时间:2022-02-07 09:53:49
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇化学实验教学创新范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
分析化学是高师化学各专业的必修基础课,是一门实践性很强的学科。在分析化学中,实验教学和理论教学具有同等重要的地位,是相辅相成的关系…。分析化学实验教学不仅要培养学生的实验兴趣,调动学生学习积极性,深刻理解所学的内容,牢固掌握基本操作,还要注重培养学生严谨的科学态度、创新意识和创新能力等综合素质。分析化学实验有着其他教学环节和实验无法替代的作用。
然而,从以往的教学效果看,分析化学实验教学中存在一些问题,以致学生对分析化学实验课未能给予应有的重视,只是基本完成教学目标,难以在实验教学中培养学生的综合素质。根据我们近几年的教学实践,通过以下几种途径可以明显提高分析化学实验教学质量和学生的综合素质。
一、采用多媒体教学。增加实验教学的趣味性和科学性。培养学生的实验兴趣。
分析化学实验对规范性操作要求很严,仅靠上课时教师演示难以保证教学效果。近两年对于分析天平的使用、容量器皿的基本操作、分光光度计的使用等内容首先通过多媒体教学将规范的操作等程序采用录像、电脑动画等直观的形式加以演示,将复杂的、枯燥的操作技能,在多媒体教学中得到深刻的理解,使学生在轻松氛围中掌握规范性操作的具体要求,实验时学生做起来就会得心应手,大大提高了实验效率。教师可以利用暂停键停止播放,有针对性地进行重点讲解,启发学生思考不按规范操作可能导致怎样的误差,让学生不仅知其然而且知其所以然。例如对于半滴的操作,用酸式滴定管时是轻轻转动旋塞,使溶液悬挂在出口管嘴上,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再用洗瓶吹洗。加入半滴后颜色变化正好,到达滴定终点。若向此溶液中再加半滴,溶液颜色加深,滴定明显过量。通过多加半滴后颜色变化,让学生真正认识到分析化学实验对“量”的严格要求,从而能在实验中严格控制滴加量,减少实验误差。对滴定终点的判断,可以缓慢展示变色过程,并呈现出逼真的终点颜色,便于学生快速掌握滴定方法和要领。通过多媒体教学,学生深刻地体会到分析化学实验与无机化学实验具体要求的不同,加深了对“量”的概念的认识,提高了学生的实验兴趣。
二、耐心细致地指导,并进行阶段性检查,使学生牢固掌握基本操作技能
分析化学实验有着严格规范的操作要求,这是获得准确分析结果的最基本保证。没有规范的操作技能训练和扎实的专业理论知识储备,就不可能有很强的实验能力。加强学生操作技能训练和专业理论知识储备是提高学生实验能力的关键因素引。
在进行新的实验课程之前,不是立即开展正规的实验活动,而是先进行基本操作训练,训练过程中,要求教师有高度的责任心,仔细观察学生的操作,耐心指导操作不规范的同学。建构主义学习理论虽然强调学生建构意义的主动性,但是教师的引导和帮助的作用也是必不可少的,它们是一个问题的两个方面,相辅相成,缺一不可。教师是教学过程的指导者与组织者,意义建构的帮助者、引导者与促进者。在实验教学过程中,需要教师具备与实验内容相一致的活动经验和经历,具备能够提供符合实验要求的示范性结果。因此,教师必须努力实践,提高自身的专业素质,以具备组织设计和实施实验教学、创造性地开展实验教学活动的能力。例如很多学生开始使用碱式滴定管时,滴定结束时管尖部分有气泡,此时指导教师可以现场演示操作方法,要强调用拇指和食指捏玻璃珠的上半部乳胶管,向右边挤乳胶管,使玻璃珠移至手心一侧,这样停止滴定时管尖部分就不会有气泡。教师演示完后再让学生操作,学生能理解规范操作的必要性并能较快地掌握操作要点。提前通知学生在天平称量和滴定分析基本操作实验完成后,将进行阶段性测验,检查学生对分析化学实验规范操作的掌握情况,检测不合格的学生将不允许做下一轮实验,在这种压力下,学生几乎都会自觉地严格要求自己,认真按照规范性操作的要求去练习,直至熟练掌握规范性操作,从而养成严谨的实验习惯。
为使学生能牢固地掌握分析化学实验的基本操作,在经过前期酸碱滴定和络合滴定实验的基础上,设置了分析化学实验期中基本功检查项目,通过检查了解学生的实际操作水平,是否达到预期目标,实验中还有哪些不足,以便在后续的实验中加强训练和补救,促使学生能养成规范的操作习惯,养成良好的工作作风和严谨的科学态度。分析化学实验基本功检查是根据前期实验的内容设计的,根据分析化学实验的具体特点,我们对实验操作评分标准进行了具体规定,让学生了解,在实验过程中老师不停地巡视。发现错误后,教师及时记录下来,在学生实验结束后进行及时指导,这样学生很清楚自己的不足,有利于日后有针对性地训练。
