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        新課程背景下的高中化學實驗教學探究

        2013-12-31 00:00:00張曉吳麗達
        學友文摘 2013年10期

        [摘要]本文從探索提高化學課堂教學效率,有效利用課堂的角度,介紹了在高中化學課堂教學中利用課堂實驗激發(fā)學生興趣,加深感性認識,強化理性認識,突破教學重難點,引導學生進行探究式學習的幾點經驗,并借助多媒體技術對某些化學實驗的方法進行了優(yōu)化。

        [關鍵詞]化學 實驗 課堂教學 效率

        通過對近幾年的高考試題研究,發(fā)現(xiàn)實驗在試題中占有比值越來越大。中學化學實驗是化學教學的重要組成部分,是化學教學的基石。新課程下的素質教育要求培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的全面發(fā)展的人才,而化學實驗正是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要途徑和方法[1]?;瘜W實驗能激發(fā)學生的學習興趣,調查結果顯示,凡是有實驗的課,學生總是十分興奮,思維活躍,注意力高度集中[2]。也就是說絕大多數學生都喜歡化學實驗,通過實驗能使學生感受到化學現(xiàn)象的神奇和實驗成功的喜悅,強烈地激起學生的好奇心和求知欲。然而,受傳統(tǒng)教學或舊教材實驗內容的影響,教師往往重知識,輕實驗能力的發(fā)展,僅把實驗作為驗證化學知識和鞏固化學知識的輔助手段,或認為作實驗太耽誤課堂時間,忽略了實驗在培養(yǎng)學生主動參與、積極創(chuàng)新以及動手探索能力等方面的重要作用。而新課改背景下的高中化學實驗,不僅是實驗操作方式上的改變,更重要的是從鼓勵參與、強調過程、突出開放的教學情境中,促使學生積極融入,主動研究,聯(lián)系實際解決問題,要求教師首先改變教學觀念和教學策略,重新調整自己與學生的關系,充分考慮學生的選擇和意見,與學生進行平等的合作與探究,把握好特定條件下開展探究性實驗教學的可行性和最佳時機,從而達到高中化學實驗探究教學的最大效益[3]。為了充分發(fā)揮實驗教學在學生發(fā)展方面的功能,教師應在新課程背景下的實驗教學中要注意以下幾個方面:

        1做好演示實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力

        新教材中設計的實驗很多,由于時間關系和本身條件的限制,大多只能設計成演示實驗。視覺給我們的是最直觀的印象。通過化學實驗觀察,我們可以獲得真實的資料和素材,同時激發(fā)大多數學生的求知欲,調動學生學習化學的積極性,同時也可以幫助學生理解一些課本上難以掌握的知識。在做實驗的同時,學生實驗的操作能力和思維能力也得到一定的提高。因此,培養(yǎng)學生相信科學事實和敏銳的觀察能力在化學實驗教學中占有相當重要地位。演示實驗難免受到一些因素的影響(如實驗儀器大小、化學藥品的用量等等),部分學生無法觀察到完整的清晰的實驗現(xiàn)象。如果有條件,最好用多媒體。我們可以借助于投影儀,把整個過程清晰地展現(xiàn)在屏幕上,更有利于學生真實、形象的觀察。筆者在做演示試驗鈉與氧氣的反應實驗時,由于坩堝太小,很多同學看不清楚,就通過實物和投影儀,全班的學生都可以真實、清楚地觀察到鈉塊在空氣中的反應現(xiàn)象,如圖1所示。這樣既增強了觀察效果,又有利于培養(yǎng)學生全面觀察試驗的能力。

