時間:2022-09-05 02:45:12
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學實驗方案,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
綠色化實驗的設計
高中化學實驗大部分是常量反應,所以要減少反應物的用量,同時要循環(huán)利用反應物。選擇合適的實驗條件,減少副產(chǎn)品的產(chǎn)生。制成的產(chǎn)品最好是對環(huán)境友好的無污染的。1.實驗裝置綠色化的改進教師在教學的過程中,除了向學生傳授必需的知識和一定的操作技能外,還應該引導學生對污染環(huán)境的實驗或存在問題的實驗進行裝置的改造,使其成為綠色化的實驗,同時也培養(yǎng)了學生綠色化學的意識和能力。像高中課本中蔗糖和濃硫酸的反應,在大燒杯中加入一定量的蔗糖,然后加入幾滴水,用玻璃棒攪拌均勻。然后加入質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸,用玻璃棒迅速攪拌,發(fā)生反應,觀察實驗現(xiàn)象。在反應的過程中,會有大量具有刺激性氣味的氣體———二氧化硫產(chǎn)生,除了污染空氣外,由于該氣體的刺激性,使人咳嗽不止,有時候會使授課無法進行下去。如何改進實驗裝置才不會污染空氣,同時還能有明顯的實驗現(xiàn)象,具有說服力。教師可以把這個問題留給學生,讓學生做探索性的實驗,不僅可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和綠色化的理念,還可以改進實驗裝置??梢宰寣W生在開放實驗中進行實驗探究,對學生提出的改進方案進行實驗驗證,通過分析得出最可行的方案。最后改進的實驗方案是:在一個大水槽中放入一塊大理石,水面要稍低于大理石,然后將反應裝置置于大理石上,在反應裝置上罩一個大燒杯,罩住反應裝置和大理石。由于有刺激性氣味的二氧化硫氣體溶于水,采用這樣的改進裝置,實驗產(chǎn)生的氣體會全部罩在大燒杯中,會全部被水吸收,不會排到空氣中,不會污染環(huán)境。根據(jù)綠色化學理念,我們對化學實驗進行改進,使其在封閉的裝置中反應。用密封的裝置進行反應,這樣就避免了有害氣體的排放。而且還可以循環(huán)利用密封體系中產(chǎn)生的一切物質(zhì)。2.實驗內(nèi)容綠色化的改進在高中化學教學中滲透綠色化的思想也是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。實驗部分除了是高中化學教學中重要的組成部分之外,還是滲透綠色化思想最有效、最方便的途徑。目前,高中化學實驗中有不少實驗已經(jīng)滲透了綠色化的思想,做出了一定的改進方案,但還有一些有待于學生和教師努力。作為高中的教師,除了向學生傳授知識之外,還應該做一些學術研究,比如改進實驗裝置等。其實防止污染最有效最方便的方法是不產(chǎn)生污染物。既然高中化學中大部分的實驗是驗證性的實驗,那么可以在不影響實驗現(xiàn)象的前提下,采用一些不產(chǎn)生污染的反應物。像在驗證電解質(zhì)導電能力的實驗中,往往會使用一些酸和堿,比如氯化鈉的電解反應中,會產(chǎn)生有害氣體氯氣,可以用硫酸鈉代替氯化鈉,可以有效地避免污染的產(chǎn)生。3.妥善處理化學實驗的廢棄物保護環(huán)境應該從教室和實驗室做起,從學生自身做起。在演示實驗和學生實驗中,都存在廢氣和廢物等問題。對這些問題的處理都滲透綠色化學的理念。固體廢棄物的處理中學化學實驗中固體廢棄物的處理一般都比較簡單,可以回收的大部分都直接回收,不能回收的進行填埋。對于已經(jīng)損壞的儀器,應盡可能地修復,繼續(xù)使用,不能修復時要集中填埋。廢液、廢棄物的處理廢液的處理比較麻煩,中學試驗中會造成環(huán)境污染的廢液一般是酸堿溶液、重金屬鹽溶液、鈣鎂鹽溶液以及有機溶液等。有以下幾種處理方法:酸堿中和法、氧化還原法、沉淀法、稀釋法等。
綠色化學實驗方案