实践证明,实验课教师耐心细致地指导,并进行阶段性检查和期中基本功检查,有利于学生养成规范的操作习惯、良好的工作作风和严谨的科学态度,确保学生牢固掌握基本操作技能。在2008年我校本科教学评估时,专家随机抽取十位大三的学生做分析化学实验,学生的规范操作和很强的动手能力给专家们留下了深刻的印象。
三、利用建构主义理论。培养学生的创新意识和创新能力
建构主义理论强调意义构建是学习的本质和最终目的,强调学习的情景性,即在真实世界中建构知识意义、学会解决问题的方法。其主要思想为:学生是意义构建的主体,在实验教学中,突出学生的主体地位,铺设解决问题的阶梯,从实验中提炼问题,又能设计一些将新知识应用于实践的实例,从而给学生解决实际问题的机会,使学生的认知不断“同化”和“顺应”,从而达到对所学理论的理解、掌握和应用,培养学生的创新能力,提高实验教学的质量。如在进行设计性实验“混合碱分析”教学时,学生通过查阅文献、理论计算和粗测等手段制定实验方案。在选用双指示剂法时,他们发现了很多问题,如第一计量点pH值由NaHCO,决定,酚酞在其中应显何色?能否从理论上加以判断?不同版本的教材中,对第一终点颜色的描述不尽相同,有的要求滴定至无色-5],有的要求滴定至微红色J,究竟应滴定至什么颜色?实验中应如何解决这样的问题?对于前两个问题,学生通过计算NaHCO水溶液的pH值从而加以判断(理论计算pH=8.13),也能想到配制NaHCO,溶液,于是将课前配制的25mL0.05mol·L的NaHCO溶液拿出,现场加入了2滴酚酞,此时溶液显无色,说明第一终点的颜色为无色。约2小时以后,细心的学生发现NaHCO水溶液中酚酞的颜色已经变成了浅粉色。学生非常好奇,提出问题:酚酞在NaH—CO水溶液中为什么会变色?变色的原因是什么?我们鼓励学生课后查阅资料或做实验解释其中的原因。最后经实验证明:NaHCO,水溶液的pH值会随放置时间的延长而增加,因而酚酞的颜色会加深。pH值增加的原因是NaHCO的聚合。
在实验过程中要求学生认真观察实验现象,并引导学生通过实验现象发现实验中的问题,改进实验方案,最终完成整个实验。这样不仅提高了学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力,更重要的是引导学生在实验过程中不断思考问题,拓宽知识面,培养学生的科学思维能力和创新意识。创新意识和创新型人才的培养是本科教学的一个长期的系统的改革过程,是大学本科教育提高教学质量的一个核心问题¨。
四、开辟第二课堂,提高学生综合素质
一、实验教学中培养创新意识
1.创新演示实验,激发创新意识
化学教师应当创新演示实验,使学生在掌握化学知识的同时,激发创新意识.如在演示浓硫酸溶于水的实验时,可以改成在带有胶头滴管的双孔橡皮塞的广口瓶里装水,右端连接装有水的U型管,然后通过滴管滴加浓硫酸,这样的实验创新之处在于,它摆脱了用温度计测量温度的陈旧模式,且与物理知识结合,让学生开动了脑筋,在学科综合训练的模式下有更多收获.
2.创设自主探究的教学情境,培养学生创新精神
提出一个有价值的问题往往比解决问题更重要,因此在日常的教学过程中教师应尽量多创设一些自主探究的教学情境,让学生在自行设计实验的过程中发现问题,提出问题,再通过分析、实验、观察来解决问题.
3.积极开展家庭小实验,培养学生的创新精神和实践能力
家庭小实验简单易行,不仅可以帮助学生巩固所学的知识,而且可以培养学生的动手、动脑及分析问题的能力,对培养学生的创新精神和实践能力也有着积极的意义.因此,教师应当在平时要求并督促学生开展一些自制简易净水器等家庭小实验,提供一些必要的药品或仪器,甚至可开放实验室让学生做部分家庭小实验.
二、实验教学中培养学生创新思维
1.激发学生创新欲望
教师应当根据教学内容创设情境激发学生创新欲望,以调动学生的积极性.
例如,在讲“二氧化碳的性质”时,教师可拿出一瓶内有二氧化碳的饮料,连向学生发出三问:你怎么能确定其中溶有二氧化碳呢?由饮料你还能想到什么?如何用实验证明二氧化碳能溶于水?学生的积极性被调动起来,用了很多方法,最终达到一致意见:取两瓶内盛等量水的塑料瓶,一瓶中充入二氧化碳,另一瓶中冲入空气,充分振荡,观察两瓶中的现象,从而得出结论.
2.给学生创新思维提供支架
在化学实验教学中,为了达到培养学生创新思维能力的目的,教师要避免大包大办,传授知识的同时再给学生提供一个支架,使他们的创新思维能力得到锻炼,使学生能将已有的知识顺着支架编织成知识网,自主学习.
3.提高探究创新能力
实验教学的另一个重点内容是培养学生的独立思考能力和创造能力,这就要求教师不能仅仅让学生简单机械地重复课本中原有的实验,教师要根据实验室既有的器材,对实验提出新的要求,引导学生大胆探究,设计实验完善方案.
三、创新化学实验教学模式
1. 创新实验教学的内容和形式
初中化学难度中等,程度较好的学生大致根据书本就能理解相关知识,因此,要想培养学生的创新意识与能力,教师必须对实验教学的内容和形式进行创新.
