高中化学教学中有效进行实验教学的尝试

2019-08-20 15:10

摘自:《东方智慧教育网》

[摘要]: 化学是一门以实验为基础的学科。化学实验贯穿于教材的始终。在化学教学中有效运用实验教学手段,是导致化学教学的难点得于顺利突破、教学质量得于顺利提高的关键。根据实验内容,恰当处理好演示实验学生实验的关系,让学生在动手中学习,在动手中思维,在思维中动手 ,给学生提供足够的动手实验的活动空间,培养学生对化学的兴趣。通过分析一些典型实验,阐明一类实验规律,培养学生的实际操作技能,提高教学质量。

[关键词]: 化学教学、有效进行实验教学、尝试

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验贯穿于教材的始终。新的课程标准改变了不同志趣和不同需要的学生必须学习相同内容,达到同一要求的传统模式。这种多元化的课程模块,适应学生的个性发展,为满足不同潜质学生的需要,提供了较大的选择空间,这将有利于高素质的创新人才的培养。在教学过程中给学生提供足够的动手实验的活动空间 ,培养学生对化学的兴趣。“欣赏化学,热爱化学”是新的课程标准的核心理念。新的高中化学课程倡导多样化的教学方式,注意培养学生对化学的兴趣,更加重视化学实验的教学,提出了许多有趣的并与教学内容密切相关的实验和科技活动内容,力求培养学生具有自主学习和探究化学问题的能力。农村中学在化学教学中有效运用实验教学手段,是导致化学教学的难点得于顺利突破、教学质量得于顺利提高的关键。笔者认为:凡学生能动手操作的,教师绝不代替,让学生在动手中学习,在动手中思维,在思维中动手。充分让学生动手操作、动眼观察、动脑思考、动口说理,有助于培养学生的实践能力、创新意识和创新能力。化学实验在帮助学生掌握化学基础知识和基本技能的同时,对教育学生树立科学的态度,掌握科学的方法,培养创新精神等均有极大的优势。下面就高中化学教学中有效进行实验教学的做法和体会作以下介绍。

一、在化学教学中根据实验内容,处理好演示实验学生实验的关系

准确而有效地进行课堂演示实验,不仅在培养学生实验技能中起着示范作用,而且也是启发学生思维,培养学生观察、分析、综合和解决问题能力的重要方法,从而更好地揭示知识的内在联系,使知识更加系统、深化。教材中的演示实验一般可分两类,一是实验难度较大的(如实验装置比较复杂或实验中使用剧毒药品和学生操作有危险的实验),这是少数。这类实验必须由教师演示,力求操作规范化。二是实验技能难度较小,这是多数的实验。对于这类实验,有条件的学校可以改为边讲边实验的形式,实验条件较差的学校,某些实验可以让学生到讲台上,在教师指导下去完成实验操作过程。实践证明,对一些较简单的实验,经常在老师指导下,让学生动手去做,除了增加他们的操作机会以外,还可以起到两个作用:①使学生对一些被认为是无所谓或被忽视的常规操作(如试剂的取用,取量的多少,试管夹持,一般加热等等)及时发现错误,及时纠正,给学生以深刻的印象。②在实验过程中,向 “学生恰当地提出问题,让学生在解决问题的过程中,使所学的知识更加系统化和深化,而且也能提高学生的观察问题、分析问题和解决问题的能力。

二、在化学教学中注意分析一些典型实验,阐明一类实验规律

化学课堂教学中有两方面是必须重视的,一是实验,化学是一门以实验为基础的自然科学,以实验为基础是化学的最基本特征。目前,联合国教科文组织所提倡的 “新内容、新方法、新实验”进课堂,加强理科的“实践定向性”,表明了国际范围内理科改革的大趋势,即充分落实实验的多种功能,发挥实验对教学工作的定向和导向作用。教学中,以“参与创造”为宗旨,要求每一位学生亲自参加实验,在实验中学生通过动手、动眼、动口、动脑,结合实验事实和过程,认识化学要领和理论的形成并逐步培养操作能力、观察能力、表达能力、思维能力,从而为学生创新精神和实践能力打下基础。教学中,可将教师演示实验,及一些学生验证性实验变为学生探索性实验,让学生设计实验过程,培养观察能力和表达能力。将“验证性”实验改为“探索性”实验,即指教者把部分验证实验的顺序(实验-观察-解释-结论)进行重新调整,变成“探索性”设计。如“原电池”实验教学中,教师可将锌片和铜片平行插入稀硫酸中,引导学生观察后提问:“如用导线将两金属片连接会如何?”以此激发学生的探究兴趣。然后再问:“怎样证明电子在导线上通过?”讨论后并实施方案。然后问:“铜片上为什么有气泡?气泡成分是什么?电子为什么从锌片流向铜片?再从氧化还原角度分析两极上各发生什么变化?从能量转化的角度分析原电池是一种什么装置?”最后师生共同总结出原电池的组成、原理、能量转化。通过“探索性”实验,不仅体现了教为主导,学为主体的教学关系,而且激发探索兴趣,训练创新能力。模式为:确定实验目的→学生实验设计→根据假设推测实验现象→实验探讨→结果分析→得出结论。这样做的目的是培养学生的主动性和创造性,提高学生的科学素养。