        2搞好學生分組實驗,培養(yǎng)學生的動手操作能力

        教師演示實驗再好,給學生帶來的僅是直觀印象。說不如做,做不如親自操作?,F(xiàn)在大部分學校的實驗室設施都比較完善,我們可以充分利用其資源,讓學生通過親自動手,熟練地掌握操作技能;然后鞏固驗證實驗。做實驗的過程其實就是理論聯(lián)系實際的過程,加深他們對所學到的理論知識的理解。因此,一些簡單的、重要的實驗可以設計成分組實驗,如萃取試驗、鈉和水的反應、酸堿中和滴定實驗等,要認真組織好每一次的學生分組實驗。要求學生在實驗前認真閱讀實驗內容,明確實驗目的,了解實驗步驟、操作過程和實驗時應注意的事項,寫好預習報告。學生通過閱讀思考、討論,其實驗內容便胸有成竹,避免實驗操作盲目,便于克服學生邊看書做實驗的陋習,使之集中精力于操作,達到做實驗的預期效果。學生動手實驗時,教師要及時糾正在實驗操作上的錯誤,幫助學生正確地進行操作。當學生做不出理想的實驗效果時,教師就應及時地引導學生分析原因,找出操作上的錯誤后,有時間的話重新操作,保證實驗現(xiàn)象明顯,效果良好。事實證明,通過組織分組實驗,不僅培養(yǎng)了學生的動手能力,還培養(yǎng)了實事求是的科學態(tài)度和嚴肅認真的工作作風。

        3聯(lián)系生活實際,設計趣味實驗

        有些學生反映,化學內容本身并不難,只是記不住課本或課堂上所學的知識,這種問題常常是由于課堂不專心聽講引起的。在學習原電池的原理的時候,筆者先設計了一般的原電池,但效果并不太好。后來把電解液換成了蘋果,電流計也發(fā)生了偏轉,立刻引起了學生的興趣。接著讓學生在銅片和鋅片中間連接一個從廢賀卡上拆下來的微型音樂喇叭,插在蘋果的另一位置,美妙的音樂和奇妙的實驗使學生們非常歡喜,注意力高度集中,進入了學習的最佳狀態(tài),大大地激發(fā)了學生探索科學、揭示奧秘的興其產生的原理趣。這時再帶領學生共同進行分析 ,既強化了的重點內容,又培養(yǎng)了學生的興趣。如果在課堂教學中多設置一些聯(lián)系生活實際的趣味性實驗,效果要理想得多。

        4做探究試驗,培養(yǎng)創(chuàng)新能力

        在新教材版本中,都安排了一定的科學探究試驗。而在教科書里,對探究的問題沒有給出明確解釋和結論,學習者只有通過自身的親自探究,才能尋找問題的答案,才能完成探究任務。人教版教材在必修二第70頁有兩個探究試驗:①用食醋浸泡有水垢的暖瓶可以清洗其中的水垢。這是利用醋酸的什么性質?通過這個事實能比較出醋酸與碳酸的酸性強弱嗎?這個實驗不需要做,大部分學生都了解這一常識。但是原因未必都知道。既然除水垢了,肯定發(fā)生反應了,筆者讓學生試著寫出化學反應方程式,又讓學生回憶二氧化碳氣體的制取,學生很容易想到強酸和弱酸鹽反應生成弱酸和強酸鹽的原理,這兩個反應原理類似,學生大多能總結出醋酸酸性比碳酸酸性強。一步步分析,問題也自然而然地解決了,并且為第二個實驗探究作了鋪墊。②設計一個比較醋酸與碳酸的酸性強弱的試驗,以驗證你上面所得的結論。 讓學生分組討論,很容易可以得出原料醋酸與碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液。接下來是實驗驗證,可以在實驗室實驗,最好進行分組試驗,這樣效果可能更好些。在強調學生動腦、動眼、動手的同時,還要強調學生動筆記下來。

