时间:2022-06-13 17:33:25
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(一)学习目标
根据教学要求和教材内容,合理制订课堂教学目标,容易掌握的可一笔带过,难度较大的要细分。本节课的目标有两个,一是熟悉CO2的物理化学性质,二是掌握制取CO2的方法,并能够独立操作完成实验。重点在于CO2的性质以及与其他元素及物质的反应,难点在于如何正确设计气体的实验室制法,并独立完成任务。
(二)个人思考
在明确教学任务后,学生首先应阅读教材,了解基本知识,比如CO2的气味、颜色、密度等,CO2与水会有什么反应,通入紫色石蕊试液中会有什么变化。有学生自己动手就能够解决这些问题,发现石蕊试液在CO2中会变颜色,可干燥的石蕊试纸在CO2中没有出现任何改变。将这个疑问记录下来,留在小组讨论时解决。
(三)小组合作
每组7个人围在一起,先集体表述了关于CO2的基本信息,各自将没弄懂的地方说出来。组长尽量由优秀生担任,可以把握其他组员的大致情况,并能够将大家的疑问加以归纳总结,指出最根本的地方,由记录员详细记好。在此过程中,组长的任务极为重要,与教师相似也是起引导作用。可指定组员发言,并指出自己认为易错的地方,确保组员不会犯错。对于组员提出的问题,因为每个人的知识水平不同,问题难度也不相同。对于一些较简单的,可由其他组员回答,这样就很好地实现了小组内部的互动,而且有利于共同进步。
(四)实验讨论
经过小组初步讨论后,关于CO2物理化学性质的知识已基本解决。接着是本节课的重点,即如何更好地掌握CO2的实验室制法。经过讨论,确定了实验操作步骤,选择了合适的收集方法,并对各项要求和注意事项做了全面分析,接着小组分工开展实验。有观察记录员,有药品设备准备人员,有全局指挥者,有具体动手执行者。实验药品和方法有多种,如常温下稀盐酸和碳酸钠会发生反应并迅速产生CO2;酒精、木柴等含碳物质在燃烧中也有CO2产生;稀盐酸和大理石反应也会产生CO2。在操作过程中,教师应实时观察学生实验的步骤和操作情况,对于不规范的行为要加以纠正,以免出现错误。同时也利于培养学生科学严谨的态度。实验完成后,组长综合组员的体会,加上记录员的详细记录,对整个实验过程做一次规范的总结。
(五)全班交流
在小组合作之后,教师要检验成果,每组派一个善于表达的学生汇报讨论成果。对于一些较简单的问题,可由学生自己进行评价,对于其中的难点、易错点和注意点,必须要加以强调。对小组讨论成果应予以鼓励表扬,如有不规范处,需耐心指出,让学生能够认识到自身的不足,如此才会加深印象,并主动改正。提炼出学生讨论的精华和闪光点,并及时将信息反馈给学生。最后的评价环节也极为重要,很多教师都很容易忽略,应当引起注意。合理的评价,可帮助教师更清楚地认识到学生对教学内容的掌握程度,也有利于以后教学方法的调整;对学生而言,则是对小组讨论的一个总结,因为每个人都有参与,也能够清楚地认识到自身不足以及要努力的方向。
长期以来,初中化学教学中的实验往往是理论知识的“副产品”,基本上处于“照方抓药”、“验证前人已经得到的结果”的状况,操作也基本停留在“不敢越雷池半步”的规范上。这样的实验仅仅为了达到学科教学目标而进行实验,教师心中没有课程意识,没有把实验教学与学生的发展需要联系起来。这样的实验不利于学生思维的培养,不利于学生发现和解决化学中的问题,更不利于创新思维方式的形成,不利于学生智力发展,因而改革实验势在必行。
教育、创造教育、个性教育。其目标都包含一个共同点:培养创新人才。新课程的培养目标是培养学生的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识,使学生具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法。依照新课标理念,我们在教学过程别要注意纠正一些学生不爱动手、喜欢背实验的学习习惯,培养学生学习的独立性和自主性,使实验教学成为他们质疑、信息收集和处理、探究的实践活动。教师必须转变教学观念,将学生的发展放在首位,引导学生积极的参与科学探究。
二、改进实验教学,培养学生科学素养
1.转变教育思想,充分发挥实验教学的教育功能