加強排污設備的建設,規(guī)范有害物質(zhì)處理。綠色化學不是一門獨立的學科,它是在傳統(tǒng)化學的基礎上發(fā)展起來的一門更高層次的學科。綠色化學的提出,是響應了我國保護環(huán)境的政策。所以,作為高中化學教師,應該在授課的過程中滲透綠色化學的理念,作為中學化學一線教師,應在中學化學實驗教學中滲透綠色化學理念,將綠色化學的知識、思想和原則滲透到化學試驗中。讓學生樹立綠色化學和保護環(huán)境的意識,關注綠色化學,推動綠色化事業(yè)的發(fā)展。
作者:殷玲玲 單位:江蘇省連云港市贛榆縣贛馬高級中學
關鍵詞: 化學實驗設計 類型和內(nèi)容 教學策略
一、化學實驗設計對發(fā)展學生科學探究能力的意義
所謂化學實驗設計,是指學生在實施化學實驗之前,根據(jù)一定的化學實驗目的和要求,運用有關的化學知識與技能、科學過程與方法,對化學實驗的儀器、裝置、步驟和操作方法進行規(guī)范的一種規(guī)則?;瘜W實驗設計對于發(fā)展學生的科學探究能力、提高他們的科學素養(yǎng)具有重要的意義。首先,它可以激發(fā)學生的化學學習興趣。學生根據(jù)自己所學的化學知識,獨立地或在教師啟發(fā)下,設計出各種實驗方案,成功地解決化學實驗問題,從而產(chǎn)生成功后的喜悅,激發(fā)起更大的學習熱情,成為進一步學習的強勁動力。其次,設計化學實驗方案需要學生靈活地和創(chuàng)造性地運用所學的化學基本能力和創(chuàng)造能力。最后,進行化學實驗設計還需要學生掌握各種科學方法(如實驗、測定、實驗條件的控制、假說等),具有嚴肅認真、一絲不茍和敢于創(chuàng)新的精神,有利于學生認識和掌握科學過程與科學方法,形成正確的化學實驗態(tài)度、情感與價值。
二、化學實驗設計的類型和內(nèi)容
根據(jù)不同的標準,我們可以將高中化學實驗教學中的實驗設計劃成不同的類型。根據(jù)實驗在化學教學認識過程中的作用,它可以分為:
1.啟發(fā)性(或探索性)實驗的設計。
這類實驗是在課堂教學中配合其他化學知識的學習進行的,多采取隨堂實驗的形式。在引導學生進行設計時,我們要注意效果明顯、容易操作、時間短和安全可靠。
2.驗證性實驗的設計。
這類實驗目的主要是驗證化學假說和理論,多采取學生實驗課或邊講邊實驗的形式。在引導學生進行設計時,除了上述要求外,我們還要注意其作為證據(jù)對猜想與假設是否具有較強的說服力。
3.運用性實驗的設計。
這類實驗的目的是綜合運用所學的化學知識和技能,通過化學實驗解決一些與化學有關的實際問題。在引導學生進行設計時,我們要注意靈活性和綜合性,盡可能設計多種方案,并加以比較,進而進行優(yōu)選。
根據(jù)化學實驗的工具,它可劃分為以下兩種類型:
(1)化學實驗儀器、裝置和藥品的改進或代替。
(2)化學實驗方法的改進。一方面,這主要是由于高中化學教課書中,有的實驗因裝置過于繁雜、操作不太方便、方法不合適、可見度較低而影響化學教學效果,因此需要改進方案,重新設計。另一方面,由于高中生受到種種條件的限制,常會發(fā)生缺少某些儀器、藥品的情況,因而需要自制一些儀器和代用品,采用微型實驗,所以也需要對實驗重新進行設計。
三、化學實驗設計的原則
1.科學性原則。
科學性是指實驗原理、實驗程序和操作方法必須與化學理論知識和化學實驗方法論相一致,這是化學實驗設計的首要原則。例如Na2S和Na2SO3的鑒別,在試劑的選擇上就不宜選用硝酸等具有氧化性的酸;在操作程序的設計上,應先溶解,取少量溶液,然后加試劑,而不能溶解后就加入試劑。
2.可行性原則。
可行性是指設計化學實驗時所運用的實驗原理在實施時切實可行,所選用的化學實驗藥品、儀器、設備和方法在中學的條件下能夠得到滿足。例如NaCl、Na2SO4的鑒別,有的學生常選用AgNO3做試劑,認為AgCl難溶、Ag2SO4微溶,從而把兩者加以區(qū)分。事實上,這種方法所依據(jù)的原理在實施時是不可行的。因為硫酸銀不穩(wěn)定,很容易分解成難溶的氧化銀。
3.綠色化原則。
