新课程背景下的化学实验教学,本文主要内容关键词为:新课程论文,实验教学论文,化学论文,背景下论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
实验是高中化学课程的重要组成部分,无论是必修教材还是选修教材,都将化学实验作为学生获取知识、发展能力的重要途径。但在教学现实中,由于新课程知识内容大量增加、教学课时减少、高考难度并没有降低等原因,使得实验这一“软模块”成了被挤压的对象。学生实验能力明显下降,学科素养明显滑坡。加强实验教学,并切实落实在教学行为上,具有重要的现实意义。
一、全面规划,统筹实验教学内容
新课程突出了实验教学的地位,强化了实验在各章节中的引领、研究、获取结论、应用结论的作用。教学中,必须对实验教学内容进行全面规划,统筹安排,使之既与化学知识的教学密切配合,为讲解新知识提供鲜明、生动的感性认识,又能有步骤、循序渐进地培养学生的实验能力。
以苏教版高中化学必修1的教学为例,我们设想将实验能力的培养分为三个阶段:
第一阶段,在初中化学的基础上进行基本操作训练,培养学生掌握操作、观察、描述、记录的方法和能力。根据教材内容,具体安排如下实验:(1)药品取用、加热、溶解、过滤、结晶、粗盐提纯;(2)萃取分液、蒸发蒸馏、纸上层析、白酒度数的测定;(3)常见胶体的制备、常见阴阳离子检验;(4)溶液配制。将单项训练与综合练习相结合,基本操作与具体实验相结合的方法,可以使学生的操作技能在具体实验中得到运用,较好地调动学生学习的积极性,防止出现因单纯进行基本操作训练使学生学习兴趣下降的现象。
第二阶段,通过一定数量的演示实验、边讲边实验、学生独立实验,在巩固强化单项操作技能的同时,培养学生按照实验步骤独立完成简单实验的能力,同时学会凭借分析、综合、抽象、概括等思维活动得出实验结论的方法。根据教材内容,具体安排如下实验:(1)常见金属及其化合物(钠、镁、铝和氧气的反应,铝、氧化铝、氢氧化铝的两性,铁的氢氧化物的制备,碳酸钠和碳酸氢钠与酸及稳定性比较,焰色反应等);(2)氯气和二氧化硫性质的比较(氯水分别与淀粉—KI、NaOH、等的反应,的制取及性质等);(3)氨气和硝酸(氨气的制备喷泉实验,N与水的反应,铜和浓、稀硝酸的反应等)。这一阶段,宜淡化学生实验与演示实验的界限,尽量将学生实验融于新课程的教与学的全过程,充分发挥实验在激发兴趣、引发思维、形成概念、理解理论、探究性质中的重要作用。
第三阶段,重点是培养学生设计实验的能力。要求学生独立设计实验方案、完成实验操作、记录和分析现象、得出结论,培养学生应用知识解决简单的实际问题的能力。这一阶段,主要由教师根据教学内容或实验中的异常现象提出问题,让学生围绕化学问题展开探究活动,在问题的驱使下,寻找证据、利用证据对问题进行解释,从而使自己的认识获得提高,认知获得发展。
二、不断实践,优化实验教学方法
(一)强化基本操作训练是培养实验能力的基础
正确的实验操作是完成实验并获得良好实验效果的必要条件。我们的做法是:合理安排基本操作训练的内容。按照由易到难、由简到繁的原则,对每一项基本操作训练,均按照“单项操作—组合操作—简单实验”的次序进行组合。这样,不仅训练了基本操作,还实现了化学知识教学与实验技能培养的同步。具体的教学程序是:明确学习任务—教师讲解原理或要领—教师示范操作—学生模仿(单一的动作练习)—连续的操作练习(综合练习)—完成简单实验(操作技能的应用)—讲评。
(二)正确处理演示实验、学生实验之间的关系,充分利用化学实验引领化学教学
演示实验是在教师或教材设计好的步骤中进行的实验,它是帮助学生形成化学思维的一种有效形式。通常,下列情况宜进行演示:(1)原理简单,单纯展示化学现象的实验;(2)实验操作复杂、控制有难度,或污染严重的实验;(3)激发兴趣,引入课题的实验。教师的操作应该给学生以示范,设计恰当的问题链,引导学生的思维由表及里、由浅入深,是提高演示实验质量的重要方法。
比如,胶体是一个比较抽象的概念,恰当地运用演示实验,可以达到活跃课堂气氛、活化学生思维的作用。教学时,教师首先提出问题:硝酸银和氯化钠溶液混合可以看到什么现象?接着,在10 mL 0.01 mol/L 溶液中滴入4~5滴0.01 mol/L NaCl,要求学生观察现象。然后,提问:为什么没有沉淀?如何证明AgCl颗粒的大小?引导学生得出结论:用可见光照射,有丁达尔现象。最后,引出胶体概念。学生实验是在实际情境中观察、发现问题,通过思考、探究,寻找答案。它可以训练学生的动手能力,培养学生的科学探究意识,引导学生关注过程与方法,培养良好的学科思维习惯。有些实验如果一开始就让学生动手操作,由于学生实验原理不清、思维指向不明确,必然造成课堂的混乱,极大地影响实验的效果。只有在原理清楚、目标明确的前提下,让学生动手实验,才能调动学生积极参与。
比如,教学的性质,应该让学生利用已有知识,在实验操作中获得新的知识——
首先,引导学生从化合价分析可能具有的化学性质:
接着,设问:能否设计实验证明推理是否正确?