《新课标》明确指出了化学课程改革的重点:“以提高学生的科学素养为主旨”。传统的实验教学强调讲清原理,演示好实验,尽管也注意学生能力的训练与培养,但训练的重点也是放在学生能否看清实验现象,能否明白实验原理,实验的难点在何处等等。站在培养学生综合素质的高度看,化学实验教学的重点不应只是传授基础知识和训练基本技能,更重要的是在教学中要有意识地对学生进行科学素质的训练和培养,既要强调实验在训练学生观察和动手能力方面的功能和作用,更要强调实验在培养学生动脑、启迪思维、开发潜能等方面的功能和作用,这也是化学实验教学所要达到的更高目标。
2.充分发挥学生主体作用,培养学生自主学习能力
《新课标》指出,自主性学习是科学探究的重要特征,教师要帮助学生尽快步入自主性学习的轨道。可以让学生独立地进行实验准备,自拟实验步骤,搞清实验原理;独立操作实验仪器,完成实验观察任务;独立处理实验数据;独立分析推证实验结果;独立想办法解决实验过程中的各种问题。这一过程,就是要让学生不停地动手、动脑,以此激活他们的思维,充分发挥他们的潜能和创造性,全面培养和提高他们的自主学习能力。
3、改演示实验为协同实验,培养学生合作交流能力和实践能力
教师的演示实验往往因为可见度不够而影响了教学效果,使看不清楚的学生失去了兴趣和热情。为了能更好地培养学生的动手能力和观察能力,增强学生的参与和合作意识,适应《新课标》实施合作学习,注重学生实践能力培养的要求,应最大限度地将教师单独操作的演示实验改为师生共同参与操作的协同实验,或在教师指导下由学生合作共同完成,使学生始终保持积极参与的热情,激发学生的学习兴趣,提高学生实验能力。
4、改验证实验为探究实验,培养学生的探究能力
实验在培养学生的创新思维方面,有其得天独厚的条件,教学中必须鼓励和引导学生独立思考,勇于提出自己的见解,充分发挥每个学生创造性的潜在能力。每个问题的提出及整个教学过程,都必须是再现式思维和创造思维有机结合,尽可能的把教学过程设计成发现问题──分析问题──解决问题的创造模式,着力营造“情感共鸣沟通,信息反馈畅通,思维流畅,创造精神涌动”的最佳意境。
传统学生实验多半是验证性的实验,在实验过程中,学生是被动地参与,我们的实验改革应充分利用一切手段,改验证实验为探究实验,让学生自己提出问题进行大胆的猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。学生对实验过程的敏锐观察,丰富想象,有效类比的周密思考的基础上通过学生的主动探究而形成的,既达到了开拓思维,交流合作的目的,又使学生的知识和能力在实验中得到加强、训练,充分体现了科学探究的乐趣,领悟了科学的思想和精神。
5、开展课外实验活动,培养学生的创新能力
2.化学实验方案的内容实验设计的成果就是实验方案。虽然具体的实验设计的目的、内容和形式不尽相同,但就一个相对完整的实验方案来说,一般包括:实验名称(课题);实验目的;实验原理;实验用品(试剂、仪器、装置设备)及规格;实验装置图、实验步骤和操作方法;注意事项;实验现象及结果处理;问题和讨论等。
3.实验方案选择的基本标准同一个实验课题,每个人的设计和操作过程可能不一样,结果自然也不会完全相同。根据初中化学实验设计原则和教学实际,实验方案选择的基本标准是:原理正确有科学依据;装置简单,在实际中具有可操作性且操作方便;实验步骤少,需要时间短;药品用量少、无毒且廉价易得;实验现象要明显;反应条件要简单(最好在常温下进行);尽量不用也不产生污染环境的物质,即符合“绿色化学”的要求;制备实验产率高;性质实验误差小;实验安全无危险;设计要严谨等。
二、中学化学实验设计与创新的一般原则
无论哪一类中学化学实验设计与创新,一般都应遵循以下原则:
1.科学性原则科学性是指实验原理、实验程序和操作方法必须与科学理论和实验方法论相一致。科学性是化学实验设计与创新的首要原则。例如:实验室制取氢气,就不能选用硝酸与金属锌反应,因为这个反应很难制得纯净的氢气。
2.目标性原则目标性是指实验设计或创新要根据一定的教学目标有所侧重与突破。同一个实验,教学目标(如教师演示与学生操作,为了突出环保或趣味性)不同,设计所用的原理、用品、方法、装置、步骤等是有一定区别的。
3.安全性原则安全性是指化学实验设计时尽量避免使用有毒、有害的化学试剂,以及反应产生有毒害的物质,或者具有一定危险性的实验装置与操作。“如果必须使用的,应该在所设计的实验方案中详细写明注意事项,以防止造成环境污染和人身伤害。”[4]安全是中学化学实验教学的第一要务,设计时必须要特别引起重视!