2 创新实验教学的主体
二、目标及方法
1.研究目标
通过研究,寻找和发现实验教学设计与学生创新能力培养之间的关系,我总结出了实验教学在化学教学中的作用,探索创新人才培养的方法和途径;通过重新认识化学实验教学在高中化学教学中的特殊地位,帮助我们提高实验教学设计的能力和方法,帮助广大教师以实验为载体培养学生的创新意识。
2.研究方法
本研究主要采用调查研究法、实验研究法、比较研究法和行动研究法。
三、研究过程
经过课题组老师四年多的研究,取得了一些成果,下面对课题研究过程进行一个简要综述。
1.高中化学教学中实验教学的现状调查与分析
(1)我们对淮安市部分初三、高一、高二、高三学生进行了有关化学学习兴趣的问卷调查,结果是,初三学生中有93%对化学感兴趣,高一学生中有75.3%对化学感兴趣,高二学生中有46.5%对化学感兴趣,高三学生中有24.1%对化学感兴趣。并且在对化学感兴趣的同学作进一步调查时发现,他们对化学感兴趣的原因主要是喜欢化学实验。
(2)现行化学教材特别是中学化学教材中的部分实验还不完善,不适应教育、教学发展的需要,具体表现在:①实验装置、实验操作比较复杂,容易失败;②某些实验的现象不够明显;③某些实验在安全性能和环保性能上比较差;④某些实验的内容、方法、手段较为陈旧;⑤某些实验缺乏学科之间的联系,不能体现化学在生产、生活中的应用,不能满足当今科技发展的需要。
(3)在实际教学工作中,实验教学的设计创新问题多数停留在观念上,真正去实践并加以研究的人并不多。究其原因,一是传统的以课本为标准的观念在我们的头脑中仍然根深蒂固,很多时候人们不愿课本,不愿重建新的实验模型,就是对课本实验的改进,也认为是为了考试出题的需要,从观念上也未转变到对实验设计的创新上来。二是受现行高考制度的制约,师生的精力主要投入到研究考题、进行训练中去了,使得研究实验教学方法创新的人越来越少。
2.研究课本实验找出存在的问题并提出改进方案
只有创新型的教师才能培养出创新型的学生。教师新颖的实验设计、对实验装置的改进与创新,对学生有很强的感染力,会不知不觉地在学生的心田播下创新的种子。而且,通过反复研究、讨论,我们对所提方案进行筛选、完善,并在实验室进行实验,形成相对优化的方案。
3.改革实验教学方法培养学生实验能力、创新能力
(1)利用典型的实验史实,培养学生的创新人格。化学科学发展史本身就是一部无数科学家艰苦奋斗、不断实践、不断创新的历史,展示中外化学家锐意进取、勇于探索、知难而进的创新精神,对学生具有很强的感染力。例如:居里夫妇为了从半吨重的沥青铀矿矿渣中提取纯镭化合物,在破旧阴冷潮湿的厂棚实验室里,每天用酸处理矿渣,并日夜奔走在几百个蒸发皿之间进行重结晶操作,在这样艰难困苦的条件下整整工作了四年,才分离出0.1 g氯化镭。
(2)设计实验问题培养学生的创新思维能力。例如在氯化氢的喷泉实验中,我们通过设计相关问题,来引导学生思考。
①形成喷泉实验的原理是什么?若实验失败,其可能的原因是什么?实验成功的关键是什么?
②喷泉实验对气体和溶液有什么要求?
③教材中喷泉装置中的胶头滴管有什么作用?在实际操作中,此胶头滴管吸满水且需用双孔塞,易造成装置漏气导致实验失败。若不用胶头滴管,其他部位不变,能否形成喷泉?若能形成喷泉应怎样操作?
(3)增加学生做实验的机会,培养学生创新技能。我们提倡增设一些确实能有利于学生探究新知、发展实践能力的学生实验。例如通过镁与盐酸反应放出大量热的实验认识氢分子共价键的形成过程。要打破学生实验“照方抓药”的实验习惯,就应对实验内容进行调整,适当增加具有趣味性、应用性、创新性的内容,增加学生自选试剂、自己组装实验装置并完成实验的实践机会。如在铝和氢氧化铝的化学性质实验中增加铝线“长毛”、铝热剂焊接铁制品、自制明矾净水剂等。实验改革不仅要让尽量多的学生多做几个实验,关键是要创设“追根究底”,设计新的实验,解决“异常”的实验问题和学生最关心的问题的情境,以此唤起学生的创新精神,发展他们的创新技能和动手解决实际问题的实践能力。
4.总结得失,提高教师课堂教学能力
教师对化学实验的热爱和执著追求、精湛的实验技术、丰硕的实验创新成果、高超的教学艺术与化学实验的魅力、化学家的实验创新精神的完美结合,将会吸引更多学生热爱化学学习乃至倾心投入化学科学的怀抱。有不少化学家就是在中学阶段受到执教老师的感染和化学实验特有的魅力吸引而走上终身研究化学科学之路的。通过几年的研究与探索,我们找到了一些实验教学的新途径、新方法,在提高学生实践能力、创新能力、科学素养的同时,教师自身对化学教学的理解水平和执教水平也得到了明显的提高,创新意识和创新能力也有了长足的进步。
四、研究结果
1.学生实验能力明显提高
近几年我校学生在省级实验考查中化学学科通过率为100%,高三学生在综合科会考中通过率均超过95%。
2.学生创新能力得到了培养
在各级各类统考中,学生的化学成绩进步明显,其中实验题得分逐年提高。学生参加中学生化学学科奥林匹克竞赛取得了很好的名次,这也得益于化学实验教学对学生创新思维和创新能力的培养。学生完成家庭小实验、实验探究课题的能力及学习化学的兴趣比以前也有了明显提高。
3.本课题的研究帮助教师提高教学水平和专业知识
教师重新认识化学实验教学在高中化学教学中的特殊地位,帮助我们提高实验教学设计的能力,帮助广大教师在以实验为载体培养学生创新意识和创造能力的同时实现自身的专业成长。有多位老师撰写的有关实验教学创新研究的论文在各级各类报纸杂志上发表,或在各类论文竞赛中获奖;许多教师在市县级化学实验技能比赛中获奖。
4.坚持边研究、边实验、边推广的研究思路
先后多次在教研组、学校、县、市等范围内开设有关实验教学创新的观摩课、研究课、示范课,受到了专家、领导及同行的一致好评,取得了令人满意的效果。
五、结论与展望
1.研究结论
通过对人教社2006年5月第2版的高一、高二化学新教材的实验进行系统研究,使我们清楚地认识到优化实验设计,改革实验教学方法,可以实现学生的实验能力、实践能力和创新能力的培养,可以更加充分地发挥化学实验的教育教学价值。
2.研究展望
由于课题组成员皆为一线教师,平时工作繁忙,用于课题研究的时间相对不足,加上理论水平欠缺,搞课题研究的经验相对薄弱,影响了研究的进度和质量。另外,在本课题研究的过程中,我们只解决了部分问题,还有许多问题有待我们进一步去研究,比如怎样进行实验习题的教学创新?怎样在实验教学中发挥科学探究的功能?怎样在更大范围内推广我们的研究成果等。
参考文献:
[1]冯守华.化学的黄金时代[J].谭持恒,译.化学通报,1998(7).
[2]刘怀乐.中学化学实验与教学研究[M].重庆:西南师范大学出版社,1996.
[3]孙志宽.中学化学实验教学研究[M].杭州大学出版社,1992.