另一方面,一定要留给学生创造思维的空间,留出空间让他们质疑。 21世纪是知识经济高速发展的时代,“知识爆炸”社会强烈要求学生不再是只有丰富知识的人,而是能够获得丰富知识的人,即教学的目的是培养学生学习的能力,培养学生的创造性。根据化学教学大纲和教材,就实验内容来讲,我认为可归纳为这样几种类型。①、有关制取固态、液态、气态物质的实验。②、有关阐明概念,证明基本理论和定律的实验。③、有关研究物质的性质和各类物质之间的相互关系的实验。④、有关定量方面的实验。一般说来,每一类实验的原理、装置、操作等方面总有规律可循。因此我们在讲每一类实验中的第一个实验时,首先向学生分析这类实验的设计原理和内容要求。而后再指导学生亲自动手完成实验,在此基础上留出空间让学生思考,通过分析、对比,总结出这类实验的规律,以期达到触类旁通、举一反三的目的。如在学习了HCl气体的实验室制取的方法和氧化还原反应之后,可以对氯气的实验室制取实验进行如下的设问:①如果实验室没有浓盐酸,可以用什么药品代替?②若没有二氧化锰该用什么药品代替?③在药品中准备了二氧化锰、浓盐酸、硝酸、硝酸钾等,那么制取氯气用什么药品好呢?以上几种药品两两组合有几种制氯气的反应呢?再如高三的电解后溶液的酸碱性判断的问题,可以结合盐类型的判断(强酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸强碱盐)和水解的规律从理论上先给予预测,后再进行试验验证,使问题得到突破,减少实验的盲目性,提高实验的准确性和效率。

三、在教学中通过分析典型实验,培养学生的实际操作技能

实验操作的正确与否,不仅是保证安全和实验效果的先决条件,也是培养学生实验技能所必需的。在这方面,我们除按实验原理、要求提出有关的操作内容和要求外,还着重做了下述研究:

1、剖析一个典型实验,讲清一类实验的操作内容

如通过实验室里制取氧气的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:①仪器的选择、连接和固定:②装置气密性的检查;③药品的取用;④加热方法;⑤气体的净化和干燥;⑥气体的收集和放置;⑦装置的拆卸。对这些操作,都应讲清它们的知识、理论根据。譬如在实验室里用浓盐酸和二氧化锰混和加热制取氯气时,由于浓盐酸有挥发性,水的沸点也不高,所以制得的氯气中可能混有氯化氢和水蒸汽。欲除去,只能用饱和的氯化钠水溶液洗涤,不能用水,这是因氯气与水能发生下列反应: C1 2 +H 2 0→HCl+HC1O根据化学平衡移动原理,可知增加生成物中的C1 - 浓度,可使平衡向左进行,以减小氯气的溶解度。又根据氯气的性质,要想干燥氯气,可选用液态或颗粒状的酸性干燥剂,通常用浓硫酸做干燥剂。又如高一在《氯气》一节中,可以给学生的题目:"用实验证明氯水的主要成分"。在确定此项实验设计的过程中,可以给学生这样的探索模式:首先,应考虑物质与水发生的是“溶解”还是“反应”,或是二者兼有,从而鉴定反应后的体系中是否还有反应物的微粒以及存在着什么生成物的微粒;其次,再判断物质与水反应后可能得到的产物,如根据氯气的化学性质“C1 2 →C1 - ”,可能存在C1 - ;第三,一般应检查物质与水混合后所得溶液的酸碱性。在检查氯水酸碱性时,学生会发现指示剂变为红色又褪色,这说明溶液中含有大量氢离子,并且一定存在着有漂白性或强氧化性的物质,从而就可确定HClO的存在。学生在思考了上面的问题之后就很容易设计出鉴定的实验方案来。再如:高二在学习到氮的氧化物二氧化氮的性质和制取时,要求学生设计有关二氧化氮的制取和性质的实验方案。这时可引导学生思考下列问题后再进行设计:①实验室用什么试剂制取NO2气体,反应的条件是什么(即实验原理)?②根据实验原理应该采用什么样的气体发生装置、收集装置、性质实验装置和尾气处理装置(即为了达到具体实验的目的,应当选用何种仪器、设备)?③达到这一实验目的,应当经过哪些操作步骤?这些步骤先后顺序如何确定?为什么要经过这些步骤?为什么要安排这种顺序?省略或调动某些步骤会有什么影响?(即实验操作中应采用何种组合、联接方式)