4.新颖性原则新颖性是指实验设计时在思路、操作方法、器材用品、装置等方面要有新的突破,使新设计的实验对教学与研究更加适用或具有指导的意义。
5.可行性原则可行性是指设计实验时所运用的实验原理在实施时切实可行,所选用的化学试剂、实验仪器、设备和方法在现有的条件下能够得到满足。例如:实验室大量制取二氧化碳,不能为了创新而选用碳酸钠代替碳酸钙(或石灰石)与盐酸反应,或者用硫酸替代盐酸与碳酸钙(或石灰石)反应。因为前者反应太剧烈,后者反应不完全,很快就停止了。
6.简约性原则简约性是指尽量采用简单的实验装置、较少的实验步骤和试剂,在较短的时间内完成实验。复杂的装置与步骤以及时间太长的实验都会转移中学生的注意力,容易导致他们产生畏难情绪和疲劳感,影响对实验过程的观察、分析与思考。
7.绿色化原则绿色化是指从化学反应的原料、反应的条件、反应的产物和实验的操作等化学实验的全过程上进行控制,尽可能地减少甚至消除有毒、有害的化学物质对环境的影响。绿色化学是21世纪化学科学的一个重要发展方向。
8.启迪性原则启迪性是指实验设计与创新对学生的学习起开导作用,能够启发学生的思维,促进学生对化学原理及知识的探讨和认识,优化学习过程,从而提高教学效益。这是中学化学实验设计与创新的出发点和归宿。
三、实验创新设计的视角
初中化学实验创新设计是在义务教育化学课程标准的指导下,对现行教材中所涉及的实验进行改进、优化、增设或创新等,以提高化学实验在初中化学教学中的效益。在初中化学教学中进行实验创新设计是提高化学教学有效性的需要,也是义务教育化学课程标准的要求。化学实验创新设计要与时俱进,必须符合现代化学教育发展的理念,在满足探究性的条件下,可以从以下视角进行:
1.实验过程绿色化“绿色化学的理念是在化学反应过程以及化工生产中,不再使用有毒有害物质,不再产生废物,不再处理废物,它是一门从源头上阻止污染的化学。”[5]化学实验在设计上要体现绿色化,尽可能做到原料(反应物)的绿色化,化学反应的绿色化(采用原子经济性反应),生成物的绿色化以及催化剂、溶剂的绿色化。例如:在涉及氧气的制取实验时采用双氧水分解来制取,二氧化锰要回收等。
2.实验装置微型化“所谓微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。”[6]虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。例如:在“探究微粒的运动实验”中,可以用试管代替烧杯进行微型化实验。在一个单孔橡皮塞上插入一根玻璃导管接近试管底,试管内壁贴一张滴加无色酚酞试液的滤纸,从导管口滴上两滴浓氨水到试管底部,用透明胶封导管口,可以看到,试管里滴有无色酚酞试液的滤纸由下往上慢慢变红了。
3.实验设计环保化“最佳的环境保护方法是在源头上防止污染的产生,而不是污染产生后再去处理。”[7]实验设计中我们应该采取一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度。这些措施主要是:实验装置密闭化,避免敞口操作,防止有关物质散佚到周围环境中;采取收集办法,回收有关物质;对有毒物质进行无毒害处理;加强实验场所的通风或采取其他的防护措施等。例如:一氧化碳还原性实验,对多余的一氧化碳可以回收,也可以燃烧进行无毒害处理等。
4.实验操作安全化保证实验安全,是化学实验教学的原则要求。有一些实验,由于物质化学性质的特殊性,给实验增加了难度甚至危险性。在点燃氢气的导管和氢气发生器之间,用一个小塑料瓶装上大约四分之三的水制成一个“安全装置”连接起来,这样,即使点燃不纯净的氢气,爆炸也只是在“安全装置”中发生,氢气很少威力小,氢气发生装置不会发生爆炸,因此不会发生安全事故。
5.实验趣味化化学实验具有动机功能,增加化学实验的趣味性,可以激发学生的化学学习兴趣。例如:在研究燃烧与灭火的条件时,增加演示“烧不坏的手帕”[8]实验,可以激发学生的兴趣。在此基础上让学生继续进行实验,探讨手帕烧坏的条件,则能够使学生深化对有关知识的认识。