綠色化學是21世紀化學科學的一個重要發(fā)展方向,也是中學化學教學中,學生應樹立的基本化學觀念之一。綠色化學倡導從源頭上就盡可能地消除或減少有毒、有害化學物質(zhì)對環(huán)境的影響,要想實現(xiàn)這一目標,必須首先從化學實驗設計做起。在化學實驗設計中體現(xiàn)綠色化學思想,就要遵循化學實驗設計的綠色化原則,即在化學反應原料的選擇、化學反應的條件的選擇、化學反應的產(chǎn)物、化學實驗的操作等環(huán)節(jié)都要貫徹綠色化學思想。
四、發(fā)展學生化學實驗設計能力的教學策略
1.盡可能為學生提供進行化學實驗設計的機會。
化學實驗設計能力,是實驗探究能力的重要組成部分。進行化學實驗設計的過程,也就是學生經(jīng)歷制定實驗探究活動計劃,發(fā)展實驗探究能力的過程。因此,我們在化學實驗教學中,要盡可能多地為學生創(chuàng)造進行化學實驗設計的機會,使學生在化學實驗設計的過程中,體會實驗設計的重要性,認識實驗設計應遵循的基本原則,初步掌握化學實驗設計的基本方法。
2.增強發(fā)展學生化學實驗設計能力的計劃性。
增強發(fā)展化學實驗設計能力的計劃性是發(fā)展學生的化學實驗設計能力很重要的一個方面。我們應根據(jù)化學實驗教學內(nèi)容的特點、學生知識與技能的基礎和能力發(fā)展水平,有目的、分階段地制定化學實驗設計能力的發(fā)展計劃。
【摘 要】在高中化學實驗教學中,培養(yǎng)學生的探究能力能夠給予學生自主思考、自主探究的廣闊空間,促進學生的全面發(fā)展。本文分別從創(chuàng)設良好的外部環(huán)境,激發(fā)學生的探究欲望;注重學習方法的引導,培養(yǎng)學生的探究能力;引導學生主動參與實驗方案的設計,提升探究能力等方面對高中化學實驗課教學中如何培養(yǎng)學生的探究能力進行了探討。
關鍵詞 高中化學;實驗教學;探究能力
在高中化學實驗課中培養(yǎng)學生的探究能力是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要途徑,也是以實驗為基礎的化學教學觀的具體體現(xiàn)。因此,在高中化學實驗課上,教師不能將實驗中的原因、結果簡單的告訴學生,而要在實驗操作過程中,留出足夠的時間和空間,讓學生參與“實驗任務”。這樣才能激發(fā)學生強烈的求知欲,引導學生積極的思考、不斷的產(chǎn)生疑惑,從而進行討論、探究,在解決實驗問題的過程中,不斷提高自身的探究能力。下面,筆者根據(jù)自身高中化學教學的實踐經(jīng)驗,從以下幾個方面談談在高中化學實驗課教學中如何培養(yǎng)學生的探究能力。
1.創(chuàng)設良好的外部環(huán)境,激發(fā)學生的探究欲望
眾所皆知,人是環(huán)境的產(chǎn)物,要想在高中化學實驗教學中培養(yǎng)學生的探究能力,前提條件是要創(chuàng)設良好地外部環(huán)境。在化學實驗過程中,教師要鼓勵學生各抒己見、暢所欲言,在自由交流和討論中碰撞出創(chuàng)新的火花。高中化學教師要始終遵循“民主平等”的原則,民主教學,充分尊重每一位學生的想法,即便有些想法過于稚嫩、不成熟,并懷著一顆“關愛學生、寬容待生”的心,努力挖掘每個學生身上的閃光之處,多以激勵性的言語來鼓勵學生積極思考、大膽發(fā)言,在增強學生思維能力的同時,促進學生探究能力的提升。
例如,在讓學生完成Fe2+鹽溶液與強堿溶液反應實驗中,同學們都知道硫酸亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:FeSO4+NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4而Fe(OH)2是白色沉淀。但是在實際的實驗過程中,不少同學卻發(fā)現(xiàn)了這樣的實驗現(xiàn)象:裝有NaOH溶液的試管中靠近滴管口有灰色沉淀生成,且沉淀很快變?yōu)榛揖G色沉淀,最后變?yōu)榧t褐色沉淀。這與他們了解的實驗現(xiàn)象有所不同,激發(fā)了學生的好奇心。筆者沒有直接告訴學生引起這一實驗現(xiàn)象的原因,而是鼓勵學生對這一實驗現(xiàn)象進行探討、交流,讓學生各自發(fā)表自己的意見,并進行實驗驗證。