1.教学观念落后,教学内容安排不当
由于长期受传统教学模式的影响,当前仍有一些教师的教学观念和教学方法比较落后,对实验教学不够重视,有些教师认为实验课太耗费时间,就将“做实验”上成“讲实验”,教师在黑板上讲实验过程,学生背实验原理,这样就弱化了化学实验的作用和价值,背离了化学学科的初衷和宗旨.另外,为了配合新课程改革的需要,教育部门不断缩小课时量,强调规范办学,化学实验课时量就更少.
2.教学方法单一
据调查,大多数学生对化学实验很感兴趣,希望自己动手操作.当然,不同层次的学生具有的化学实验能力也不同,但在教学过程中,化学教师采取统一的教学方法,缺乏实践性和创新性,没有从学生的实际情况出发,设置不同层次的教学内容,这些都在一定程度上影响了学生创新能力和实践能力的培养.
二、改革和创新高中化学实验教学方法
1.实施问题式教学模式,引发学生的探究欲望
问题式教学在高中化学实验教学中有重要作用,有利于激发学生的学习兴趣,培养学生思考问题、解决问题的能力.在实际运用时,要注意一些技巧,通过对旧知识的提问引出新知识.
例如,在讲“铵盐的性质”时,可以通过学过的氨气的实验室制法链接新知识:在实验室制取氨气时,能用硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、磷酸铵来代替氯化铵吗?这样一个小小的疑问,就能促使学生集中精力投入到新知识的学习中.
有些新颖的提问,还能激发学生主动学习和探究知识的欲望.
例如,在讲“原电池”时,先让学生亲自实验,将铜片和锌片分别放入盛有稀硫酸的烧杯中,从而发现铜与稀硫酸不反应,而锌与稀硫酸发生反应.再用导线将铜片与锌片连接起来同时放入稀硫酸中,会发现铜片表面有大量气泡产生,而锌片表面却没有气泡.这个实验现象会引起学生极大的兴趣,同时学生会心生疑问:铜片表面的气泡是怎么回事?在学生迷惑时,教师让学生在铜片与锌片之间接入一个电流表,再做一次实验,电流表会显示出导线有电流通过,从而进一步引发学生的好奇心,活跃了学生的思维,收到意想不到的教学效果.
2.将现代信息技术融入到化学实验教学中,提高学生的学习兴趣
利用信息技术创设化学实验教学需要的情境,改变学生化学实验学习方法,将信息技术作为学习化学实验的一个有力工具,对于提高学生学习的积极性、促进学生主动学习和发展有重要作用.多媒体技术还能代替一些有毒或费时的实验.对于一些可见度不强的试管实验,也可以通过多媒体技术放大实验现象,让学生能清楚地观察到实验现象.
例如,在讲“碱金属与水反应”时,教材安排演示用钾和钠分别与水反应,实验证明钾要比钠活泼,教材还指名铷、铯与水发生反应会比钾还要剧烈,它们遇水后立即燃烧,甚至会爆炸.铷、铯与水反应的实验很危险,因此,教师可以通过多媒体技术播放相关的视频资料,通过声色并茂的视频,观察鲜明、生动的实验现象,使学生感受到化学实验的奇妙,从而有效激发学生学习化学实验的兴趣.因此,在化学教学过程中,教师要不断探索信息技术与操作实验的整合,达到优化化学实验教学的目的.
3.改进高中化学实验教学的评价方式
首先,教师要改变传统的结果性评价方式,加强对实验过程的形成性评价的重视,实施教师评价、学生自我评价、学生之间相互评价等多种评价方式.这就要求教师树立正确的、科学的化学实验教学评价观念.
1改革实验内容,增强综合性和设计性
生物化学实验课是随着生物化学理论发展起来的学科,独立的课程内容,对专业基础课程教学中发挥了重要的作用,但是现行的生物化学实验教学受到教学模式及经费不足等等因素的限制,教学内容一直未有大的改动,主要是利用分光光度测定技术和显色观察等方法进行组织样品中生物活性分子的含量测定,以及利用离心、沉淀等方法制备和分析生物样品中的活性分子。这些内容在80年代的教学科研中发挥了重要的作用,基本满足了当时本科教学的需要。但是随着科学技术的飞速发展,生物化学的研究内容和方向有了许多新的变化,大部分实验内容已经过时,与理论教学脱节现象也比较严重。同时以往的实验多是验证性的实验和教师演示性实验,激发不起同学们的学习和操作兴趣,不能满足学生的需求,更达不到素质教学的目的。因此,本学期针对这一弊病作出大胆改革尝试,并得到良好效果。增加综合性和设计性实验,适当减少验证性实验。比如:加入综合性实验动物DNA的提取和琼脂糖凝胶电泳,并在实验过程中提供多种动物肝脏材料,让学生自己设计实验。增加综合性实验植物过氧化物酶同工酶的聚丙烯酰胺的凝胶电泳,在实验过程中提供多种植物材料并对植物进行干旱和冷冻胁迫,增加综合性实验凝胶过滤分离血红蛋白。在实验课前让学生熟悉理论知识,上课前让学生设计实验过程,比如:过氧化氢酶活性测定的实验过程中,让学生根据自己所学酶的知识来使用强碱变性,强酸变性,加热变性等方法在一定催化反应时间后使酶变性失活。
2注重学科进展,加强与科研的联系