2、通过对某些实验操作的分析,向学生阐明实验操作的要点。

我们在分析某些实验操作时,为了让学生学得会,记得牢,总是把操作要点总结成几个字或几句话,让学生便于记忆。如在配制一定物质的量浓度溶液时,在分析演示的基础上我们总结出:称量(对固态溶质要称,液态溶质要量)、溶(溶解)、洗(洗涤溶解时容器的内壁)、稀(稀释至容量瓶的刻度)四字配制法。教学实践证明,学生根据实验内容、操作内容和要点,独立地进行实验,往往能提出一些改进某些实验的设计。如教材中关于氨气易溶于水的 “喷泉”实验,若按教材中的实验要求,先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,用于燥的烧瓶收集,再接教材中“喷泉”实验装置进行实验。因为在化学实验室里,用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,一是实验反应速率较慢,二是实验较麻烦,所以在实验过程中实验效果往往不理想。为此有些同学分析了上述方法实验失败的原因,又重新研究了该实验的要求,所用药品的性质,提出了简捷有效的改进方法:即先在圆底烧瓶中加入2~3毫升浓氨水,然后摇晃烧瓶并加热烧瓶收集氨气,立即演示“喷泉”实验,实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。

四、在教学中明确实验仪器的用途和作用,正确选用仪器

实验中,培养学生准确地选择仪器,是保证实验顺利完成的前提之一。为此,我们从下述几方面对学生进行指导。

1、根据反应物和生成物的性质、反应条件选择仪器。

中学化学教材里,讨论化学反应的条件有:常温、加热、加压、催化剂、光和电等。根据不同的反应条件、反应物的性质来制取新物质时,所需要的仪器也就不完全相同。因此,我们在初中化学讲氧气的实验室制法时,着重向学生阐明两点:①凡是对固体物质进行加热制取气体时,均可采取制取氧气的这套反应装置;②集气的方法和操作,应根据气体的溶解度、对空气的相对密度、常温能否与水或空气中任一成分反应等因素而定。因为我们在讲氧气时进行了上述分析,所以在讲氨气、甲烷等气态物质时,就可以从启发学生通过对反应物和生成物的性质、反应条件等因素的分析,提出实验所需要的仪器、装置,来完成制取上述物质的实验。

2、根据控制化学反应速度的要求来选择仪器。

在实验室里,为了达到安全而又迅速地制取某种物质,有些反应需使反应速度加快,有些要控制生成物的量,有些则相反。为此,在实验中,要采用适应这些要求的装置。如我们在讲实验室里制取氯气时,就着重向学生讲明教材中选用分液漏斗而不用长颈漏斗的理由。这样分析、讲解,使学生在进行实验设计时就能正确地选好仪器。

五、教学中注意培养学生书写实验报告的能力

写实验报告是实验的重要组成部分,是分析问题解决问题的过程,也是综合运用知识的过程。但是在教学中发现有些同学即使到了三年级也还不能较好地写出实验报告。其原因是有些学生不知道在实验中观察什么、怎样观察、记录什么。有些学生对实验报告写什么和怎样写还不了解。因此,他们常常把实验报告写得杂乱无章,空洞无物。为此,我们从高一第一节化学课开始,就该注意培养学生写实验报告的能力,其具体做法是:第一、在演示实验中注意培养学生观察现象的能力。为培养学生观察现象的能力,我们对现行中学化学教材中所讲到的现象进行归纳、综合。有光、热、声、态(状态)、颜色、气味、溶解、沉淀、液化、燃烧等等。在每次演示实验或学生实验中,总是要求学生根据实验内容中有无新物质的生成和上述现象内容来观察,并将观察的结果记录好,认真分析,去伪存真,填写于实验报告中。这样要求学生,不仅使学生知道在实验中要观察些什么,使学生对知识获得比较完整的概念,而且也不会漏掉某些重要的实验现象,以致得不到正确结论,使学生动口动眼动手能说会写。第二、为培养学生写好实验报告,从学生的实际出发,让学生在演示实验的过程中,实事求是地认真观察、分析,并记录于表的空格中,经过几次填写,学生就能比较正确、熟练地对实验进行观察记录,做出解释和结论。培养了学生书写实验报告的能力。第三、培养学生绘制装置图的能力。写好实验报告还有一个重要内容,就是正确地绘制装置图。过去学生绘的装置图往往比例失调,难以辨认。近年来,我们在培养学生绘制装置图方面,首先分析各种仪器的构形,找出每件仪器各部分线条的比例关系及每件仪器部分线条之间的比例关系,作反复的绘图练习,使学生在写实验报告时能迅速而正确地画出装置图

[参考文献]:

①朱慕菊《走进新课程》 .北京:北京师范大学出版社

②李广洲 .陆真.化学教学论实验.北京:科学出版社,1999年7月第一版,11--12

③中学化学教学设计 .麦曦主编.新世纪出版社

④化学教学 .上海华东师范大学2001--52000--1

⑤中学化学教学参考 .西安陕西师范大学2002--32002--12