6.利用仪器功能转化仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么,只是主要适用于什么。“反思仪器的别样用途,可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识,进行化学实验的创新。”[9]例如:漏斗可以充当集气与尾气吸收装置,在钠与水反应气体产物的验证实验中,将漏斗置于水中,倒扣在钠块上,产生的少量气体可顺利地富集到试管中。
7.利用学科知识迁移我们往往习惯于使用教材的实验仪器和装置,很少重视仪器的笨拙和实验时的效率,这种视经典为权威的思想往往就是教师缺乏创新的症结所在。实际上,科学的实验方法就是应该不断地发现问题,传统装置的不当之处无疑给我们提供了实验创新的课题。例如:学习“质量守恒定律”内容时,在使用托盘天平称量氢氧化钠与硫酸铜溶液反应前后的质量时,在18×200的中型试管里装入大约1mL稀盐酸与酚酞的混合溶液,球形滴管吸入NaOH溶液后,将球形滴管放在试管口,把上述带有球形滴管的试管放入盛水的100mL量筒中,让学生通过观察比较反应前后试管浸在液面中的高度即可(试管作上标记)。改进后的实验操作起来方便有趣,不用天平而是利用物理上的浮力知识,体现了学科之间的联系,有利于学生知识的迁移。
8.实验装置简单化教材所选用的实验方案未必都是最好的,有时候会产生现象不明显、实验不容易成功、结果不准确等问题,影响了实验教学的效果。例如:测定“空气中氧气的体积分数”实验,由于教材提供的实验装置密封性和燃烧匙放入不易控制,加上导气管内尚留有空气导致误差因素较多,有时氧气显示超过五分之一,让教师无法自圆其说。可做如下改进:将小颗白磷放在1.5cm×2.5cm的薄铜片上,置于硬质大试管中部,塞紧橡皮塞,用酒精灯对准铜片加热使白磷充分燃烧,待试管冷却后浸入水中,在水面下拿掉橡皮塞,待液面上升稳定后再塞上橡皮塞,拿出水面观察。改进后的实验所用仪器少,误差因素少,结果比较准确。
一、化学实验的作用
1.培养学生创造性思维。化学实验是培养学生创造性思维的最好载体,在化学实验课上,做“演示实验或分组实验”,教师可以设计一些问题,由浅入深、由表及里、循循善诱,适时点拨,逐步培养具体、全面、深入地认识物质及其变化的本质和内在的规律,使学生的思维从表面到本质,从感性认识到理性认识。2.激发学生的学习兴趣。兴趣是一种特殊的意识倾向,以趣味实验开头,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自然学科。化学实验在探究性学习中有着重要的作用,它是增强学生学习化学兴趣的催化剂。实验现象是千变万化的,是唤起学生学习兴趣的有效手段。初中学生刚刚接触化学,可以用千变万化的实验现象来激发学生。
二、如何优化初中化学实验
实践证明,增加实验是激发学生兴趣的有效方法之一。教师要通过实验现象把学生带入全新的科学世界,就要精心设计实验,做好课前准备。增加演示实验设计时要遵循以下原则。其一要对学生有启发作用,对突破重难点有帮助;其二是不要离学生的认知太远;其三要最大程度地让学生感受化学的奥妙。例如,演示“瓶吞鸡蛋”的实验时,在集满CO2的集气瓶中,注入NaOH溶液,迅速将一个煮熟去壳的鸡蛋放在瓶口,可看到鸡蛋会被逐渐“吞”进瓶内。演示“魔棒点灯”的实验时,在蒸发器中倒入少量的KMnO4,再滴几滴浓H2SO4,用玻璃棒搅拌后蘸取少量接触酒精灯的灯芯,酒精灯立刻被点着。这样既增添了课堂效果,又调动了学生的求知欲以及对化学学习的兴趣。1.调整教学结构。通常情况下,化学教学在上课第一周就开始一些实验基本操作,而此刻学生只停留在对仪器的认识阶段,这就要求教师要根据学生的现阶段特点,调整教学结构,而不急于转入理论知识的学习。如在教学中,可将下册教材中碱式碳酸铜的加热实验进行演示。先提示学生复习解答一组问题:怎样取用固态粉末?怎样固定试管?为什么试管口要略向下倾斜?怎样使用酒精灯?再出示事先准备好的装置图,观察后解决第二组问题:整个装置有何特点?如何将它们组装起来?第三步:提出具体要求,记录实验现象、总结实验结果,并指导学生做实验结束工作。2.转变学习方式。新课程理念要求各学科培养学生的创新能力,而培养学生的创新能力,化学学科有着得天独厚的条件。氢气的燃烧实验,常把氢气通过玻璃管然后点燃,燃烧时只观察到淡淡的黄色火焰而看不到淡蓝色,因为玻璃中含钠元素所影响的,可向学生如实相告。为了观察氢气燃烧的真实现象,可以设计出不用玻璃管,改用注射用的大号针头代替玻璃管,这样就可以观察的燃烧的真实现象,实验更直观、更富有吸引力,最重要的是训练培养了学生的创新思维能力。