生物化学是生命科学各学科的交汇点,尤其是近数十年来,成为生命学科中发展最为迅速的一门学科。其理论与技术己渗透到与之相关的生命学科的各领域,而学生学习生物化学的最终目的,也是为探索生命科学服务。所以在实验教学的过程中,我们实验教师结合自己的科研课题和生物技术中心的老师交流,在教学过程中加以介绍生物化学实验技术发展和将科研进展在实验中介绍。并将结合我院与生物化学和分子生物学科研课题相关所有用到的实验内容及时引入的生物化学内容上,比如:增加综合性实验植物抗性相关酶测定(SOD、POD、CAT),植物DNA的提取及其分离测定,质粒的DNA的提取与鉴定。这些实验是目前科研前沿部分也是我院生物化学与分子生物学相关科研课题所要基础,开设这些实验能及时让学生了解科研动态,巩固生物化学理论知识,尽早的步入科研行列,对提高生命科学两个本科专业的学生的专业素质的非常必要的。
3革新实验教学手段,应用多媒体技术丰富实验课教学
化学是一门以实验为基础的自然学科。实验教学可以帮助学生形成概念、理解和巩固化学知识,培养学生观察现象、提出问题、分析问题和解决问题的能力;帮助学生掌握一些常用的化学学实验的基本技能,培养学生实事求是、严谨细致的科学态度和科学方法。实践告诉我们,化学实验教学中要始终坚持三个基本原则,即:客观性原则;严谨认真的原则;尊重学生,灵活引导的原则。
以前初中化学实验中大部分为演示实验,约占实验总数的90%以上。演示实验又以验证性实验为主,这种实验教学的常用模式是实验前教师明确讲清有关的知识点,将实验方案和步骤及注意事项明确地教给学生,再进行演示实验,然后把实验现象、结果与所讲授的新知识作对应比较,最后由教师或学生作概括总结。观察实验和做实验主要是对所学知识的应用和巩固,是为了进一步掌握已学的知识,书写实验报告时进行的概括、小结等也是为了更好地进行知识的整理、归纳,以便构成相关知识的网络体系,使之更有利于学生对知识点的记忆。在这些过程中学生一般只是被动地接受、巩固和检验知识,实验起的仅是帮助学生巩固和检验知识的作用。而条件差的一些学校,化学教师甚至采取讲实验背实验的方法完成实验教学,学生的考试成绩却不一定差。评价学校及化学教师的标准也主要是考试分数,所以化学实验教学一直处于次要地位,学生的动手能力及解决实际问题的创造力也未得到锻炼和培养。
以前的实验教学忽视了实验在情感领域和能力、方法领域的培养。实际上化学实验在激发学生学习兴趣、培养科学态度,培养观察能力、思维能力实验、设计能力、实践能力,训练科学方法等方面具有课堂讲授等其他手段不可替代的作用。
那么在当今如火如荼的课改中,我们该如何开展化学实验教学?如何改变过去单纯的教师讲学生听的现象?如何使化学实验教学变得丰富多彩?
一、引导学生多动脑筋,勤于思考,重视实验探究过程
探究性实验教学方式是以问题为核心的教学。这种实验教学方式,为学生提供了发现问题和解决问题的机会,与之对应的学习是始于问题,推进于问题,归结于问题,学生通过搜集、查阅大量的资料,寻求解决问题的途径;设计解决问题的实验方案;通过实验进行观察试验......最后经过自己的努力将问题解决。可见,探究式实验教学方式能促进学生自主地观察实验现象,从中发现问题并设计实验方案来解决它,激励他们用学过的知识来解决问题或发现新的规律等。在此过程中,学生的能力特别是创新能力得到了很大的发展。因此在实验教学中,学生的验证性实验向探究性实验的转变,对发展学生的多种能力,尤其是创新能力,具有更重要的意义。
二、以生为本,全面发展,调动学生的积极性和主动性
新课改侧重让学生用化学的视角去认识生活中的相关问题,引导学生主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究,发展学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力,以及交流与合作的能力,形成良好的情感态度与价值观。新课程着眼于学生的学习,以提高学生的科学素质为主旨,对每一个阶段学生的发展应达到的目标都提出了具体要求,强调学生的体验、体会、感受、经历。也就是说,突出学生在实验教学中的主体地位,真正成为实验的“主人”,而不是教师指挥下的“机器人”。
三、培养学生良好的习惯
初中化学教学是化学教育的启蒙阶段。初中学生好奇心强,他们学习化学的动机往往是以满足好奇心和感兴趣为主的。化学实验教学的首要任务是如何激发学生对学习化学的兴趣,并使这种“短暂”的兴趣能够稳定地保持并得以发展,从而提高他们学习化学的主动性和积极性。
学习的目的不仅在于获得知识,更重要的是理解和运用知识即智慧技能的获得,在化学教学中,最高级智慧技能的获得是高级规则的学习,高级规则的学习方式之一是发现学习,这是一个创造性解决问题的过程,奥苏伯尔和鲁滨逊认为这一过程的心理模式可分为四个阶段:
第一:创设问题的情景;
第二:明确问题的目的和条件;
第三:填补空隙过程,即已知条件和达到目标之间的一个认知空隙的填补。
第四:检验阶段,检验包括检查目标是否达到和推理的正确与否。
根据这个心理过程,实验是学生学习化学的一种策略,适当增加实验,改演示实验为学生实验或边讲边实验,它可以给学生一个五彩缤纷的世界,激发学生的好奇心,进而引发兴趣,最终转化为积极态度。改验证性实验为发现性实验,可有效的创设问题情境,或利用实验进行认知空间的填补,验证假设,使智力活动达到最佳状态。
实验可使学生在实践中知道化学与日常生活息息相关,与国民经济的发展同脉相承,也愿为之奋斗,所以加强化学与生活、生产的联系,是学科教育发展的趋势之一。
通过以上分析,我认为当前中学化学实验应实行如下改革:
一、增强实验与实际生活、生产的联系,并积极开展第二课堂活动
增强实验与实际生活的联系,让学生亲身体会化学在社会中的价值,在实践中应用化学原理、知识,做到学以致用。因此,一方面可加强原有实验与生活、生产的联系,另一方面可增强与实际生产、生活有联系的实验作为第二课堂学习的重要内容。
例:在讲授燃烧条件时,可演示两个实验:1.加热一个铜片,两边分别放一小块白磷和红磷,观察现象。2.在一烧杯中装满开水,放入几小块白磷,一边制取氧气,通过导气管对准白磷通入氧气。可看到白磷燃烧,水中出现火光。演示结束后,请学生思考:1.为什么铜片上的白磷能燃烧,红磷不能燃烧?2.水中的白磷需要什么条件才能燃烧?3.红磷能不能燃烧?接着再补充演示红磷燃烧的实验,将少量红磷放在铁纱网上,直接在酒精灯火焰上加热,请学生观察红磷在空气中燃烧的现象,然后指导学生阅读教材内容,归纳总结出燃烧的条件。最后帮助学生解开谜团“鬼火”,让学生不要相信迷信,与迷信活动作斗争。
二、变演示实验为并进实验,增强学生的动手能力
并进实验,它是教师讲授过程中引导学生自己做实验,观察现象,由于与课堂教学相结合,不仅在思想上,而且在行动上参与教学,既培养了学生的动手能力,又加强了学生的感知认识,促进了知识的掌握。 转贴于
例:教材中有些知识难点光靠教师在课堂上反复讲解,往往很难得到满意的效果。如初中化学中讲解实验室制二氧化碳所用的药品时,学生对可用块状大理石和稀盐酸反应制取,而不是用块状大理石和稀硫酸反应制取不理解,记不牢。针对这一难点可补充一组实验。讲到此处时,让学生做一组对照实验:在盛有大理石的两支试管中分别加入稀盐酸和稀硫酸,发现在加入稀盐酸的试管中大理石表面有大量气泡产生,直到块状固体反应完(稀盐酸足量),而在加入稀硫酸的试管中大理石表面开始时有少量气泡产生,但很快就没有气泡再产生(稀硫酸足量)。通过实验对比,再经教师解释反应很快停止的原因,学生就很容易接受,难点就能迎刃而解。
三、增加定量实验
关键词: 环保意识 绿色化学 操作简捷 节约型
初中科学中的化学实验,如何坚持绿色化学理念,开展绿色化学实验的探究与设计,进行绿色化学实验教学,实现化学实验绿色化,是社会对化学科学发展的新要求。他对于保持人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展意义重大。下面略举几例:
例一:白磷自燃
教科书八年级下册科学42页活动是这样做的:
1、取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装一小粒白磷,立即用钟罩盖住,你发现什么――
2、用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部深入罩内,通入氧气,你发现――。
3、小心地向水槽中加60~80摄氏度左右的热水,你发现――。
(一)笔者认为:
1、水槽和钟罩都太大、太重,需要的热水的量太该多,上课随堂实验不方便;
2、该实验还要把制取的氧气通入钟罩内,步骤太烦多、又太费时间;
3、啤酒瓶盖很浅,很容易被进水而沉入水中,使实验失败!
(二)笔者绿色实验创新改进:
(1)实验器材:
直径30x200mm的大试管带橡皮塞和15x150mm的小试管各一支,另加一只体积250ml的烧杯,镊子,白磷,热水温度与改进前的一样,60~80摄氏度。
(2)操作步骤:
1、先用镊子在装白磷瓶子的水中各取出两小粒白磷,分别装入大、小两支试管的底部。
2、用拇、食两指同时捏住两支试管,竖直在空气中;
让学生观察1~2分钟,没有发现白磷燃烧。
3、教师向学生解说原因:大试管中虽然空间大,空气多,氧气充分,但白磷温度没有达到着火点(40摄氏度),所以不能燃烧;
4、在刚才准备好的烧杯中倒入半杯左右60~80摄氏度的热水;
5、立即把刚才装有白磷的两支试管同时竖直浸入该热水中,(注意:两试管底部距杯底一厘米左右);
(3)实验现象:
1、过一分钟左右,发现大试管中白磷就自发地燃烧起来,当五氧化二磷白烟将冒出试管口时,立即用大试管塞塞紧管口,(并说明其原因:防止五氧化二磷白烟溢出管口而污染环境)。2、这时教师应向学生解说大试管中白磷:1、既有充分的氧气;2、温度达到了着火点,所以就自发地燃烧起来了;而小试管中白磷还是没燃烧,是因为小试管里白磷温度虽然也达到了着火点,但小试管里空间小,空气少,氧气不充分,所以不燃烧。
(3)实验结论:
可燃物燃烧必须要同时满足下面两个条件:1、要有充分的氧气2、温度达到着火点。
(三)实验优点:
1、按本实验操作不需制取氧气;
2、省略了笨重的玻璃水槽和钟罩及制氧的仪器和药品,减轻了重量,使随堂演示实验更方 便;
3、省略了制取氧气的实验步骤,缩短了实验时间,
4、减少了制氧反应产生的废物给环境造成的污染;
5、本实验最大优点是,把试管插在热水中加热,比传统的实验方法把啤酒瓶盖放在热水表面上加热效果要好好几倍!所以实验速度要快许多倍(切记:小试管中白磷一定要放在试管底部,不能让其粘在试管壁上)!
6、既节省了实验成本,而且使实验步骤更简单,操作更容易,原本半堂课做不好,甚至一堂课有可能做不成功的实验,使用创新实验方法,只用几分钟就能轻松完成实验,并使实验更有效,现象更明显!
