新课程标准下高中化学实验复习的探索_化学实验论文

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“以实验为基础”是化学学科的本质特征。实验教学具有目的性、探索性、实践性和易感知性,它能为学生正确认识物质及其变化规律提供必要的事实依据和丰富的认知经验。高中《化学课程标准》指出:“化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣,创设生动活泼的教学情景,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,启迪学生的科学思维,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观。”因此,化学实验是化学教育中一种有效的教学形式,它不仅可以帮助学生获取化学知识,而且对学生的思维能力、创新能力的提高有着不可替代的作用。

从高考命题来看,对化学实验的考查已有逐年加强的趋势,题型不断创新,对化学基本知识的灵活运用能力、思维能力、解决问题的能力要求逐年提高。可见高三总复习过程中,如何高效地进行化学实验部分的复习,是很值得探讨的问题。

一、复习构想

授新课过程中,实验教学基本上是按照教材的编排,无论演示实验还是学生分组实验,都是按部就班地进行。这些实验是为了帮助理解教材内容、探究新知而安排的,尽管其中不乏探究性实验内容和创新性实验设计,但多半仍为验证性实验,我们把这种实验教学称为“基础型”或“任务型”教学。这种形式的教学明显存在着系统性不够、整体性不强、创新性欠缺等问题。

针对授新课教学中存在的问题,总复习教学的主要任务,应在提高知识系统性的前提下,在提高学生综合应用能力的基础上,培养学生的创新意识和创新能力,进而使学生体验蕴含在知识与技能之中的情感、态度和价值观。

为此,我们采取了“划块整合”的办法,进行知识点整合、实验内容重组、创新思维训练。这种复习我们称之为“提高型”复习。

二、理论依据

1.建构主义理论

建构主义认识论认为,学习是一个主动建构的过程,知识是学习者建构的内在知识,是对经验的个人解释,意义在经验的基础上被发展起来。这些知识是不断变化的,已有知识的结构和相互关联是新知识加入其中的基础。因此,学生获得知识的过程,实际上是一种意义发现的过程、意义赋予的过程,也是一种意义创造的过程。

在实验总复习教学过程中,教师应主动借鉴建构主义理论,努力改变学生实验中循规蹈矩、“照方抓药”的做法,结合教学内容,以学生已有经验与知识技能、实验能力为出发点,把实验任务、基本要求、实验中的素材等一一提供给学生,让他们根据原有经验大胆地设计出实验方案,并通过实验证明自己设计的合理性,培养他们解决化学实验问题的能力。唯有如此,学生才能真正完成知能建构的过程,才能真正应对越来越以能力立意的高考。

2.多元智能理论

加德纳从智力是“解决问题或创造某种文化价值的能力”的定义出发,认为每个人都有多种相对独立的智力,提出了多元智能理论——人类思维和认识世界的方式是多元化的。他把人类的智能分为语言智能、数理逻辑智能、空间智能、音乐智能、身体运动智能、人际交往智能、自我认识智能、自然探索智能等八种智能。

化学是以实验为基础的自然科学,它是化学学科的重要组成部分之一,是研究化学的重要手段和方法,也是教育教学过程中培养学生智能的手段和方法。如果让每个学生都能够去按部就班甚至“照方抓药”般地完成教材中的实验,尽管这一完成过程十分娴熟,也远不是中学化学实验教学的目的。明确实验的地位与作用,掌握基本的实验思想和方法,充分利用化学实验教学的各个环节,去培养和发展学生各方面的智能,使学生在化学实验教学中获得全面发展,才是根本目的。

在实验教学尤其是高三总复习教学中,应当力求以培养和发展学生多方面智能为目的,把实验的资源、内容、方法等进行有意识的整合,既达到全面培养学生智能的目的,又达到让学生在自主、交流、合作、探究过程中发挥自己优势智能的作用。

三、具体实践

1.实验重组

实验重组,就是采用横向串联或纵向延伸的办法,把若干个相关联的简单实验设计成综合实验、系列实验。

由于实验重组是建立在学生已有的和熟悉的实验认知基础上的,有利于学生对知识的意义建构,对培养学生的创新能力有着积极的意义;同时在这一过程中,要求学生通过小组合作设计出与原有实验方案不同的全新方案并进行实验操作,证明自己设计的合理性,有利于学生语言智能、逻辑智能、运动智能、人际交往智能、探索智能的培养。

通过生生合作、师生合作,学生设计出以下方案:

