护”能完成任务,但其探索和创新精神也同时被无情地扼杀了。
三、化学实验教学的有效策略
1.实施生本探究教学。(1)观察与解释。教师要以现象为突破口,通过观察现象、分析原因,主动构建知识,探寻现象背后的问题。学生通过主动分析,体验成功的喜悦,产生探究的乐趣。如在“二氧化碳的性质”实验中,学生观察到蜡烛燃烧后的气体通入石灰水浑浊的现象不明显,分析发现蜡烛燃烧生成CO2,即C+O2=CO2。CO2与Ca(OH)2反应生成碳酸钙沉淀,即CO2+Ca(OH)2 =CaCO3+H2O。而由于蜡烛燃烧不充分,气体中含有CO,产生的沉淀少,使实验现象不明显。通过分析后,学生在点蜡烛时保证氧气充分,使蜡烛能完全燃烧。(2)问题与发现。教师要以“问题”为阶梯,采用问题链的形式,引导学生逐层深入,主动思考实验过程,有利于培养学生的学习兴趣,提高思维的广阔性。(3)猜想与验证。猜想是一只“能生金蛋的母鸡”,往往孕育着科学发现。教师要有意识地培养学生合情推理能力,引导学生对问题进行猜想,并加以验证。如将醋洒在草木灰上,发现有大量的气泡生成,对草木灰的成分作出猜想。
2.培养学生的观察习惯。教师要培养学生的科学精神,学会细心观察,养成良好的实验习惯。一方面要学会顺序观察。首先要通过看颜色、闻气味观察反应物的物理性质,看反应条件、操作顺序;其次观察反应中的现象,如有无气体、有无沉淀、是否发热;最后观察是否有新物质产生。另一方面,要学会重点观察。学生要避免盲目追求“热闹”,提高观察的有效性,学生重点观察。如锌与稀硫酸反应,要重点观察气泡冒出,气体点燃时火焰的颜色。
3.渗透科学的学习方法。化学实验不仅要“传道授业”,还要“授人以渔”,教会学生掌握科学的学习方法,从而受益终生。教师要根据实验特点设计有效的教学策略,如在金属与酸的演示实验中,教师采用对比的方法将放有Zn、Cu、Mg的三个试管中分别加入酸,观察现象,容易产生良好的教学效果。
关键词:初中化学;实验;探究题;设计
一、激发学生学习兴趣,设计趣味性化学实验探究题。与传统的化学实验教学相比,实验探究教学使学生由被动的听和看,转变为主动的参与和动手操作,他们不再受时间和空间的限制,可以自由地对时间进行分配、对方案进行设计,并亲自动手来完成实验操作,最终归纳出实验结论。学生在这样氛围中学习,不但可以激发出学习化学的兴趣,而且还充分体现了学生的在课堂教学中的主体地位,这符合素质教育的理念。例如,在进行空气中氧气含量测定的实验中,教师可以为学生设计这样的实验探究题:首先为学生提供一些实验仪器和实验药品,如烧杯、酒精灯、集气瓶、水、木炭、硫磺、红磷等等,并让学生自行选择和设计实验方案,同学们得出了不同的结论:一些选择硫磺与木炭为材料进行实验的学生得出的结论是空气中的氧气含量较少,而一些选择红磷作为实验材料的学生则得出空气中氧气的含量为25%的结论。为何会有两种不同的结论,此时问题便产生了。经过课堂讨论和分析后发现,导致以上两种结论的主要原因是实验的生成物状态不同。木炭与硫磺在燃烧后生成的是气体,这对测定结果造成了一定影响,而红磷在燃烧后生成的是固体,故此不会对测定造成影响。找到产生不同结论的原因后,教师可以在给同学一次动手实验的机会,这时便可以使学生的主体性发挥到最大程度,从而达到实验探究的最终目的。