例二:探究金属的活动性实验
九年级上册“对金属的活动性”实验,传统的教学方法,实验是放在试管或烧杯中完成的,化学药品用量较大,尤其是AgNO3等试剂比较贵重,浪费会更大。
一、笔者绿色实验创新改进
(1)实验器材
六孔微型塑料试管、微型塑料滴管、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液,铁丝、铜丝、镊子等。
(2)操作方法:
1、先在六孔微型塑料试管每个孔外分别标上1、2、3、4、5、6号码;
2、用镊子在1、3、5三孔中分别放入一小段铁丝,在2、4、6三孔中分别放入一小段铜丝;
3、用微型塑料滴管在1、2两孔中分别滴入4~6小滴硫酸亚铁溶液,在3、4两孔中分别滴入4~6小滴硫酸铜溶液,在5、6两孔中分别滴入4~6小滴硝酸银溶液;
4、比较不同金属的活泼性。
(3)实验现象:
1、浸在1孔FeSO4溶液中的铁丝颜色无变化,浸在2孔FeSO4溶液中的铜丝颜色也无变,表明铜比铁不活泼;
2、浸在3孔CuSO4溶液中的铁丝表面颜色变红色,浸在4孔CuSO4溶液中的铜丝表面颜色无变化;表明铁比铜活泼;
3、浸在5孔AgNO3溶液中的铁丝表面颜色变银白色,浸在6孔AgNO3溶液中的铜丝表面颜色变银白色,且铁丝表面比铜丝表面银白色更明显,表明铁比铜活泼,铜比银活泼。
(4)实验结论:
较活泼的金属能把较不活泼的金属从他的盐中置换出来。下列金属活泼性顺序:Fe>Cu>Ag 。
二、创新实验优点:
1、利用六孔(九孔也可以)微型塑料试管来完成实验,就能有效地控制化学试剂的用量;
2、本实验器材多为塑料制品,不易损坏,有利于学生分组实验;
3、利用微型实验器材,进行绿色化学实验。化学药品用量能节省5倍以上,按照教材上操作的学生分组实验做一个班的化学药品用量,用创新实验方法就能做五个班学生化学分组实验;
4、环境污染小,获得信息多,操作更容易,速度快,更省钱,
现象一样明显;
5、有利于培养学生动手动脑和观察分析能力、发明创新精神和严谨求实作风,有利于培养学生从小树立环保意识和
安全意识;
6、利用微型化学实验器材,开展绿色化学实验教学,是当前贯彻科学发展观、倡导绿色化学理念的一种表现。对培养可持续发展创新人才,创造人与自然和谐发展意义重大。
例三:硫燃烧学生分组实验
过去,用常规的方法进行硫燃烧实验,学生很难控制硫的用量,往往是偏多,产生的SO2多,对空气的污染大。
一、笔者绿色实验创新改进:
化学是一门以实验为载体的科学,通常是研究物质的结构、变化,通过概念就可以体会到化学教学是离不开实验教学的,二者是相互关联无法分割的。对于实验教学的创新也是势在必行的。实验教学的革新,会给学生带来新鲜感,会促进初中生对初中化学的热爱,推进化学实验教学的进步。
一、初中化学实验教学面临的问题
1.实验教学中没有学生的参与
现在初中化学实验教学,是以老师为主导,在实验台上进行讲解,学生只是在观察,无法参与其中,学生无法参与实验,就不能注意到实验中存在的问题,在总结时就会忽略很多注意点。与此同时,学生的兴趣也不会提高,对化学教学就不会感兴趣,化学教学就无法进行下去,学生对实验的参与,对化学知识学习的同时,自我对知识的了解会更加详细,实验教学主体本应是学生,其主体被替代,化学实验教学就无法真正进行下去。
2.过于注重实验结果
在实验教学中,老师对实验已经十分熟悉,操作也十分迅速,在进行实验时,通常会快速地完成实验,把结果展现给学生,方便接下来的知识讲解,但实验过于快速地完成,效率是十分的高效,但学生无法注意到实验中应该注意的问题和存在的问题,就不能达到实验教学的目的。
3.实验教学忽略了以学生为主体
学生是实验教学的接受者,也是操作者,所以学生需要参与其中的每个环节,在每个环节中注意相关的问题,这才是实验教学的目的,而不是老师主导把整个实验完成。缺少学生的参与,整个实验中,学生对实验的了解就只有文字了解,没有亲身的体验,更不能说自身描述整个实验及相关问题,换句话说,实验教学是失败的。
二、推进化学实验教学创新的道路
1.初中化学实验教学需要以学生为主体
化学教学实验中,必须以学生为主体,在实验开始前,学生需要对整个实验进行了解,在实验中,学生要按部就班地进行,每一步都需要认真去做,只有参与其中,学生才会体会到其中的乐趣,对学习化学的兴趣就会变得更加浓厚。与此同时,学生在实验过程中,能感受其中的问题所在,在处理上会更加快速,自身动手能力也大大提高,只有自身去发现问题,才能解决问题。
2.团队合作,老师在旁边辅导
在实验中,不再需要那种老师做学生看的模式,实验教学需要的是学生参与其中,学生是主角,而在试验中,就需要团队合作,几个学生一组共同努力,互帮互助,一起完成实验,小组在团队合作中,也要学会合理分配,每位学生的任务是不一样的,把数据记录、实验操作的任务分配到每一位学生身上。在实验进行中,老师起到辅助作用,在学生遇到困难时进行指导,同时保障学生的安全,学生的安全才是最重要的。
3.加强学生的观察与总结能力
实验教学,不仅仅是开设实验,学生参与实验,同时也需要学生去观察实验现象,对其进行总结,所以需要加强学生的观察总结能力,比如说,不一样的化学物质在氧气中的燃烧,其现象是不同的,老师可以把几个实验逐次进行,学生在其旁边进行观察,对实验现象进行观察,不一样的实验,现象具有不一样的特点。当其燃烧时,是什么样的颜色,是怎样的气味,还有哪些特殊的现象,都需要学生去观察,以此来提高学生的观察能力,对于初中生学习化学是十分重要的。实验完成后,就需要学生去总结每个实验的现象,对不同现象的总结,会慢慢提高学生的总结能力,对于学生以后梳理知识是十分有利的。
4.科学技术应用于实验教学
现今的科学技术十分发达,实验教学可以充分地利用先进的技术成果,比如说,对于一些操作难度大、存在不安全因素的实验,无论是学生操作还是老师操作,都是十分危险的,很有可能发生安全事故。在实验教学中就可以利用现今的科技技术,利用电脑对整个实验进行虚拟化操作,利用屏幕展现给学生,不仅可以更加精确地把实验完成,还能仔细地观察实验现象,避免不必要的危险。实验的操作者有时是难以控制剂量的,科技技术的利用会让实验更加的准确科学,方便实验教学的开展。