(1)CuO的制备及产率计算。巩固和熟练溶解、过滤、蒸发、灼烧等基本操作;通过对悬浊液是先加热后过滤还是先过滤后加热的比较,培养学生全面分析和选择实验操作途径的优选意识;掌握产率计算的基本方法。

(2)CuO对分解的催化作用研究。通过有无CuO时热分解速率的对比,帮助学生学会对比研究问题,形成学科思想方法,有利于他们再遇到相似“对照实验”问题时的应对能力。

(3)样品中质量分数的测定。该部分既涉及了“‘固+固’加热制气体”的实验装置和方法,又涉及了量气装置的使用,还涉及了实验的“反常装置”(导管以橡胶管连接长管伸入量筒内)和“反常操作”(实验开始前即将导管插入量筒中,实验结束时先撤酒精灯而导管始终处于量筒内)(如图1)。

因为上述方案是由学生自己设计和操作完成的,是一定意义上的“创新”,自然有利于完成知识的意义建构。

拓展2:反常操作:氢氧化亚铁制取实验,滴管的使用(插到液面下);利用冷凝管做回流冷凝实验(竖直放置)时,冷凝水进、出方向(为了保证冷凝管中能够充满水和确保装置安全,采用顺流冷凝),蕴含了一般与特殊的辩证思想。

例2:组合实验“哪些物质能够还原氧化铜”在复习“乙醇的催化氧化”时,教师提出问题:(1)乙醇催化氧化反应的机理是什么?(2)哪些物质可以还原氧化铜?由学生结合已有知识和经验,把氢气还原氧化铜、木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、氨气还原氧化铜、乙醇还原氧化铜横向串联在一起,形成知识体系;通过小组合作、代表汇报和全体交流,设计如下页图2所示“内热竖式乙醇氧化”装置:(A为热水,B为无水乙醇,C为绕有铜丝的电烙铁芯,a处鼓入空气,用盛有新制悬浊液的试管承接产物,并对乙醇氧化产物进行检验)。

这是一种较为全面和复杂的实验装置和操作过程,完成这一过程,既需要坚实的基础知识,又需要严谨的科学思维,还需要熟练的操作,不仅可以较好体现知识建构,也可以培养学生的多元智能。

拓展1:氨气还原氧化铜:将表面变黑的热铜丝迅速插入氯化铵晶体中;分析“焊锡膏”中氯化铵的作用。

拓展2:乙醇还原氧化铜:酒精灯外焰能使铜氧化(外焰为氧化焰),内焰和焰心可以把氧化铜还原(内焰为还原焰、焰心为气化焰)——加热物体时应当利用酒精灯外焰。

拓展3:醛基的检验:用新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液检验醛基的实验条件和介质。

通过实验重组,可以把看似“散乱”的实验基本操作相对集中到一起,既能进行“以点带面”的复习,又能解决基本操作复习时学生感到“枯燥无味”的问题,起到“以一当十”的作用;同时又能使知识内化为学生的智能,并有利于完成一次意义赋予和意义创造的过程。

2.回归课本

高三总复习过程中,不少学生甚至个别教师总是有“一本资料到底”、一味做题的“忘本(课本)”现象,这显然是失之偏颇的。

我们虽然提倡教师不能“教教材”而应当“用教材教”,但教材对于学生来说毕竟是最根本的“学习范本”。且不说教材编写者在知识体系编排上,在知识点的前后衔接、关联和照应方面的良苦用心,仅就教材中对有关实验操作和现象描述的严谨、洗练程度来说,也是其他资料所不能比的。

(1)重读课本中的实验说明。重读课本,对于解决历年高考中考生屡屡出现的“语言表达不清”问题,是行之有效的方法。

实验总复习时,指导学生重读教材中的实验说明,从中学习教材编写者的经典语句和精练用词,必要的时候可以让他们先照抄照搬——“照葫芦画葫芦”;再把学到的东西适时应用到解题中——“照葫芦画瓢”;经过反复训练,最后达到清楚、规范地进行语言表述的目的——“扔掉葫芦画瓢”,从而提高学生的语言智能。

(2)拓展课本中的演示实验,培养学生的创新能力。在实验教学中,尽量把验证性实验改为探究性实验,指导学生带着问题去设计方案、实施方案、观察实验现象,自己得出结论,培养学生的探究意识和开发他们的多种智能。

这种探究性实验的设计指导,可以有效地帮助学生理解此类型实验的设计思路和方法,为他们解决有关问题指明方向。

实践证明,在高三总复习阶段对实验内容进行精心整合,对于提高学生的实验操作能力、分析能力、实验设计和评价能力等,会起到十分显著的作用,也是提高学生整体实验素养的重要手段。

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