又如,氢气的燃烧爆炸创新演示实验:利用废弃的饮料塑料袋,把塑料袋的一角撕开装满水,用排水法收集约三分之二体积的氢气,然后把剩下的水倒出,用长的导线插入塑料袋内,导线的另一端与打火机相连。老师按动打火机,塑料袋内的氢气被点燃而发生爆炸,声音响亮又没有危险,现象非常明显。3.走教学结合之路。根据学校实验室条件可以把实验所用仪器分类陈列好。在仪器陈列的过程中,教师要根据实验的重要程度和有利于学生实验两方面提出主导性意见,帮助仪器管理员把仪器陈列得合理和科学。利用课余时间定期开放实验室,开放时要在教师的组织下,以班级为单位,每人带足学习用具集体到实验室,然后根据各人的复习计划,选好复习内容对照实验仪器,复习实验原理、方法步骤,有必要时可以自己动手做实验。4.利用现代教育手段。初中化学实验内容比较多,为了实现全面复习,可以采用现代教学手段———多媒体教学,唤起学生对具体实验的回忆和再认识。为此,可采取两种不同形式的教学方法,一是从网上搜集一些初中化学实验实况,根据复习需要进行剪辑、组合,用一定时间组织学生集中观看;另一方面,集中平时教学中的实验内容的幻灯片,针对复习内容适时集中播放。在播放过程中,教师可以对某些画面定格讲解或组织学生讨论。这样就防止了“看热闹“”走过场”等消极被动复习的局面,加深了全体学生对化学实验知识的认识和理解。5.指导学生实践。兴趣的激发提高了学生学习的主动性和积极性。我结合教学实际情况,指导学生进行社会调查。以上优化实验教学的几点策略只是笔者在实际教学中总结的经验,有不足之处还需要我们教师进行探索。作为化学工作者,我们应该充分利用各种资源,开展丰富多彩的实验活动,使化学实验在实施素质教育和创新教学过程中展示其应有的魅力。
本文作者:易亮宏工作单位:江西省寻乌县第三中学
二、在实验教学中应用多媒体技术,创新实验教学手段
在基础教育中,化学科学知识是学生认识世界、面向生活和自身发展不可缺少的知识,这些知识涉及面广,但难度适中或倾向简单,化学实验教学即有得于激发学生的学习兴趣,也有利于学习学生形成概念,获得化学知识,同时,也有利于培养学生观察能力,获得比较熟悉的实验技能,培养学生实事求是,严肃认真的科学态度(课标语)。在实验教学中应注意以下几点:
首先,在选择演示实验时,应以突出教学重、难点为前提,以符合直观、简单、安全、可靠为基本条件,以规范操作为保障,以帮助学生实验技能和科学态度及获取化学知识为目的。如在利用氧化汞分子分解示意图分析提示原子这一概念之前,如果演示一下氧化汞受热分解的实验,有利于学生以直观事实为依据分析问题,从而形成原子这一概念。
在演示实验观察过程中,应以指导学生正确的观察方法为主。一是要让学生明确观察的目的性,弄清“看什么”,而后再观察,以免学生把化学实验当作“好玩儿”,克服学生对化学实验的盲目性;二是指导学生即全面观察,同时又要分清主次。如镁带燃烧,要让学生既观察镁带燃烧发出的强光,同时主要要求学生观察生成物的颜色,以便为后面化学变化这一概念的形成打下基础。最后,在可能的情况下,调动多种感官进行观察,更重要的是将观察与思维联系起来。如铁钉生锈的实验,实际上是给出了三种假设:1、铁钉的一部分浸没在蒸馏水中;2、铁钉全部浸没在植物油里;3、铁钉置放于干燥的空气中。通过观察:1、中铁钉生锈;2、3中铁钉未生锈。通过比较、分析、讨论,最后总结出铁钉在水和空气同时存在的条件下最容易生锈。这样,有利于通过实验培养学生的思维能力及分析、解决问题的能力。
其次,学生实验和简单实验设计及实验习题是学生实验技能形成很好的途径。
根据心理学的研究,技能是近乎自动化的动作,是通过练习形成的。因此,应尽可能创造条件,让学生有足够的练习机会。而且每次实验课要让学生认真准备、参与及总结。
心理学研究表明,技能的形成过程是有阶段性的。那么,学生实验必须以化学基础知识为基础。因此,应尽可能随教学进度拟好循序渐进训练计划。简单实验设计及实验习题要求更高,但有助于学生的自我发展。设计方案或解题途径适应尽可能让学生拓宽思路,寻找多渠道解决途径,再引导学生从环保、经济等多角度考虑,从而选择最佳方案或途径。这方面的训练阶段的知识或化学实验结束之后进行,同时难度要适中。如学完氧气有关知识后。可以让学生总结鉴别氧气的方法,学生可以列出以下方法:1、带火星的木条;2、燃着的木条;3、点燃的硫等。此时,可引导学生分析:方法3不用,因为硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体,污染空气,对人体有害。1、2理论上都可以用,但1比2更简单、方便,因此,方法1为最佳。可以提醒学生,如果同时鉴别几种气体,通常用方法2。