5.实验教学走进平常生活
生活之中,处处都有化学的存在,都受到化学的影响,实验教学的进行可以走进生活,利用生活中的材料进行实验,把实验带进生活中,让实验取材于生活,同时把实验应用于生活,比如说水垢和醋,二者是生活中十分常见的物质,当把二者带进实验室,就会有其特有的反应,学生就可以利用二者化学反应进行综合利用,把实验运用到生活中去,水垢的去除就是最好的例子。把实验教学融入生活中去,学生会体验到生活中的实验带来的乐趣,对初中生活的热爱之情会更加深厚,更愿意去接受化学实验教学。
初中化学实验的创新是初中化学教学中的新生命,实验教学的创新带给学生新的化学教学方法,增加学生对初中化学实验学习的浓厚兴趣,初中化学实验的发展与进步,需要对其进行改革与创新,增添新的活力在里面,以此带动学生对初中化学学习的热情,更加热爱化学实验,支持化学实验教学,带给学生不一样的体验。
参考文献:
【中图分类号】G633.8
化学实验室是培养学生的重要基地,通过化学实验,学生对课堂学习的理论知识课以有更清晰的认识和了解,而且通过化学实验,有助于培养学生的实践动手能力,有助于发挥学生的主体意识,进行创新性学习,化学实验往往不是一个人就可以完成的,通过学生之间的配合,对于学生间合作意识的培养也有着重要的意义。
一、化学实验教学存在的问题
化学实验教学对学生的发展有着重要的意义,对培养学生的创新思维和意识有着积极的作用,但是在实际的化学实验的教学中,仍然存在一系列的问题。
1、化学实验的内容单一
在化学实验教学中,大部分的实验教学都是通过一定的操作,使两种或几种化学试剂发生反应,从而实现教学所要达到的目标,完成教学内容。但是这种教学方法是学生在知道结果后的操作,学生在头脑里对教学内容已经存在定式,只是按照步骤去是实现既定的教学内容,这在一定程度上,阻碍了学生的思考,对新的事物的缺乏探究精神,不利于学生创新意识的养成和创新能力的锻炼。
2、对化学资源浪费严重
学生在进行实验时,由于对化学试剂的了解不够、操作不熟练,或者有些学生对化学试剂存在很大的好奇心,这些都会使学生在进行化学实验时,造成化学试剂的严重浪费。而且有些化学试剂的成本很高,造成了资金上的浪费。同时,在进行实验时所用的仪器、设备,尤其是一些比较大的设备,购置成本很高,但是在实际运用中,基本处于闲置的状态,每个学期只用上几次,还有一些设备不为学生服务,实验室不对学生开放,这些设备常年闲置,造成很严重的浪费,而且对这些设备还要进行定期的保养和维修,这都是一大笔的费用。
3、对学生的检测方式单一
在对化学实验的成果进行检测时,大部分教师是根据学生实验的步骤顺序是否正确、过程是否准确,是否得出了教学既定的结果等方面作为检测学生的标准。学生只要记住了这些步骤和方法,就不会出现错误。然而这种单一的检测方式,只是对学生基本能力的考核,学生在学习旧有知识的基础上所进行新的思维和实验教师不注重,也不支持,这在一定程度上制约了学生进行积极的思考,阻碍学生创新精神和能力的养成。
二、创新高校化学实验教学的研究
1、创新课程体系
首先,学校要对化学课程的体系进行改革,借鉴、学习其他高校的化学实验教学经验,通过结合本校的实际情况,对自己学校的课程体系进行创新。改变原有的以设定的结果为准所进行的化学实验,让学生通过自己的实验和创新,得到一些不同的结论,培养学生在学习过程中的创新精神,发挥学生的思维和想象,创造出新的结论和成果。
2、完善实验室的相关制度规定
在实际的教学过程中,学生在进行实验时,由于掌握的知识和技能有限,往往会出现一些浪费或者破坏仪器的行为,这就需要学校完善相关的管理规定,并且配备专业的人员,指导学生的实验,告知学生相关的制度和管理。同时,学校应加大对实验时的使用情况,多对学生进行开放,有助于培养学生对化学学习的积极性,促进学生各种能力的形成和发展。
3、完善教学方法
教师在进行实验室教学时,要改变单一的讲述实验过程,告知实验结果的方式。例如在学习乙醇时,教师可以先用多媒体播放乙醇在现代生活中的用途,比如说乙醇试剂的白酒、啤酒等,然后教师引导学生探究,乙醇的化学性质,与活泼金属的反应,氧化反应等等,让学生自己动手做实验,通过实际操作,与同学间的交流进而得出结论,教师在此基础上,进一步深化明确结论,对学生的操作做出客观的评价。使学生的学习兴趣更加浓厚,更愿意参与到实验中来。
4、提高教师自身的专业素质
作为一名教师,要指导学生进行实验教学,首先自己要具有较高的专业基础,和实践的经验,教师能力素质的提高,对于学生的学习效果有着很大的影响,教师在学生学习过程中虽然只是辅助的作用,但是教师要在实验过程中为学生解答各种各样的问题,而且还需要培养学生的创新能力,创新课程内容和方法。这就需要教师具有较好的知识和能力。例如在讲解苯酚时,教师可以给出不同的探究课题,让学生自选,首先是探究苯酚的弱酸性,第二是探究苯酚分子与乙醇分子中羟基上氢原子哪个比较活泼。学生选择感兴趣的题目进行探究,根据选择的题目,学生自己制定不同的实验方案,在比较苯酚分子与乙醇分子中羟基上氢原子哪个比较活泼的实验后,教师引导学生分析不同实验的可行性,最后得出乙醇中的羟基上氢原子更活泼。通过设计不同的探究题目,不仅培养了学生的提出问题、解决问题的能力,还有助于学生创新精神的养成。
5、加强对学生的指导和总结
进行化学实验,可以使学生对化学更加感兴趣,但是有些学生只是对实验的过程感兴趣,对实验的结果不注重,这就要求教师在实验教学时,注重对学生的指导和帮助,明确实验的目的、内容,在操作过程中,教师要给予适当的指导和点拨,在实验结束后,对实验进行总结,找出学生操作中的不规范的行为,对学生的学习结果给予客观的评价。
三、结束语
高校的化学实验,主要是为培养更专业的人才,提高他们的技能和水平,所以高校的相关人员要对化学实验的教学加强管理和重视,完善管理制度,教师努力提高自己的专业水平,运用先进的教学模式和方法,注重学生自主学习能力的培养,促进学生创新思维和创新能力的提高,使学生在化学实验教学中学到能多的知识,培养更多的能力。
参考文献