        5借助多媒體技術

        由于中學化學實驗技術的局限,很多實驗我們看到的都只是宏觀的現(xiàn)象,那么微觀變化只能由教師理論分析,并引導學生進行推測和想象,但是這往往很難在學生肉腦中建立起對微觀變化的正確理解。這時,我們如果借助計算機多媒體技術,把微觀運動形象化,把微觀現(xiàn)象以生動的畫面、鮮明的色彩逼真地表現(xiàn)出來,有利于學生將宏觀現(xiàn)象和微觀變化有機地統(tǒng)一起來。例如,常規(guī)的電解飽和食鹽水實驗,只能通過對陰極和陽極的電解產物的檢驗來推測和想像電解過程中各種離子的移動情況。為了形象地展示電解過程中的微觀變化,我們可以利用多媒體技術,設計三維動畫模擬電解飽和食鹽水時溶液中Na+、Cl-、H+、OH-離子的運動情況,從微觀本質上加深對電解過程的理解。

        另外,像分子結構、晶體結構以及化學反應歷程等一些不能用真實實驗來表現(xiàn)的微觀概念和理論,利用計算機的三維圖像與動畫模擬功能,直觀、形象、生動地加以展現(xiàn),把難以想像的微觀世界形象化,能達到其他教學技術無法達到的效果。

        再者,有些化學實驗中涉及的試劑有毒、易燃、易爆,實際做起來危險性較大。對于這樣的實驗則可以利用計算機進行模擬,不但讓學生觀察到了實驗現(xiàn)象,而且還節(jié)省了藥品和時間。另外,化學實驗中的一些危險操作,只能由教師口頭講述其錯誤的原因和可能造成的后果,卻不能通過真實的實驗來演示。而利用計算機的動畫模擬可以讓學生“親自感受”錯誤操作帶來的危害,給學生以深刻的印象。例如,氯化氫氣體制備的學習,教師可以讓學生根據實驗原理首先在電腦實驗室中模擬HCl的制備,由于學生沒有想到HCl在水中的溶解性很大,因此在吸收多余的HCl時,將導管直接插入水中。這時教師不必立即指出他的錯誤,而是“將錯就錯”讓計算機模擬進行實驗。這時,學生親眼觀察到燒杯中的水由導管流到集氣瓶進而進入圓底燒瓶,引起圓底燒瓶炸裂的現(xiàn)象,給學生以深刻的感性認識。這不但有利于學生理解在水面倒扣一個漏斗防止倒吸的原理,而且強化了學生規(guī)范操作的意識。但是必須明確,各種媒體呈現(xiàn)給學生的現(xiàn)象只是物質運動變化的“影像”或模擬,它不能代替真實可信的具體實驗,讓學生親自做實驗,觀察實驗,研究實驗,是學生獲得化學知識,全面提高科學素養(yǎng)的最重要的途徑。

        總之,在化學學科發(fā)展的不同時期,化學實驗的作用是不相同的,化學實驗研究的方向也有所不同。讓學生關注環(huán)境問題從學習化學開始,如今實驗室開始現(xiàn)代化學進入到高速發(fā)展及普遍應用階段,新課程化學教材也提供了豐富的實驗內容,只要在教學實踐中認真開發(fā)實驗素材,在化學實驗教學中注重引導,正確創(chuàng)設研究氛圍,注重實驗教學的啟發(fā)性、擴大實驗教學的自主性,鼓勵學生勇于探索,并通過親自實驗,體驗到成功的樂趣,特別是一些探究性實驗,讓學生在自主探究的學習氣氛中,真正感受到自己是學習的主人,真正讓學生成為課堂教學的主體,就會大大激發(fā)學生主動、積極參與的熱情,培養(yǎng)和發(fā)展學生的綜合能力,全面提高學生的學習能力和綜合素質。

        [參考文獻]

        [1]王磊. 理解與實踐高中化學新課程——與高中化學教師的對話. 北京:高等教育出版社,2007.

        [2]王祖浩. 普通高中課程標準實驗教科書化學(必修). 南京:江蘇教育出版社,2005.

        [3]馬志成. 化學實驗探究教學研究與實踐. 武漢:華中師范大學優(yōu)秀碩士論文, 2001(6).

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