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中学化学实验探究教学初探
顺平中学 石京仙
时间:2011-9-14 15:59:49 来源:spzxxxjyc

现代化学教学观认为,化学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能,更应注重对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练,以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣,形成求学所必需的质疑态度和批判精神,从而培养创新意识和创造能力,要达到此目的,如果没有科学的教学方法,就难以获取预期的教学效果。

近年来,随着我国新一轮国家基础教育课程改革的全面推进,实验教学特别是探究性实验教学得到了前所未有的重视,在“新课程标准”中,一个突出的特点就是更加重视全面提高学生的科学素养。在“课程目的”中明确提出:“养成科学态度和科学精神,树立创新意识,逐步形成科学的世界观,初步学会本学科探究的一般方法,具有较强的本学科基本操作技能,收集和处理信息的能力”。在“课程目标”中进一步明确提出:“养成实事求是的科学态度,初步具有勇于探索,不断创新的合作精神”。因此,实验教学就要求学生能够提出问题,作出假设,设计实验,分析和解释实验中产生的现象和数据,得出合理的结论。进一步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力,初步形成思维的独特性、新颖性及创造性思维品质和创新思维习惯,能运用学到的知识评价和解决实际问题。

探究性实验教学是达到“课程目标”,实现“课程目的”的重要教学手段。

探究性实验教学是指在探究性实验过程中,教师随时为需要的学生提供指导和帮助,并对实验过程进行监控和评价的一类实验教学形式。它实现了学生在实验中的主体和中心地位,让学生亲身经历实验过程和对未知结论的探索,激发学生的思维状态,培养学生的创新意识,初步形成科学态度,培养科学方法,提高学生分析问题、解决问题的能力。

一、探究性实验教学的指导思想

1、以实验为基础

以实验为基础是探究性实验教学的一个重要指导思想,也是以实验为基础的化学教学观在教学中的具体体现。

遵循以实验为基础的化学教学规律,就是把实验作为提出问题,探索问题的重要途径和手段,要求课堂教学尽可能用实验来展开,以激发和培养学生的实验兴趣,充分发挥学生的实验能动性,使学生亲自参与实验,体验通过化学实验进行探索规律的实践活动过程。

2、强调学生的主体性

   树立学生是探究性实验教学的主体,绝不仅指在学生实验教学中,而是指整个探究性实验教学过程的主体地位的确定,有利于纠正教学实践中讲实验、背实验,把学生看成是消极、被动地接受知识“仓库”的错误做法和观点。

3、强调教学的探究性

   探究性实验教学是探究式教学和科学性探究相结合的必然产物,探究性实验教学过程理所当然是一个探究过程,是一个探索性或探究性活动的过程。

 4、强调知识与技能在探究性实验教学中的统一

   探究性实验教学的目标是知识、技能的掌握,能力的形成和科学态度的培养三者的结合,并使学生在掌握科学方法和科学探究过程中实现三者的统一。

二、探究性实验教学的设计:

(一)、发挥老师的主导作用,对实验进行必要的增减、合理的拆分、科学的搭配

在氧气的制取实验中,我们把整体实验分为三个部分来探究:1.装置气密性的检验,2.气体的发生,3.气体收集。在每一分步实验中都包含有一个不同的知识难点和操作技巧:1.装置气密性的检验要求学生有一个形成密闭体系、如何形成密闭体系并检验密闭体系气密性、对物理知识进行应用的能力;2.气体的发生实验要求学生搞清制取气体的反应原理、反应物的选取、反应条件和装置选择的判断和选择的综合性能力;3.在气体收集实验中包括了气体收集方法的选择和正确操作的实验操作能力。为了让学生顺利的突破实验难点,学会一种方法掌握一种技巧,在检验装置气密性实验中,我们是这样引导学生的:

A.思路:气密性 ——密而不漏—— 密闭体系。 设问:如何实现密闭体系?用什么样的连接方式?让学生充分讨论,根据自己的思路选择实验仪器和操作

B.方法:检验装置气密性有那些方法?通过什么现象来判断装置气密性的好坏?应用什么知识来解释你判断的正误?在讨论的基础上让学生提出自己的方案,组装自己的实验装置。

C.展示、比较,得出结论:用手握、用酒精灯微热,看气泡、看水柱等。甚至有些学生大胆地提出能否从管口向装置里面吹气,吹不进去气体,气密性就是好的(这种精神要给予充分肯定,但做法不予提倡)。

D.推广:特殊装置气密性的检验,展示几种实验装置:a.锥形瓶+长颈漏斗+导管;b.锥形瓶+漏斗(漏斗下端比较短);c.锥形瓶+漏斗+有开关导管以上各装置怎么检查气密性?让学生进一步讨论,提出方法,并让他们上讲台演示。

E.总结:通过这一实验使学生具有检验特殊装置气密性的能力。这样,在一个个分步实验中,学生可以充分理解每部分装置选择的原理和方法,拓展思维、掌握知识、提高能力。在顺利完成分步实验后,综合实验就能比较顺利完成,为以后学习二氧化碳等其它气体的制取打下基础。学习一个实验就掌握一类实验技能,学生的实验能力将得到不断提高。

在制取氧气并验证氧气性质的实验中,如果按照课本安排:用加热高锰酸钾来制取并用排水集气法收集氧气,涉及知识面广,难度集中,用一课时很难完成。为此我们将实验进行重新分割组合设计为:第一课时,用过氧化氢制取氧气,用排水集气法收集氧气并验证氧气的性质。第二课时,用高锰酸钾制取氧气,用向上排空气法收集氧气,学会怎样检验瓶内是否集满氧气,学会怎样检验氧气的方法。

实验效果及启发:1.实验现象明显,实验成功率很高,每组学生都能按时完成实验,并体会到了实验成功的喜悦。

2.分散难点,便于探究,引人入胜,易做易学。

3.增加探究内容,给学生更多的实验动手机会,培养学生学习化学的兴趣。

4.在探究性实验教学过程中,教师的主导作用和学生的主体作用是两个中心,教师的主导作用体现在对实验的设计、组织和引导上,学生的主体作用体现在对实验的参与、认知和感受上,两者互相促进是整个探究实验顺利进行并达到实验目的的关键。如何发挥学生的主体作用?核心还在教师的主导作用,教师主导作用的发挥必须体现出教师先进的教学理念,绝不能只是简单的导内容、导过程、导结论,绝不能以为把实验交给学生,由学生自己去完成就是探究,一定要以明确的实验目的、适合学生实际知识水平的实验探究内容、安全可行的实验操作过程和学生具备的思维空间和能力为前提,引导学生完成好每一个实验环节。

(二)、注重实验过程,引导学生观察、探讨实验现象,发现奥秘,获取知识

CO2使烛火熄灭的实验中,在烧杯的底部固定并点燃一根蜡烛,加入浓的碳酸钠溶液,然后向烧杯中加入盐酸。实验中,如果一次加入大量盐酸,只会看到烛火熄灭,如果逐滴加入盐酸就会看到烛火摆动逐渐变小,停止加入盐酸烛火又会变大,如此重复多次烛火都不会熄灭,到最后,连续加入大量盐酸,此时烛火才熄灭。这是一个很有趣而且很吸引学生的实验现象,具有很大的探究空间,我们本着知识不超纲,能力不封顶的原则,设计了一个探究性实验:

目的:验证二氧化碳的化学性质

原理:二氧化碳可以灭火。

仪器及药品:烧杯,玻璃片,蜡烛,碳酸钠溶液,盐酸溶液等

实验步骤:1.把固定在玻璃片上的蜡烛放入烧杯中。

2.在烧杯中加入少量浓碳酸钠溶液。

3.点燃蜡烛。

4.往烧杯中加入盐酸。

老师巡回观察,当发现学生操作中出现上述两种现象时,提醒学生注意,抓住典型,并让学生在投影仪下重新演示。让他们观察,比较实验现象(要求用最简练的语言去准确描写,并及时记录、交流)。

提出问题:1.两个烧杯中烛火熄灭的现象有什么不同?