二、利用生成性教学资源,设计推理性化学实验探究题。在初中化学实验教学中,会出现一些不同于正常化学反应的现象,教师应当善于捕捉和利用这种生成性教学资源,通过在适当的时机设计和提出实验探究题,为学生创设新的探究情景。在这一过程中,不仅有利于调动起学生主动进行化学实验的兴趣,而且有利于开拓学生思维,培养学生形成较强的探究能力。例如,在探究碱溶液与酚酞作用的实验中,一般使用的稀碱溶液,其实验目的是利用酚酞试液在碱性溶液中变红的特性,来确定氢氧化钙、氢氧化钠等碱溶液具备碱性的化学性质。然而,在实际实验的过程中,全班有四名同学发现了实验意外现象:将酚酞试液滴入氢氧化钠溶液后,溶液虽然变成了红色,但是在较短的时间内红色又消失了。针对这一问题,教师可设计以下实验探究题,引导学生探究正确答案:1.是否是由于氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应产生的此种现象,为什么?2.是否是酚酞与空气中的氧气反应产生的此种现象?3.红色消失是否与氢氧化钠溶液浓度有关,请设计实验证明。在老师的引导下,学生开始积极踊跃地做化学实验、主动探究。学生们先发现氢氧化钠溶液与二氧化碳反应会生成碳酸钠,而碳酸钠显碱性,在遇到酚酞试液时会显示红色,并且红色长时间不消褪,这证明假设1是错误的。而后,学生们开始证明假设2,通过加热氢氧化钠溶液,将其中的氧气赶出,并在加热后的溶液中滴入酚酞试液,红色并未消失,证明假设2也是不正确的。最后,学生着手设计实验,证明假设3的正确性,在这一过程中,教师应当鼓励学生多动脑思考,设计多种实验证明方法。学生在自主设计的实验中发现,将酚酞试液滴入浓度高的氢氧化钠溶液中,先显红色,红色很快消褪;将酚酞试液滴入浓度较高的氢氧化钠溶液中,先显红色,红色较快消褪;将酚酞试液滴入浓度较低的氢氧化钠溶液中先显红色,红色长时间不褪。由此证明,红色消失与氢氧化钠溶液浓度有关。
三、巩固和运用已学知识,设计综合性化学实验探究题。为了提高初中化学实验教学有效性,加强单元与单元之间的知识衔接,教师可以通过设计综合性化学实验探究题的方式,帮助学生加深对已学知识的理解和运用。例如,在教学完第六单元用木炭还原氧化铜和第八段单元用一氧化碳还原氧化铁的这两个实验之后,使学生基本了解并掌握了木炭和一氧化碳的还原性,并让学生亲自动手练习了给固态物质加热和对生成物质检验吸收的基本操作。在此基础之上,教师为了使学生对已学的知识进行巩固和加深,可以设计以下实验探究题:测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数。取一定质量的赤铁矿粉,并与过量的木炭粉混合到一起,然后以图中的装置配以合理的操作步骤进行测定,为了不影响结论的准确性,假设实验所用的试样中杂质不发生变化。设计该实验探究题的最终目的是解决以下几个方面的问题:1.在整个实验过程中持续不断地通入干燥的氮气,在进行加热前缓慢通入一定时间的作用是什么?2.停止加热前是否需要将a和b的连接处断开来防止倒吸现象的发生,原因是什么?3.假设氢氧化钠溶液能够完全吸收二氧化碳,那么通过氢氧化钠溶液质量的变化测得的氧化铁质量分数是准确,还是偏大或偏小,原因为何?