最后,学生实验规范化也很重要。对学生操作不正确,应给予及时纠正,以防止学生形成错误操作习惯。因此,对学生的规范操作必须严格要求。特别学生学习实验基本操作时,应鼓励学生按规范操作多练习几次。相互监督,相互纠错。而且教师还要善于分析学生发生错误的根源,以便“对症下药”。
学生实验结束之后,总结很有必要。以便让学生改正错误,发扬优点。另外,指导学生认真填写实验报告,有利于实验技能及化学知识的内化。
二、实验教学中的思想品质素质教育
通过化学实验,可以结合实验注意事项对学生进行安全教育,环保意识教育,爱护公物,热爱劳动、节约药品,水等教育。通过与化学实验相关的化学家的故事,可以对学生进行爱学习,爱科学及爱国主义等教育。如利用道尔顿幼年家境贫寒,12岁便挑起了生活重担,但他坚持自学最后提出了科学的原子论的故事,激发学生在学习过程中要不怕挫折、不断努力。
三、实验教学中的身心素质教育
在演示实验中,通过教师从容不迫,紧张有序的示范,可以教育并帮助学生在紧张有序的思维活动中形成良好的心理素质;通过实验提供的氛围以及围绕对实验浓厚兴趣,学生的思维方式不受限制,也有助于学生形成良好的心理素质。同时,通过独立操作实验,也可以起到培养学生良好的心理素质的作用,通过分组实验,学生团结协作,共同完成实验,共同完成和讨论实验现象、结论,有利于培养学生的合作精神。实验的成功,特别是简单实验设计或实验习题,学生可以从中体验到成功的喜悦,成就感会使他们更加努力,更加勤奋。反之,失败之后,在教师的指导下或同学的帮助下,找到失败的原因而重获成功,会带给学生更大的喜悦,使他们对战胜挫折充满信心,有利于培养学生坚韧不抜的性格。
四、化学实验中的审美素质能力
二、开发家庭小实验
实践证明,家庭小实验的引入可以让课堂活动延伸到课外,其对培养学生学习的积极性、深化知识与技能、提升智力有着一定的作用.例如,笔者第一次布置“绪言课”的家庭小实验:观察蜡烛的色态、构造和点燃蜡烛时候的现象,且和课文习题结合作为家庭作业的时候,学生感到非常新奇.第二次布置家庭小实验:用玻璃杯、饭碗与小蜡烛来测定空气中氧气的含量,学生逐渐产生了兴趣,大部分学生在家里操作了这一实验,部分学生获得成功,有的失败了.等到第二天学生一回到课堂上就七嘴八舌咨询老师,通过简单的解释与指导之后,一些学生回家又一次做了这一实验,在其获得成功之后,兴奋不已,对化学课程的兴趣也受到强化.以至于后来,在笔者做实验演示时,学生就要问:“老师,家里可不可以做呢?”结合课堂知识内容,除布置学生完成课文中所设置的家庭小实验之外,笔者还添加一些富有生活气息,与所学化学内容密切联系,且在家里可以找到素材进行独立完成的家庭小实验,作为学生的家庭作业.这些家庭小实验,按照课程进度相应地布置给学生完成.很多学生都乐此不疲,兴趣黯然.在学生每做一次家庭小实验后,笔者便会在第二天给他们提供阐述成果的机会,和全班同学一起分享探索的快乐.家庭小实验的布置与开发,不但能够丰富学生课外生活,让学生拓宽视野,发展他们的动手操作能力以及观察分析的能力,而且还因为家庭小实验和课程内容的同步,对化学知识的掌握与巩固也起到了推动作用.例如,笔者将课本“铁钉生锈”演示实验中的(1)作为家庭小实验,在上课前的一星期布置给班上学生到家里完成.等到对“铁的性质”这一内容进行教学时,笔者把实验室事先已做好了的铁钉生锈实验的三支试管呈现给学生看,同时引导学生将其和自己在家里做的小实验的结果进行对照,他们很快就领会到“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应,生成铁锈”的现象.接下来引导学生想一想:一半浸到水里的铁钉,锈斑最为明显的是哪一个部分,原因是什么?引导学生对课本问题进行讨论:想一想,铁在什么情况下最容易生锈?展开探索,进而对铁钉生锈的原因以及预防铁钉生锈的办法有更深刻的理解.