2.烛火为什么摆动?烛火为什么会变小?为什么又会变大?

3.以上两个操作实验现象不同,那实验操作有什么不同呢? 

得出结论:烛火熄灭的快慢与生成二氧化碳的快慢和量的多少有关:假如一次大量加入盐酸,立即产生大量二氧化碳,烛火立即熄灭逐滴加入盐酸,产生的二氧化碳少,从烧杯底部慢慢增多,慢慢接近烛火,火苗就逐渐变小,杯中气体由于受热形成气流使火苗摆动不定,停止加入盐酸,二氧化碳随气流流失减少,烛火又逐渐变大。

实验启发:1.化学实验包含着很大的探究空间和无限的奥妙,能激发起学生学习化学的浓厚兴趣。

 2.注意观察,抓住细节,发现问题,及时引导,深入探究,提高能力。

 3.知识不超纲,能力不封顶,准确把握,合理突破,培养研究

型的高素质学生。 

(三)、研究改进实验,增强实验的可操作性

对面粉爆炸实验,我们做了如下改进:

实验用品:

用八宝粥罐(带有塑料盖,罐底打一小孔)做反应容器,生粉代替面粉,洗耳球向罐内鼓气,蜡烛做燃烧物。

操作要领:

1.点燃蜡烛并放入八宝粥罐内,罐内小孔口放一定量生粉。

2.让蜡烛继续燃烧,使罐体和生粉充分加热。

3.盖上塑料盖,在小孔处用洗耳球迅速鼓入空气。

实验现象:立即听到爆鸣声,同时看到塑料盖被掀起,火光冲出罐口。

实验特点:

1.  实验用品简单,易得易用。

2.  操作简单,成功率高,实验现象明显。

3.  可进行学生实验,让学生人人动手,亲自操作,感受实验过程,获取知识。

4.  增强学生学习化学的兴趣,增强安全知识,使学生充分认识生活中的一些易燃易爆物品,学会对这些物品的安全使用和处置。

四、及时捕捉信息,随堂备课,引导学生学会探索

在探究燃烧条件的实验中,白磷在燃烧时火星飞溅引燃了铜片上的红磷,红磷燃烧后铜片上出现了白斑和黄斑,这两个斑点是什么呢?

1.猜想:学生分组讨论,提出假设。

学生假设:白斑会不会是五氧化二磷?会不会是五氧化二磷包裹着未起反应的磷?黄斑是不是燃烧时红磷受热产生的其他物质?是不是磷的单质?

2.实验:设计实验验证各自的猜想。学生方案:用火柴来点燃铜片上的斑点;把铜片放入水中,看两斑点是否溶解。

3.结论:①.白班是磷燃烧时产生的五氧化二磷.

        ②.黄斑可以燃烧,是磷单质(及时点评,告诉学生黄磷是黄色的)黄磷。

        ③.黑色物质可能是磷燃烧时与铜反应产生的磷化铜.

4.启发:

(1)设计好探究性实验。要求教师必须有过硬的专业知识和能力,要熟悉学生的具体情况,根据学生的实际情况,在大胆地对课本实验进行变更和重新设计的同时还要为学生以后的学习留有广阔空间。

(2)要认真备课,仔细准备好每一个实验,充分考虑每一个实验细节,挖掘可探究内容。

(3)要有随堂备课的能力,及时抓住课堂的每一个变化,发现闪光点,激发学生兴趣,不断把学生引向深入。

(4)学会探索,不但会作好课本上的实验,而且会在实践中发现新情况,解决新问题。

    探究性实验包含着无限的奥秘和设计空间,只要老师认真作好每一个环节,以课本和课标为基础,结合学生的实际,总会发现、设计出一些形式多样,内容丰富多彩的探究性实验,既引导学生积极参与,主动获取知识,又培养了学生的学科兴趣和实验探索能力。

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