关键词:实验教学;能力培养;实验习惯;探究能力;实验方案
传统教学中,由于受应试教育的影响,教师的一切教学活动都围绕提高学生考试分数为目的。因此,一些理科学科的教学,比如化学,多是以题海战术为主,从而忽视了开展实验教学。
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学能培养学生的观察能力、动手操作能力,以及发现问题、分析问题、解决问题的能力,还能培养学生实事求是、严谨求学的科学态度。实验教学符合当代贴近生活、贴近社会,体现科学、技术、社会的教育思想,同时能极大激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,弄清化学原理,获得化学基本知识和化学实验基本技能是大有好处的。切实采取措施加强实验教学,是提高化学教学质量的途径之一。我结合教学实践,谈谈在初中化学教学中加强实验教学的做法和体会。
一、教师应重视学生能力的培养,而不仅仅是重视知识的传授
知识是人类在一定阶段上认识自然过程经验的总结。随着时间的推移,知识在不断地发生变化,以前认为是正确的知识过一段时间再回去反思就觉得不那么正确了。所以,在传授知识时,更应该注重传授探求知识的能力和方法。在化学教学过程中,倡导学生勤动脑、多提问,向所学内容提出质疑,学生也可以在任何一个时间打断教师的教学,向其教学内容提出质疑。作为老师,应该耐心细致地回答学生的提问并及时予以解答。如果遇到老师也不明了的时候,应当上网查阅资料或者向其他化学老师请教,尽量给学生一个满意的答复。这样,学生可以从老师身上学到丰富渊博的专业知识,严谨的科学态度以及敬业的钻研精神,教师也可以从学生身上掌握他们的思考方向和理解水平,获取新的知识,调整教学进度和难度,促进教学的进步和发展。
二、培养实验习惯,激发学生实验兴趣
良好的实验习惯都是在师生双方共同努力下才能逐步形成的,所以,老师应该以身作则,积极作好表率。在做示范性演示实验时要严格遵守其规范要求,因为学生的模仿能力能强,他们会以老师为榜样进行模仿。特别是教师在取用化学药品、连接装置、对试管加热、搅拌药品,振荡试管和闻药品的气味、过滤等基本操作时都要遵守化学规范,万万不能为了轻松而使操作不规范,不规范的操作会给学生造成负面影响,学生在做实验时也不会按规范操作的,不规范的操作会对实验的准确度和精准性带来影响。初中化学是学生学习化学的开始阶段,学生好奇心强,兴趣浓。充分利用他们的好奇心和兴趣等特点,加强初中化学实验教学大大激发学生学习化学的兴趣,使兴趣能够长久地加以保持,提高学生学习化学的积极性和主动性,使化学课程教学收到事半功倍的良好效果。
三、适当增加规律实验,提高学生探究能力
在化学的实际实验教学中,根据需要,可以适当地补充一些实验。这样增加了学生亲自动手操作的机会,激发学生学习化学的兴趣,还提高了实验的探索性。例如,在“酸碱盐”这一环节教学中,可以补充由学生分组做氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应的实验,原料容易得到,实验也易做,现象还很明显(红褐色沉淀)。通过这个实验使学生理解盐与碱发生复分解反应的规律,便于得到和掌握规律。又例如,在“碱溶液与非金属氧化物反应”这个教学环节中,可以补充氢氧化钾溶液与二氧化硫反应的实验。我们知道二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,如果不加以处理排放到空气中就会造成环境污染。通过做这个实验,让学生明白碱溶液能与非金属氧化物反应生成盐和水反应的规律,同时由于生产生活和化学实验造成的环境污染,只要我们采取适当的措施,可以减少或防止污染,增强环保意识。这样的实验教学能激发学生学习化学的浓厚兴趣,同时又使所学知识系统化深刻化,取得良好的教学效果。
四、恰当改进实验方案,丰富学生实验情感
随着课程改革工作的不断深化,化学课堂教学中存在的问题在逐渐减少,课堂教学向着精细化、多元化发展,但是培养学生化学综合素养的科学探究方法却没有得到充分挖掘,科学探究只是停留在形式的套用上,并没有在培养学生的科研技能、技巧上发挥自身应有的巨大作用.所以,笔者根据自己教学实际情况,尝试以初三学生为研究对象,利用化学实验教学来培养他们的科学探究能力,为他们进一步升入高一的学习和发展打下良好的基础.那么,如何在初中化学实验教学中培养学生的科学探究能力呢?笔者认为可以从以下几方面探讨.
