“化学实验方案设计”的教学策略探讨,本文主要内容关键词为:化学实验论文,教学策略论文,方案论文,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。
化学实验方案设计的基本思路是:明确实验目的→分析实验原理(根据物质特性与题设条件)→确定实验方法(获得实验数据的途径)→推敲实验细节(减小误差)。在教学中,我们应按照这样的基本思路,采取多样的教学策略方法,促进教学过程的优化,把握化学实验的本质和规律,增强教学的有效性。
一、定性与定量结合
定性和定量是化学实验研究的两个方面,二者的功能各异,定性实验主要是让学生掌握物质变化的感性知识,加深对基本原理和基本知识的理解掌握,培养学生用实验方法获取新知识的能力。定量实验主要是培养学生细致观察和记录实验现象以及归纳、综合、正确处理数据、用文字表达实验结果和分析实验结果的能力。将定性和定量结合在一起设计实验方案,将有利于以理论知识为载体培养学生定量和精确的思想以及思维能力、计算能力、语言表达能力等。
例1:某同学在帮助整理化学实验室时,发现一盛有白色固体的试剂瓶,标签破损(图1)。猜测这瓶试剂可能是什么?从定性的角度设计两个问题:
1.设计实验方案,确认此白色固体。
两个定性的问题为基础型,两个定量的问题为提高型和研究型。两个定性的问题能引导学生认识化学物质、比较不同物质性质的差异、应用性质差异设计实验确认物质。这属于化学基础实验,可以帮助学生巩固基础知识。两个定量的问题涉及化学综合设计实验、化学测量和计算实验,具有综合性、研究性的特点,难度较大,有利于培养学生的思维能力、创新能力。测定变质的百分率的方案有沉淀法:测沉淀的质量或测和沉淀的质量;气体法:测定的体积或质量;滴定法:用溶液进行滴定。3种方法原理、装置的比较优化能有效地发挥实验在素质教育和创新能力培养中的独特作用,将三维课程目标落到实处。通过对物质定性和定量两方面的研究,可达到对研究对象系统而深刻的认识。用定量的眼光审视实验现象与本质的联系,是对实验现象的观察从感性到理性的转变。
二、主干与细节融合
物质制备实验方案设计可选择实际应用型和综合设计型的典型案例,将实验方案优化的思路呈现给学生,让学生体会实验方案的优化过程,审视实验细节问题,通过对实验方案的精细分析,促进学生对化学研究方法的理解和实验方案设计能力的提升。
例2:模拟设计“侯氏制碱法”的实验方案:工业制纯碱的第一步是通过饱和食盐水、氨和二氧化碳之间的反应,制取碳酸氢钠晶体。该反应原理可以用以下化学方程式表示:,此反应是放热反应。某实验小组利用上述反应原理,设计实验制备碳酸氢钠晶体,实验装置如下页图2所示,请你评价和改进该装置。该装置利用制取碳酸氢钠晶体的原理,将制得的二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中,同时考虑气压平衡,在广口瓶中安装了内外相通的导管,主干知识和装置都正确,但缺乏对细节的斟酌,如盐酸挥发、氨气易溶于水对实验造成的影响。该装置可以进行如下页图3所示的改进。
改进后的装置是否已经将细节考虑全面了?制备方案的优化细则主要从两个方面考虑,一是制备实验条件控制,如防污染、防倒吸、防氧化、防潮解、防爆炸、防挥发、步骤少等;另一个是制备实验产物要求产率高、易分离、易收集、杂质少等。从防倒吸、防污染、速率快等方面考虑,改进好的装置还可以进一步完善,如图4所示。
三、局部与整体统一
物质性质实验方案设计其实质是一个求证的实践过程。求证过程需要对物质的组成、结构、性质进行系统分析,然后确定试剂、用量和加入顺序,通过对反应现象的观察和反应量变的检测得出结论。性质实验方案设计的核心是局部与整体的统一,强调思维的逻辑性和严谨性。设计过程所培养的学科能力和素养可成为探究学习的基础,使得探究过程在求证过程中自然生长。
对上述实验过程可以设计3个思考问题:
1.品红溶液使用了2次,第2次使用时的作用是什么?
2.图5-④中二氧化硫表现了二氧化硫的——性。(“还原”、“漂白”)
3.根据什么现象,可证明产物中一定有气体?
上述3个问题的解决过程,能促进学生对,性质的全面、深入理解,逐步形成缜密的思维能力。
实验是化学学科的灵魂,实验方案设计是化学实验的较高层次要求,也是新课程高考的重点,如何进行实验方案设计的教学和复习,是关乎提高学生学科成绩、科学素养和形成未来可持续发展能力的重要事情。教师一定要深入研究符合学科特点、适合学生发展的教学策略,尝试采用变化的、富有创意的教学形式,为提高学生求知欲、提升学生综合能力出谋划策,为新课程的实施和三维目标的达成尽心尽力。聚沙成塔,滴水成河。教师的长期努力一定能使学生得到持续高效的发展。