二、运用实验培养学生科学探究能力
新课改倡导自主合作探究式学习方式,提出要实现以学生为中心的主体参与与主动构建,彻底改变以往以教师为中心,学生被动参与、机械接受的灌输式教学,让学生在主动探究中成为学习的主人、知识的主动构建者。实验是重要的教学内容,同时也是主要的学习手段,整个化学科学的发展全部都是建立在实验的基础之上。开展学生探究性实验,可以发挥学生学习的主观能动性,让学生充分运用所学来探索未知,在探究中形成概念、理解定理,增强学生的科学探究意识,掌握相关的实验技能,从而让学生掌握学习化学、探索未知的重要手段———实验。为此在教学中我们不仅要重视教师演示实验,更要重视学生的探究性实验,要给予学生更多亲自动手的机会,在实验中增强学生的科学探究意识。
三、运用实验培养学生化学思维能力
培养学生化学思维能力这是新课改下化学教学的重要目标。实验在培养学生思维能力方面具有特殊功效。
(一)演示实验中巧妙设问,激活学生的思维
教师在做演示实验时,不能只是让学生观察,更要通过一系列巧妙的、富有探索性的问题,来激活学生的思维,由浅入深、由易到难、由表及里,将学生的思维引向深处。这样可以让学生通过观察与思考来获取大量感性认知,并上升为理性认知,从而使学生的思维从表象到本质,让学生更加客观而全面地认识事物的本质属性与内在规律。如电解水的实验,通过教师的演示来向学生介绍装置的结构、实验仪器等,在实验过程中让学生认真观察、思考如下问题:水的导电性如何?什么溶液是导体?如何增强水的导电性?实验刚开始,两极有什么现象?之后两极所产生的气体体积比是多少;两极所产生的气体分别是什么、如何来检验。随着问题的深入,学生的思维更活跃,此时再加以教师必要的启发,学生自然可以达到对知识的深入理解。
(二)探究实验中亲自动手,培养学生的思维
心理学家皮亚杰说过:“儿童的思维是从动作开始的,切断动作与思维的联系,思维就不能得到发展。”培养学生的思维离不开学生的亲自动手,通过探究性实验可以让学生主动动手操作,积极动脑思考,真正实现了手与脑的共同参与与协调发展,这样既可以提高学生的实践操作水平,同时更能培养学生的思维能力。如对蜡烛及其燃烧的探究的实验,我们可以引导学生提出各种假设,并设计实验方案来进行操作来验证。这样将学生的动手与动脑结合起来,让学生敢想、敢做,敢于创新、善于质疑,而不是在教师所设定的条框内机械进行,这样更加利于学生思维能力的培养。
四、运用实验加强学生对知识的理解
化学概念与定理的形成是建立在无数次实验基础之上,要想让学生真正地理解知识,知其然更知其所以然就必须要再现知识形成全过程,这样学生才能由表及里,达到对这些基本概念与定理的深层次理解与掌握。而实验正是为学生提供了良好的平台与载体。在以往的教学中我们往往只是采用机械的讲解,试图将这些现成的结论型知识塞进学生的大脑,学生只是机械记忆,只会背诵理论条款,而并不能真正地用于解决现实问题。而通过实验可以再现科学家发现真理全过程,让学生亲身经历一次次形成,让学生从中进行发现与创造,这样不仅可以让学生真正理解这些概念与定理,而且更可以灵活地运用,让学生自主地发现,去创造,促进学生知识与技能的全面提高。
二、学生实验违规行为应对策略
1.面对错误,分析原因教师要能够正确地面对学生的违规,贵在“疏”而不在于“堵”,在一定的范围内激励学生的这种违规,使学生的违规能够得到充分的暴露;然后通过学生的反思评价,在正误交锋中,让学生进行深入的交流、讨论、思考探究,使学生能够从本质上知错、改错,加深学生对所学内容的理解,从而得到正确、规范的操作.例如在对“除去粗盐中难溶性杂质”实验时,在取用药品时,有的学生将有少量的氯化钠固体洒落实验桌;在过滤时,有的学生嫌太慢不时的用玻璃棒搅拌一下;在加热蒸发时,有的学生会停止加热看看以后再继续加热,学生的动手经验不足、惧怕紧张的心理,使学生不能将所学的知识与实际的操作相联系起来;加上有的学生就想看看违规操作后的结果如何.教师要能够“包容”学生的这些违规操作,及时地建立小组来讨论其中的原因,提出改进的措施建立规范、正确的操作.通过这样的反思,加深了学生对违规操作的认识,增加了学生对实验的掌控能力,帮助学生总结了整个实验操作过程,做到了心中有数,一定程度上避免了因紧张出现的错误.