一、通过实验教学,培养学生探究兴趣
在化学教学中,利用实验教学,可以有效地激发学生学习化学的兴趣,增强学生的科学探究意识,提高学生的科学探究能力.化学实验教学是初中化学教学的精彩主题,化学实验中的奇幻现象,会使学生对化学产生浓厚的学习兴趣,这正是学习动机中最现实最活泼的心理成分,是学习动力的源泉.
例如,开始上绪言时,我增加了“无色液体点燃火柴”、“无色液体混合产生气泡”、“无色液体混合变红”、“无色液体混合产生沉淀”等有趣的化学“魔术”.学生急切想知道:无色液体是什么?为什么会有此现象?自己能否操作?学习化学的积极性特高,兴趣很浓.学生对化学最感兴趣的地方是实验,要充分的利用实验,开启学生的实验探究之旅.比如,在讲蜡烛时,我随手把蜡烛固定在一个小水槽里面,加入一些水,点燃蜡烛,并罩上一个蜡烛,学生神奇的发现液面上升了.液面为什么会上升呢?什么情况下就会产生相同的现象?学生的情绪一下子调动起来,学习兴趣更高,迫切想知道原因.再如,我把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液,没有明显的现象,我立即就问二氧化碳与氢氧化钠有没有反应,有学生说没有反应,也有同学说判断反应是否发生关键是看有无新物质产生,没有现象不代表没有反应?接着学生就如何证明这个实验是否发生展开了研究.虽然是一个没有现象的实验也极大的激发了学生的学习兴趣.因此,在实验教学过程中教师应尽可能把验证性实验改为具有探索性、研究性、设计性的实验,以激发学生对化学实验的探究兴趣.
二、通过实验教学,培养学生综合能力
对初三学生来说,科学探究活动前进行化学实验基础知识的培养为科学探究活动的顺利进行提供了有力保证.化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学的灵魂.实验目的不仅仅是使学生获取知识,更重要的是在获取知识的过程当中体现知识的形成和发展过程,同时提高分析问题和解决问题的能力.
比如在讨论验证二氧化碳与氢氧化钠是否反应时,有的同学提出可以验证是不是有新的物质生成,也有同学提出了如果二氧化碳没有了也可以说明,如何能看出二氧化碳少了,学生想到了可以通过密闭体系中气体被吸收压强减小来证明.但是玻璃瓶不会产生形变,就有同学想到了用饮料瓶,这样操作瓶子变憋了就说明反应了吗?又有同学想到了二氧化碳还会溶于水,如何排除水的影响,结果有许多学生想出了对比实验:用同学们喝水的两个相同的软塑料瓶,都充满二氧化碳,然后分别倒入适量的等体积的水和氢氧化钠溶液,盖紧瓶盖、振荡,再比较两个瓶子变瘪程度.学生通过实验验证,现象非常明显.并请同学展开想象还有那些实验也可以说明问题.这样既激发了学生的学习兴趣,还培养了学生的观察和动手能力,又使学生巩固了二氧化碳与氢氧化钠反应的相关知识,符合学生的认知规律.不难看出通过实验探究获得的事实和数据,并对所收集的事实和数据进行整理,与问题联系起来,并不断解决实验中发现的问题,进而得出结论,也意味着对现有知识的更新,综合能力得到提高.
三、优化演示实验,培养学生探究能力
在《新教材》实验内容的设计上,淡化了演示实验和学生实验的界限,新教材中设计了许多实验,但并未指明是演示实验还是学生实验,这给教学留下了很大的空间.因此,我们在实际教学过程中可以将这部分实验进行精心分类,将现有教学素材进行重组,凡是那些操作不过于繁琐、装置不过于复杂、安全性比较大的演示实验,只要实验条件允许,均可设计成探究性的实验,尽可能的让学生进行自主性探究.使学生由“听化学、看化学、练化学” 变为“看化学、做化学、用化学”.
