义务教育《化学课程标准》中提出:化学课程是以提高学生的科学素养为主旨,倡导以科学探究为主的多样化学习方式。而化学又是一门以实验为基础的学科,在教学中创设以实验为主的科学探究活动,有助于激发学生对化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得化学知识和实验技能,提高观察和实验能力,还有助于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和学习方法。因此实验探究在提升学生科学素养上具有举足轻重的作用。
一、在实验探究中,重视学生实验基本操作技能提升
实验基本操作技能是学生需要具备的科学素养的一项重要内容,也是学生进行实验探究的基础和保证。
对于刚接触化学的学生,实验中发现学生的动手能力很差,实验操作中欠规范的现象比比皆是。例如:使用酒精灯时,灯帽没有倒扣在桌上;使用托盘天平取用砝码、移动游码时用手抓;量筒量液体时拿起读数;胶头滴管吸液后平放或倒置,滴加液体时深入容器内或靠在容器内壁上,分组实验后瓶内试剂被污染的情况时有发生;加热后的试管用凉水冲洗炸裂;用蒸馏法淡化海水实验结束后先熄灭酒精灯,后撤导气管,导致水倒吸炸裂试管;实验后废液没处理随便倒入下水道……这些不规范操作会造成实验失败和污染环境,甚至带来安全隐患。因此教师应充分重视学生实验基本操作技能的提升,发现学生的错误操作及时进行矫正,指导学生严格按操作程序进行,不能随随便便、粗心大意,更不能违反操作规程,尽量避免出错。
实验操作基本技能的规范性和熟练性不是一朝一日就能达成的,需要通过平时不断练习形成能力。在实验探究中教师应高度重视安全问题,严格遵守实验室规则,培养学生的环保意识,初步养成良好的习惯。
二、在实验探究中,注重学生科学方法指导
科学探究的八个基本要素是:提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释结论、反思与评价、表达与交流。对实验探究教学,教师应指导学生按照这一常规的探究思路来进行。例如在探究物质的溶解性时,提出问题:物质的溶解性受哪些因素的影响呢?学生根据已有知识和生活经验猜想影响因素有溶质的种类、溶剂的种类、溶剂的量、温度、溶质颗粒的大小等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆猜想是否正确呢?下一步该设计并进行实验了,这就需要采用一种科学方法——控制变量法。针对每个猜想,教师指导学生运用控制变量法进行实验探究。首先引导学生思考:实验中需要改变的因素和不变的因素是什么?然后让学生设计实验方案,再与同学交流确定方案,进行实验,记录实验现象,分析推断出实验结论。在实验探究中,学生充分体会到了控制变量法的重要性。控制变量法是实验探究中常用的方法,如探究物质溶解时溶液温度的变化、不同气体样本中二氧化碳含量的差异、金属与盐溶液的反应、影响钢铁锈蚀的因素等实验都要用到。
三、在实验探究中,突出学生创新能力的培养
1.改装或自制实验器材,培养学生创新能力。
用过氧化氢和二氧化锰制氧气实验中,为了方便二氧化锰回收再利用,防止污染环境,我引导学生动脑动手,经过多次实践,创新地进行了如下改进,效果非常理想、先搜集一些塑料废品(如瓶盖、吸管、小球等),在其表面涂上一层502胶,再将二氧化锰均匀地粘在胶上。待干后,放入过氧化氢溶液中,氧气便持续均匀地产生了。实验完毕将沾有二氧化锰的小件取出,用滤纸吸干,可立即验证其质量和化学性质是否改变,更好地理解催化剂的概念。
2.设计实验探究新方案,培养学生的创新能力。
鲁教版课本上探究“氢氧化钠和二氧化碳发生了反应”,我引导学生讨论,设计了新方案:(1)利用对比实验来增加实验设计的严密性。向两个盛有二氧化碳气体的矿泉水瓶中分别加入等量的水和氢氧化钠溶液,立即盖紧瓶盖,震荡,观察现象。通过塑料瓶发生形变,对比变瘪的程度,判断二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。(2)通过对生成物的检验来设计实验方案。在反应后的溶液中加入适量的稀盐酸或氯化钙溶液验证有碳酸盐生成,证明两者发生了反应。
通过创新实验既培养了学生的创新能力,也培养了学生资源利用的意识和实践能力及勤于思考、乐于实践、善于合作等科学品质。
四、开展丰富的实验探究活动,激发学生的探究兴趣
兴趣是培养学生科学素养的动力,激发学生学习兴趣的方法很多。教师可根据授课情况,设计布置适合学生的家庭小实验,例如:在教学“水的净化”时,让学生完成简易净水器的制作,然后让学生将作品在课堂上展示,既使他们体验到成功的喜悦,又增强了自信心。在学了有关盐的性质后,布置家庭小实验:家里厨房中的食盐和碱面混淆了,请你设计实验来鉴别,写出完整的探究过程。在学了食物中的有机物后,布置实验探究:怎样用简单的方法区分奶粉和淀粉?怎样用简单的方法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维(如晴纶)?在学了酸碱指示剂后,布置家庭小实验:用紫罗兰、牵牛花、月季花、紫卷心菜和紫萝卜等自制酸碱指示剂并实验其在白醋、肥皂水(或感兴趣的其他物质)中的颜色变化情况,鼓励他们将成功的实验进行拍照或录像后在班级中播放。实践证明,这样做有效地激发了学生兴趣,提高了学习热情。
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”让学生在实验探究中去体验、去探索、去尽情地展示自己吧!
论文作者:于安源
论文发表刊物:《中小学教育》2020年第387期
论文发表时间:2019/11/14
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