2.注重學習方法的引導,培養(yǎng)學生的探究能力
“最有價值的知識是關于方法的知識”,即掌握一千道化學題答案不如掌握問題的分析方法。要想顯著提升學生化學實驗的探究能力,關鍵在于知識的引導,而非結果的拋出。通過引領學生對化學實驗方案的設計或者實驗方法的改進,讓學生依靠自身掌握的知識以及理解能力、領悟力來解決化學實驗中的問題,才能不斷的啟迪學生的思維與智慧,并能在很大程度上提高學生自主發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力,在獨立依靠自己解決問題的過程中收獲成就感,生成一種內(nèi)在動力,驅使學生更加積極、主動的學習化學知識。
例如,在上述實驗室制備Fe(OH)2的實驗中,在同學們的探討和實驗驗證中,最終得出一致的結論:紅褐色沉淀是Fe(OH)3,而且Fe2+轉化為Fe(OH)3的過程中發(fā)生了氧化還原反應。于是筆者又提出了這樣的疑問,引導學生探究:如何制備一定量的Fe(OH)2并保持一段時間呢?問題提出后,同學們陷入了沉思。于是筆者引導學生思考此實驗在制備過程中的需要注意的關鍵點:需要創(chuàng)造的條件——無Fe3+的環(huán)境;無O2的環(huán)境。那么采取哪些措施可以實現(xiàn)這些要求呢?于是同學們紛紛加入探討之中。
學生1:可以通過加入鐵粉的方法,排除溶液中存在的Fe3+。
學生2:可以通過采取加熱煮沸的措施驅逐溶液中的溶解氧。
學生3:可以采用油封、滴管的使用、試劑瓶裝滿等措施,來盡量避免與空氣的接觸,從而創(chuàng)造一個無O2的環(huán)境。
在高中化學實驗教學中,通過教師的引導,學生的探究積極性被徹底的調(diào)動出來,同學們大膽想象,踴躍發(fā)言,促進了探究能力的提升。
3.引導學生主動參與實驗方案的設計,提升探究能力
在高中化學的實驗教學中,我們一定要滿足化學實驗教學的主體——學生,并不斷的發(fā)展學生的探究能力,提高學生的科學素養(yǎng)。因此,在高中化學的教學中,教師要引導學生參與到實驗方案的設計之中,從而不斷促進學生探究能力的提升。這樣還能讓學生更好地體會到化學實驗方案設置的步驟,進一步了解實驗原理、實驗意義以及實驗中存在的優(yōu)缺點。
例如,在實驗室制備Fe(OH)2的實驗中,通過學生對實驗中實驗現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),實驗中關鍵問題的注意,到最后實驗方案的確定,教師都引導學生運用自己掌握的知識分析、解決,這樣對學生探究能力的提升大有裨益。
方案1:用新制的并加入稀硫酸和鐵屑的FeSO4溶液;用煮沸并冷卻后的蒸餾水配置的NaOH溶液;用長滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面下,再擠出Na0H溶液;在反應液面上滴加植物油或苯進行液封等方法。
方案2:在如圖1裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備。
在試管I中加入稀硫酸和鐵屑;在試管Ⅱ里加入NaOH溶液;為了制得Fe(OH)2白色沉淀,在試管I和Ⅱ中加人試劑,打開止水夾,塞緊塞子后反應一段時間后,關閉止水夾。
通過一步一步引導學生對化學實驗方案的設計,使學生在實驗設計的過程中能更好地利用自己所學,發(fā)揮自己的才能,從而讓學生增強化學實驗學習的自信心,也促進了學生探究能力的提升。
4.結束語