例如,在学习《二氧化碳的实验室制法》时,到底选择什么药品?选择什么装置?我们提供碳酸钠粉末、大理石粉末、块状大理石、盐酸、硫酸让学生分组实验,学生通过设计实验,并通过亲自动手选择出药品的最佳组合.学生根据所给的仪器组装出各种装置,并且分析各种装置的优缺点.问题呈现后,激发了学生们的创造欲望,各组同学积极配合,经过实验、讨论,再实验再讨论,选择出了最佳的药品组合和装置,成功地完成了探究性实验.在此实验中学生不是被动地接受知识而是主动地选择和获得新知识,教师只起指导、组织、和协助作用,它可以真正体现学生的自主性.而且学生们在改进的实验中完成了设计、创新,学会了合作.
四、总结评价,培养学生反思能力
关键词:实验探究; 酸碱盐的关系; 复分解反应发生条件
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2014)06-015-001
新课改的目的就是要在21世纪构建起符合素质教育要求的基础教育课程体系。我们要将传统的机械的学习方式改变为自主学习,合作学习,探究学习等多种新型学习方法。
随着2013年区化学学科的一次评课选优活动,当得知比赛的题目是“用实验探究复分解反应发生的条件”并认真去探究实践的时候。我发现,如果在“酸”“碱”“盐”的教学中能适当的采用“实验式探究教学”,能取得明显的实效。
第一次去研究课题的时候感觉无从下手,因为新课已经结束,要在学生已知复分解反应发生条件的前提下去探究这个条件,这本身就似乎有点矛盾,对我来说却是有点难度。那么,到底什么是实验探究教学呢?
通过研究学习,“实验探究教学”是指学生在老师的引发下,运用已有的知识和技能,自主设计实验方案,进行实验操作,达到探索问题与解决问题的一种教学模式。
其主要目的是:1.发挥学生的主体作用;2.培养学生的学习兴趣;3.增强学生的动手能力。
众所周知,复分解反应发生的条件为酸碱盐在溶液中发生的条件是有沉淀析出,或有水生成或者有气体放出。那么,我们改如何引导学生去动手实验,去探究学习呢?
通常情况下,我们会设计一些酸碱盐之间的反应
例如:
①HCl+Na2CO3 有气泡产生(发生反应)
②HCl+CaCl2 无明显现象(无反应)
③Na2CO3+CaCl2 有白色沉淀产生(发生反应)
④NaCl+CaCl2 无明显现象(无反应)
⑤NaOH+HCl 无明显现象(发生反应)
在这些例子中,由于碳酸钠溶液与稀盐酸反应有气泡生产,碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应有白色沉淀产生,均有明显的现象。由此大多数学生会得出既然产生了气体,产生了沉淀,发生了化学反应,因此就得出复分解反应条件之有沉淀析出,有水生成。但是这样的实验设计真的是探究吗?
例如:1.实验⑤没有明显的现象,如何探究氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应?2.能真正探究复分解反应发生的本质吗?为何一定要有沉淀析出,气体放出,有水生成才能发生复分解反应呢?
当然,在这里我们可以借助一些其他的试剂帮助我们,实验⑤中我们通常会用无色酚酞试液来帮助我们判断发生了化学反应;又或者可以通过测pH的方法。总之,通常情况下我们的思路是将“看不见”的转换为“看得见”的。但所有的这一切只是可以证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应,并没有真正的探究复分解反应发生的条件。从我个人而言,我觉得这样的探究只是就事论事,停留在表面。
为此,我设计了如下的实验,对用实验探究复分解反应发生的条件,有了自己的一个思路。
取AB两只试管,向其中加入少量的等量的氢氧化钠溶液。向A试管中滴加5滴硫酸铜溶液;同样的,在B试管中,先加入稍过量的稀盐酸,再滴加5滴硫酸铜溶液。在我的引导下,学生首先观察实验现象,学生发现A试管中出现了蓝色沉淀,B试管中只是淡淡的蓝色溶液,并没有出现蓝色沉淀。那么,随之而来的就需要学生去思考去探究了。为什么会出现不同的现象?产生蓝色沉淀的实质是什么?从什么角度去解释这个问题更合适?