提供药品:二氧化硫、高锰酸钾、溴水、氢硫酸。学生设计方案并实验,完成下表:
在这样的过程中,学生利用已学知识推测的性质,真正实现了知识的自主构建。实践表明,通过一个个小实验,学生能够在相对开放的思维空间内去完成自己对新知识的探索,通过自己的所思、所做、所见、所想,获得知识、形成技能,建立一种科学的思维方式,从而印象深刻、记忆牢固、应用灵活。
(三)不断改进实验,探究方法技巧,使操作更简单、现象更明显
鲜明的实验现象是取得好的实验效果的前提。一个现象若隐若现、似是而非的实验,必然挫伤学生观察的积极性,影响课堂的流畅性。
比如,酯化反应实验中生成的酯是无色透明的液体,必须仔细观察方可发现分层现象。但如果向收集酯的试管中沿管壁小心加入紫色的石蕊试液,试管中会出现明显的三色环现象——上红、中紫、下蓝,分层十分鲜明。振荡后变为两层,上层无色液体的高度明显缩短,下层仍呈蓝色,很好地说明了饱和碳酸钠溶液的作用。
三、强化探究,培养实验研究能力
杜威认为,除了探索研究,知识没有别的意义。实验并不只是培养使用仪器和实验操作的能力,更加重要的是让学生通过实验、分析、研究,在这一过程中形成化学素养。化学课堂中的探究教学,其流程一般是学生通过阅读教材,产生问题,提出猜想,制订计划,动手实验,收集证据,得出结论,反思评价,交流讨论。探究内容的选择可大可小,可以整体也可以局部,具体问题的探究流程也不一定包含上述全部要素。但事事探究、处处探究,肯定是不可取的。
(一)围绕重点内容展开探究
探究的核心问题必须围绕学习应掌握的重点知识和技能。如此,才能在探究的同时较好地实现三维目标。
例如,苏教版高中化学必修1“氮氧化物的产生及转化”一节,涉及氮气的分子结构、物理性质、化学性质及氮氧化物的性质及转化等,选取哪个点进行探究呢?化学性质中的“雷雨发庄稼”这一情境,很好地融合了氮气的氧化及氮氧化物间转化这一重点内容,作为探究点是非常合适的:(1)提出问题:说说“雷雨发庄稼”的科学道理。(2)学生交流讨论:。(3)学生设计方案检验推理的正确性。(4)教师演示:按课本装置图演示氮氧放电反应的实验。(5)学生归纳现象:装置内产生电火花,嗤嗤作响,有红棕色气体产生;加水后红棕色消失,用蓝色石蕊试纸检验,试纸
通过这样的科学探究,学生在结论的获取和方法的体验过程中,掌握了氮气与氧气的反应,掌握了NO、N的物理化学性质。如果安排学生探究氮气的物理性质或氮气在空气中的含量,其作用和价值就要大打折扣了。
(二)注重对探究结论合理性的反思与评价
评价结论,并且对结论进行修正甚至抛弃,是科学探究活动的重要特征之一。化学课堂的探究过程中,面对同一科学问题,每一个学生都会有自己的解释,这些相同或不相同的解释为学生评价自己的结论奠定了基础。
众所周知,“双基”构成了科学探究能力发展的基础,但学生仅具备这些知识技能是不够的,要分析问题、解决问题,要有所发现、有所创造,还必须具备更高层次的综合能力,这正是科学探究能力的关键所在。所以,新课程强调的科学探究与传统教学中的“双基”并不矛盾,而是要在基础知识、基本技能的基础上,进一步发展学生更高层次的能力。
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