總而言之,在高中化學實驗教學中培養(yǎng)學生的探究能力,能活躍學生的思維,挖掘學生的潛能,已經(jīng)將傳統(tǒng)實驗教學中學生的被動、機械的操作轉變?yōu)橹鲃犹骄康膶嶒炐问健T谶@樣的教學模式中,能更好地促進學生自主的觀察實驗現(xiàn)象,并從實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,主動設計實驗方案進行驗證,調(diào)動學生利用已掌握的知識去解決問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從而使得學生真正成為化學實驗教學的主體。
參考文獻
[1]王洪珠.高中學生化學實驗探究能力培養(yǎng)嘗試[J].新課程導學2011(31)
[2]曾云飛.在高中化學實驗課教學中培養(yǎng)學生探究的能力[J].分析速讀(中旬)2014(4)
一、問題提出
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗是化學教學的重要內(nèi)容,是化學教師常用的教學手段,也是學生學好化學的有效方法。
改革后的新教材在實驗編排上得到加強,《普通高中化學新課程標準(實驗)》中必修Ⅰ模塊的內(nèi)容標準要求學生初步認識實驗方案設計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學學習和科學研究中的應用。《普通高中化學教學大綱》也明確提出:化學是一門以實驗為基礎的學科。加強實驗教學是提高化學教學質(zhì)量的重要一環(huán)。培養(yǎng)學生的實驗能力有助于學生學好化學,提高科學探究的水平。教師應通過實驗教學和開展有關的課題研究,培養(yǎng)學生的實驗操作技能和實驗設計能力,引導他們綜合運用知識和技能解決一些簡單的化學實際問題。
二、化學實驗設計的原則
1.目的性原則:在整個實驗設計過程中,如實驗裝置、實驗步驟等的設計都應圍繞實驗目的和要求進行。
2.科學性原則:科學性是化學實驗設計的核心原則。在整個實驗設計過程中,實驗原理、裝置原理以及操作原理都必須與化學理論知識、實驗方法論和實驗研究過程相一致。簡單來說就是實驗設計應該具有合理性。
3.安全性原則:化學實驗設計中應當盡量避免使用有毒藥品或反應生成有毒氣體物質(zhì),以及具有一定危險性的實驗裝置和實驗操作。
4.可行性原則:可行性是化學實驗設計的根本原則。主要包括兩個方面:一是實驗原理、裝置原理和操作原理以及實驗方法切實可行;一是所選用的儀器、設備和藥品在現(xiàn)有條件下能得到滿足。
5.簡約性原則:實驗設計方案越簡單越好。
6.創(chuàng)新性原則:創(chuàng)新是實驗設計的靈魂?;瘜W實驗設計要敢于突破陳規(guī),能反映新事物、新觀點、新理論、新方法和新思路,體現(xiàn)新穎、獨特的特點。
7.最優(yōu)化原則:在化學實驗設計中,對所運用的反應原理、裝置原理、操作原理和實驗方法等進行全面優(yōu)化,或是在多個實驗設計方案中選取最佳實驗設計方案。
三、化學實驗設計能力的培養(yǎng)策略
1.講清實驗原理,挖掘經(jīng)典實驗的設計思想
實驗原理是化學實驗的核心部分,它不僅貫穿于化學實驗的始終,而且還影響化學實驗的方方面面,在一定程度上決定著實驗的方法和步驟,因此,充分理解實驗原理是形成實驗設計能力的基礎。化學實驗設計思想是化學理論和化學實驗之間的橋梁,是化學實驗設計的靈魂,是根據(jù)相關的化學實驗課題,以化學理論為依據(jù),思考、指導怎樣進行化學實驗的理性認識。任何化學實驗,都有其各自設計思想,一個成功的實驗,其設計思想包含著對以有知識靈活運用與創(chuàng)造性的科學構思。引導、啟發(fā)學生挖掘、繼承前人的實驗設計思想,是培養(yǎng)學生實驗設計能力的有效途徑。
2.挖掘化學實驗教學資源,在教學過程中有計劃地讓學生參與或設計相關實驗
中學生的化學基礎知識體系還不夠健全,一般不可能實現(xiàn)像科學家那樣運用科學方法,通過探究的途徑去發(fā)現(xiàn)人類尚未認識的科學事物及規(guī)律。在這種情況下,探究性實驗教學在內(nèi)容的選擇上,應立足于教材、貼近生活的情景素材,以具體的化學問題為載體,挖掘教材、生活中的素材,創(chuàng)設學習情境。將科學探究的方法滲透于某一具體的課題內(nèi)容教學之中,實現(xiàn)培養(yǎng)學生實驗設計能力的目標。