同理,C和D两只试管均先加入少量的稀盐酸,向C试管中加入碳酸钠溶液产生气泡,D试管中先加稍过量的氢氧化钠溶液,后加入少量碳酸钠溶液,无明显现象。
随着我的引导,在一步步的深入探讨之中,学生逐渐发现了在酸碱盐两两之间之所以能发生复分解反应的本质原因了。
A试管中之所以产生蓝色沉淀,是氢氧化钠溶液中的氢氧根离子与硫酸铜溶液中的铜离子相结合产生了氢氧化铜蓝色沉淀。
B试管中滴入硫酸铜溶液后并没有产生蓝色沉淀是因为在原溶液中几乎不存在氢氧根离子。
那么氢氧根离子去哪了呢?学生探究发现,原来氢氧根离子已经和稀盐酸中的氢离子结合生成水。因而并没有产生蓝色沉淀。从这里我们可以探究并验证氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的实质是氢氧根离子与氢离子的结合。
同理,通过C和D两根试管的实验现象我们可以发现C试管有气泡是因为碳酸根离子与氢离子结合产生了水与二氧化碳气体;D试管没有气泡也是因为氢离子事先与氢氧根离子结合了、溶液中就几乎不会存在与碳酸根离子结合的氢离子了。
通过以上的这个探究对比实验,课本上所说的“酸碱盐在溶液中发生的复分解反应条件是有沉淀析出,或有气体放出,或有水生成。”学生就可以发现复分解反应发生的实质是离子间的反应,两种离子之间如果能结合成难电离的物质(例如沉淀,气体,水)导致溶液中离子数量减少,反应就能发生,反之,反应就不能发生。
随着这一步步的渐入探究,学生在掌握复分解反应发生的条件之时,更能深入的了解复分解反应的本质,也就对有关酸碱盐之间的相关知识有了更深层次的了解。同时在这个探究的过程中也更好的激发了学生的潜力,在今后的教学中,学生自主探究、自主学习的能力会大大的增强。
一、在分组实验中培养学生的探究能力
如今的学生之所以缺乏实验探究能力,主要原因就是我们没有给学生提供经历科学探究过程的机会,而分组实验则是给学生提供这种机会的有效途径。通过分组实验,我们能为学生提供探究实验活动,让学生在分组实验过程中充分发挥自身的学习主体性,同时对于学生创造能力、探究能力和实践能力的培养也有着十分重要的促进作用。所以,作为初中化学教师,我们应该充分认识到分组实验对于学生探究能力培养的重要性,并不断地探索、研究和优化分组实验,保证其能在化学实验教学中充分发挥它应有的作用。
比如,在做“燃烧条件”这一化学实验时,在学生初步了解了化学实验的步骤后,我让学生分组进行实验,然后完成一份实验报告,实验报告内容为实验步骤、实验现象、实验结论,而后让每个小组成员之间交流讨论:通过上述实验,你能得出物质燃烧与哪些因素有关?待学生讨论完毕后,每个小组派出一名代表说出本组所得的结论,然后我们一起进行分组实验活动小结:燃烧需要的条件是______。这样,我通过组织学生进行分组实验,给学生提供了亲身经历探究的过程,锻炼了学生的动手操作能力和团队合作意识,更为重要的是发挥了学生的主体作用,培养了学生的科学探究能力。
二、在演示实验中培养学生的探究能力
在当前的初中实验教学中,大部分实验为演示实验,而且实验过程是教师做、学生看,学生几乎没有参与实验活动的机会,这造成的后果就是学生只是对教师所做实验的步骤、结论等进行死记硬背,实践能力和探究能力却得不到有效的培养。所以,这就要求我们在演示实验中寻找机会,如将其改为探究性实验,让学生有动手、动口、动脑的机会,充分发挥学生的学习主体作用,培养学生的科学探究能力。
