改进实验教学的三种方法--以苏教版必修教材实验为例_化学论文

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化学实验是化学研究的基本方法和重要途径,也是化学学科赖以自下而上和发展的基础。“以实验为基础”不仅是化学的学科特征,也是化学的教学特征。让学生通过实验探究、学习化学知识,通过实验事实认识物质及其变化的规律和本质,通过实验史实了解化学概念和原理的形成和发展,从而认识实验在学科发展中的作用,综合运用所学知识和技能进行实验设计和操作、分析并解决问题,进而促进学习方式的转变,使创新精神和实践能力真正得到培养,形成严谨求实、善于观察、自动探的科学素养。

一、增强可观性

苏教版化学课程标准实验教材淡化了演示实验和学生实验的界限,设置了“观察与思考”和“活动与探究”两个栏目,前者以教师演示为主,后者以学生参与为主。在演示实验中,难以让大班编制下的每一位学生都清楚地观察整个实验过程,而且视频摄像头把演示全过程通过电脑投影在屏幕上,则可起到放大作用,让每一位学生都清楚地看到实验的全过程,感受实验的真实性,从而增强了实验的可信度,这不失为一种成本低、效果好的改进。

当镁条周围的溶液渐渐变成红色,镁条表面冒出一个个气泡时,学生陶醉在这美丽的画卷中,此时的启发和引导可以将喜悦之情转化为探索未知的动力,此时的分析与综合就显得尤为重要。实验的创新,突破了思维定势,不仅让学生对现象的印象更深刻,对知识的掌握更牢固,而且使整个课堂充满了活力,学生学习的兴趣和动力油然而生。实践证明,真实可信、新鲜生动的实验现象可激发兴趣、激活思维、激励创新。通过设计悬念,改进装置、调整操作、简化过程均可以提高实验的可观性,让学生在新奇中兴奋、在质疑中探索、在意外中创新。

二、发掘探究性

探索是培养创新思维和创造能力的有效途径。但教材中很多实验仍然是验证性的演示实验,在这样的实验中,学生往往处于观众的位置,成为实验的旁观者、结论的接受者,其主动性被抑制、思维被束缚,导致其无法全面感知实验细节,无法准确描述实验现象,无法深刻揭示实验本质。因此,教师应通过设置问题、制造心理悬念和情境氛围引导学生自主探究,在设疑、猜想和求证中寻找解决问题的最佳途径,让他们在大胆质疑中发散思维,在实践活动中解决问题,在体验成功中激发潜能。

教材呈现了C与浓的化学反应方程式,但只安排了蔗糖的脱水实验,并用品红溶液检验产生的气体,其目的是验证性的,会让学生觉得这一实验是“空穴来风”。而倘若以Cu的还原性类比,就有理由相信C同样可以与浓发生氧化还原反应,然后进行“黑面包”实验,以问题引导学生认识实验的原理和反应本质:①蔗糖用少量水润湿的目的是什么?②蔗糖变黑的原因是什么?③为什么会产生疏松多孔的炭?④为什么会闻到刺激性气体?⑤如何检验反应的产物?让学生在问题解决的过程中了解浓的吸水性、脱水性和强氧化性,同时拓展至反应产物的检验。可见,通过问题同样可以使验证性演示实验转变成探究性实验并进一步拓展研究内容。

在“氨气的喷泉实验”中可以相继提出以下问题:①形成喷泉的直接原因是什么?(压强差)②消失了吗?存在于哪里?说明了有怎样的性质?③若将换成HCl能否实验喷泉?为什么?④若将换成,能否实现喷泉?为什么?如何改进?在实验教学中,通过问题变验证为探究,让学生参与到知识的生成过程中,体验通过实验探索规律的乐趣。

三、孕育创新性

无论是演示实验还是学生实验,意外与异常是经常发生的,如颜色、气味的异常等。倘若将这些异常视为实验的失败,那是非常可惜的,因为意外和异常本身就是难得一见的宝贵资源,可以成为反思和创新的问题源泉。

如在“原电池”实验中,铜片上有大量气泡产生,作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这与原电池负极发生氧化反应是矛盾的,有的教师就可能把这一异常现象解释为锌片不纯形成微小原电池而在锌片表面析出,但这种解释有些牵强——绝对纯净的物质是不存在的。通过对微观粒子的存在及运动的分析与讨论,认为锌片与直接接触,发生直接的氧化还原反应的机会仍然是存在的。如果教师能引导学生进行反思、探讨,就有利于他们对已有知识的质疑和对未知世界的探索。

又如,在“葡萄糖的银镜反应”中却始终得不到光亮的“银镜”,由于一位学生对教材中“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”中的“刚好”两字的理解:认为氨水的用量可能造成银氨溶液配制中存在问题。于是变换氨水的用量以配制不同的银氨溶液,然后进行银镜反应,用事实来证明:氨水过量越多,银镜反应的效果越差。

总之,实验教学中应以情境与悬念唤起学生的求知欲望,以问题引导学生深入地分析与探究,以质疑与反思促进学生思维的创新,还可以从实验的微型化、生活化、绿色化等角度改进实验,拓展并创新实验形式,从而变“苦学”为“好学”与“乐学”,这正是课程改革的理想与追求。

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