由于长期以来受到应试教育理念的影响,许多学生在进行初中化学学习的过程中存在重理论轻实验的观念.学生对于化学实验的学习不够重视,主要体现为学生在进行化学实验学习时常常抱着一种走马观花的心态,化学实验课堂上学生很少参与进来,学生也很少在课堂教学的过程中进行课堂提问.一部分学生甚至认为初中化学实验教学只是走个过场,并没有真正地将注意力投入到课堂上.
对策:教师在进行初中化学实验教学的过程中应当加强对学生实验意识的培养, 加强学生对化学实验的重视,让学生了解到化学实验的重要性.具体而言,教师在进行初中化学实验教学时可以采取实验结合理论的教学方式,通过化学实验的方式对一些理论知识进行讲解,让学生了解到化学是一门以实验为基础的科学,许多化学理论知识的获取都源于化学实验,让学生重视化学实验学习.例如在进行《常见的酸、碱、盐》中“中和反应”实验教学时,教师可以首先引入生活实例“农业上可以用熟石灰来降低土壤的酸性,改良土壤结构”提高学生对“中和反应”实验的重视度,在进行原理讲解“由于有机物在分解的过程中会生成有机酸,矿物的风化也可能产生酸性物质,空气污染造成酸雨,也会导致一些地方的土壤呈酸性,这些都不利于作物的生长.施用适量的碱,能中和土壤里的酸性物质,使土壤适合作物生长,并促进微生物的繁殖.”让学生了解到化学实验的重要性,再引入实验“中和反应”的教学.
二、学生化学实验动手能力较差,缺少实验体验
一些教师在进行初中化学教学时过于功利主义,过于看重名利,过于注重教学结果而忽视了教学的过程.许多教师在进行初中化学实验教学一贯主张以“讲实验”为主,认为“讲实验”比“做实验”更具有实效性,认为通过讲实验能够有效地提升实验课堂教学的效率.然而这种急功近利的教学方式忽视了实验教学过程的重要性,忽视了对学生动手实验能力的培养,使得学生缺少实验体验,学生通过化学实验学习并没有具备基本的实验动手能力,不利于学生实验能力的提高.
对策:教师在进行初中化学实验教学时要加强对学生实验动手能力的培养,教学活动由传统的以教师为中心转变为以学生为中心,在进行实验教学的过程中多引导学生动手实验,多给予学生体验实验的机会,加强对学生基础实验能力的培养,提高学生的动手实验能力,让学生通过动手实验获取更为感性的知识认知.例如在进行《金属与金属矿物》的教学时,教师可以让学生分组进行“金属与氧气反应”实验,各个小组采取合作学习的方式分别把铁片、铝片和铜片的表面用砂纸擦亮,然后按课本所列的项目进行实验,记录观察到的现象,概括实验结论.通过让学生亲自实验的方式,加强学生的实验体验.
三、初中化学实验教学缺乏探究,内容过于依赖教材
大部分初中化学教师在进行初中化学实验教学时,往往存在过于依赖于实验教材,过于局限于教材内容的现象.这种教学模式在很大程度上阻碍了学生探究精神、创新精神的培养.尤其是一些教师在进行化学实验教学时完全是按照教材内容按部就班完全地重复教材,这种教学方式下学生思维并没有被有效地调动起来,学生缺乏自主思考、自主探究问题的空间.这也使得学生对于初中化学实验学习缺乏兴趣,在进行化学实验学习时过于被动,过于依赖教师对实验的讲解,缺乏自主意识,缺乏自主探究性精神.
对策:初中化学实验是一门以实验为基础的科学,因此化学实验教学更应强调对学生探究性精神的培养,更为注重对学生自主学习能力的培养.所以教师在进行化学实验教学时应当要多引入一些探究性学习内容,打破教材内容的局限性,加强对学生探究性学习能力的培养.例如在进行《金属与金属矿物》的教学时,教师在引导学生进行“金属与水的反应”实验时,教师可以提出探究性问题“这两个反应都产生气体,这种气体是我们曾认识的氢气.氧气和二氧化碳之一,你认为可能是哪种气体?为什么?如何验证?”引导学生设计化学实验方案,对反应产物进行实验验证.
四、化学实验教学设备较为缺乏,实验条件较差