比如,在做“氧气的制取与性质”这一实验时,我并没有直接亲身做实验让学生观看,而是让学生观察高锰酸钾制取氧气的实验装置图,让学生思考以下问题:(1)实验由哪些仪器组成?(2)哪部分是发生装置?哪部分是收集装置?(3)为何能用排水法收集氧气?(4)收集安装原则是什么?待学生回答完毕后,让学生了解实验步骤,而后让学生自己亲自动手实验,制取两瓶纯净的氧气,并自选试剂验证氧气的氧化性,然后,让学生分析实验过程和现象,如说出对高锰酸钾制取氧气这一实验过程的感受,分析所选用试剂是如何完成“氧气的氧化性验证”的。这样,我就将演示实验变为探究性实验,提高了学生对化学实验探究活动的分析问题能力和解决问题能力,培养了学生的科学探究能力。
三、在课外实验中培养学生的探究能力
如今,随着素质教育在我国的大力开展,课外实验已经成为化学教学中的一个重要环节。通过开展课外实验教学,既能使学生的个人才华得到展示,又能培养和发展学生的科学探究能力,对于学生化学科学素养的提升有着重要的推动作用。
关键词:初中化学;实验;设计
理论知识永远只能教给我们方法,却无法真正带领我们创造出新的东西。只有不断实验才能创新,才能让这个时代真正进步,走向新的辉煌。化学作为一门较专业的学科,对于学生的学习能力和综合素质要求较高,所以才在初中的最后一年进行授课,因而学生在学习化学的过程中要保证注意力高度集中,在课下复习知识并完成作业。
一、教育者分析初中化学课本,确定化学实验的基本内容
实验的内容来自课本中的理论知识,授课之前,教育者理应对今后的理论授课以及化学实验进行规划,确定基本的实验内容,供学生进行实验。化学本身就是一门来自实验总结的课程,可以说化学课本之中处处都是实验,所以教育者需要对课本内容进行甄选,优选那些容易做且具有实验意义的实验,比如二氧化碳和水的检验、氧气与二氧化碳的鉴别等实验。
二、教育者在实验之前为学生讲解实验内容和注意事项,从而确保实验顺利进行
当教育者选择好初中化学实验的基本内容后,接下来就是进行实验了。但是实验之前,教育者一定要把实验的具体内容以及实验过程中的注意事项对学生讲解清楚,这样能保证整体实验流程的顺利。以酒精灯为例,教育者需要告诉学生酒精灯的灭火方式不是吹,而是用陶瓷盖帽盖住火焰以灭火。再以量筒为例,教育者应该告知学生读数的时候应该保持与刻度线水平,不可以俯视或仰视读数。
三、在实验之后,教育者组织学生进行交流,总结实验经验和不足之处
实验的成功与否,教育者都应该与学生进行实验后的总结,交流整个实验过程中所发现的问题以及不足之处,以便在今后的实验中进行改正。另外,在教育者与学生之间的交流过程中,教育者可以总结更多的教学经验,更有利于今后的教学。
总之,教育者首先要对初中化学的课本知识进行分析,从而在其中斟酌化学实验的基本内容;然后在实验之前教育者要为学生讲解清楚实验内容和注意事项,确保实验的顺利进行;最后,在实验之后,教育者与学生进行总结交流,分析不足并总结经验。
【关键词】化学实验,成绩,影响
1.化学实验的功能
从学生科学素养发展的三个维度(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)上看,化学实验不仅具有认识论和方法论功能,而且具有激发学生学习兴趣、创设教学情景、转变学生学习方式、活动过程体验等多方面的教学功能。这些功能的发挥,并不是一个或几个实验教学所能解决的,它需要一个不断积累的过程,关键的一点是我们在平时教学中要关注实验,真正认识到实验的教学功能,充分创造让实验“开口说话”的机会。
化学教学中,如何选好实验,用好实验,做好实验,充分发挥实验的探究功能,培养学生的科学探究能力,应是化学教师教学研究的问题。
1.1 实验能提高学生的学习的兴趣。
兴趣是一种特殊的意识倾向,是动机产生的重要主观原因,良好的学习兴趣,是求知欲的源泉,是思维的动力。化学是以实验为基础的学科。实验具有千变万化的现象,是唤起初中学生学习兴趣的有效手段。学生刚接触化学,用千变万化的实验现象来吸引学生。例如在第一节化学科增添一系列趣味性实验。如:①“捉迷藏”;②“魔棒点灯”;③自制“饮料”:“矿泉水”“牛奶”“果子露”“七喜”;④“巧点蜡烛”;⑤“巧洗烧杯壁的白色固体”,先加入水,后加稀盐酸,使学生觉得新奇,随着向学生提出一系列日常生活实例的设问,使学生觉得现有的知识不够,以激发他们的求知欲,从而产生学习的兴趣,树立学好化学科的决心。
1.2 实验能培养学生的观察能力。
观察是认识的窗口,是思维的前提,对于事物,如果没有敏锐而细致的观察,就不能深入认识事物的本质。在化学实验中,要教给学生观察的方法,如观察要有明确的目的和重点,要自始至终,从明显的到细微的都必须认真地、细致地观察,要提醒学生注意排除其他因素的干扰,要求学生实事求是地做好实验记录。
本论文采用学生实验方法,在我所任教的九年级三、四班成立化学实验兴趣小组,每班学生6人,分别为2012届九年级班、九年级班学生,每班6人中,根据学习状况不同选择,成绩优异者2名、中等生2名、学困生2名。分别做部分九年级化学演示实验、学生实验、趣味实验以及家庭小实验。
2.教师在实验中的作用
2.1 要有明确的实验教学目标。
教师在实验教学中都有体会:许多学生表现出对实验的兴趣,往往是处于“好玩”、“有趣”。因此让学生知道实验目的和要求,是实验教学中的重点。只有这样才能使学生产生积极的学习动机,思维才会有方向,操作才会认真。如选择仪器、检验物质和配制溶液等实验,新课程标准要求通过“练习”达到“初步学会”,但学生往往只对仪器和实验中新奇的现象的观察产生好奇而忘记实验的目的,使教学目标不能完成。因此对这些实验教学的重点应放在学生操作的独立性和准确性上,指导学生严格操作,在学生的操作中要提出一个个“为什么”,从而加深学生对实验步骤的掌握,使学生初步、逐步“学会”这些实验。
2.2 充分做好实验的准备工作。
教师在设计实验程序时,应认真构思观察操作过程中的每个环节,对实验出现的问题、现象、失败的原因要尽可能考虑得细致,尽可能设置“为什么”,以激发学生的思维,如观察质量守恒的实验,学生往往只对“白烟”、“蓝色沉淀”的“好玩”感兴趣而忽视必要的思考,教师在室验中要提醒学生“有白烟、蓝色沉淀生成,天平仍保持平衡,这有什么化学意义?”“化学反应的实质是什么?”等问题。另外,不能单为做实验而做实验,应全面系统地分析实验目的、操作要求、实验步骤等,要科学合理地安排好时间,避免出现学生无事可做的时间空档,以提高教学效率。
3.研究的结果及总结
(1)从图1中我们可以得出,化学实验对成绩优异的学生来说影响不是很大。
(2)图2可以得出,实验的学生五次考试成绩均高于非实验的学生,平均分高出大概在5分左右,可见化学实验对中等生成绩的提高起到很明显的作用。
(3)图3可以得出,第一次和第二次考试实验学生成绩高于非实验的学生;第三、四、五次基本相同。对于这一结论我认为有这样的原因,初三化学前几章的知识点、基础概念和实验基本操作比较简单,所以实验的学生在前两次考试中成绩高于非实验的学生;九年级化学后几章知识点开始有一些难度,化学实验也开始比较复杂,所以对于学困生来说,此时实验所起的作用不太明显。
总之,化学实验能让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学,积极探究化学的奥秘,形成持续的化学兴趣,增强学好化学的自信心;也能让每一个学生得到平等的学习动手的机会,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题;更能让每一个学生有更多的机会主动地去体验探究性学习的过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在科学探究实践中逐渐形成终身学习的意识和能力。
参考文献