3.改驗證性實驗設計為探究性實驗
在化學教學中要有計劃的指導學生將驗證性實驗設計成探索性、研究性實驗,為學生探索和創(chuàng)造提供廣闊的實踐活動空間和思維分析空間,讓學生積極探索的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、調(diào)整實驗設計方案,使自身的探索過程不斷趨向科學、合理,從而使學生充分體驗探索性實驗的魅力,提高實驗設計能力。
4.重視生活情景中的科學探究實驗體驗
化學是與日常社會生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密的自然科學,這就決定了自然現(xiàn)象、社會生活、生產(chǎn)實踐都能為化學教學提供豐富而有效的科學探究素材。如食品袋中常放的脫氧劑,可以利用這一日常社會生活中學生熟悉的情景,去引導學生對脫氧劑成分進行探究,觀察其顏色。根據(jù)其脫氧原理及顏色進行假設與猜想,進行實驗探究,將粉末分別加入水、堿、酸中,觀察到前兩者沒明顯變化,后者冒氣泡,反應后一段時間加硫氰化鉀溶液,發(fā)現(xiàn)變紅即存在鐵離子,逐步引導學生抽象出脫氧劑粉末中存在鐵粉這一結論。在這一實驗探究體驗學習過程中,學生不僅實驗設計能力提高,也提高了分析問題、解決問題的實踐能力。
5.分析實驗設計方法,拓寬實驗設計思路
在實驗教學中,要培養(yǎng)學生實驗設計能力,就必須引導學生認真分析實驗設計方法,拓寬實驗設計思路,進行同一實驗問題多個實驗方案并優(yōu)選的設計方式,使學生從中體會實驗設計思想,掌握實驗設計方法,從而達到培養(yǎng)實驗設計能力的目的。
6.對實驗方案設計提供咨詢
由于中學生的知識水平參差不齊,在實驗設計的過程中,遇到的問題肯定很多。所以,這就需要教師要一一給予幫助,提供必要的咨詢服務。在整個設計過程中,要采取邊扶邊放的政策,切不可包辦代替,要逐步培養(yǎng)學生獨立設計實驗方案的能力。
7.在化學考核中滲透探究性實驗方案設計的內(nèi)容
對學生進行化學考核時,要盡量改變過去重知識輕能力的考核方式,要求命題標準不僅要具有代表性和充分的知識覆蓋面,而且要符合實驗能力考核的目的要求。通過考核,真正能體現(xiàn)出學生掌握知識和技能的情況?;瘜W考核的命題,應注重對學生探究性實驗設計方面考核。
8.及時指導學生總結,不斷提高學生實驗設計水平
關鍵詞:實驗;設計;基礎;能力;培養(yǎng)
實驗是科學研究的靈魂。化學是一門實驗性非常強的學科。新課程重視學生的能力培養(yǎng)?;瘜W能力的培養(yǎng)目標是多方面的,其中包括學生實驗動手能力和實驗設計能力等。從目前中學化學教學的實際情況來看,化學實驗設計能力的培養(yǎng)還未能得到應有的重視。《義務教育化學課程標準》“設計思路”中的“課程目標”第4條明確指出:“初步形成基本的化學實驗技能,初步學會設計實驗方案,并能完成一些簡單的化學實驗?!笨梢?,化學設計能力的培養(yǎng)在化學新課程培養(yǎng)目標中占有一席之地。事實上,實驗設計能力的培養(yǎng)有利于促使學生形成良好的邏輯思維能力、嚴謹?shù)膶嶒炋骄磕芰蛣?chuàng)造意識。
在有實驗的課堂中,教師可以靈活處理教材,把演示實驗設計為學生自己設計實驗的環(huán)節(jié)。可以設計實驗操作步驟,可以先設計方案然后驗證實驗,也可以是開放性實驗方案的設計。如此教學不僅有利于學生對已學知識進行回顧,而且能培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力,讓學生的思維更加活躍。
培養(yǎng)學生設計實驗方案的能力是一個長期的過程。在此,筆者就如何有效地培養(yǎng)學生的實驗設計能力的問題進行了初步探討。
一、夯實形成設計能力的基礎,循序漸進地培養(yǎng)學生的設計能力
必要的化學學科知識、化學實驗的相關原理、規(guī)則等知識,以及一定的動手操作能力,這些都是進行化學實驗設計的基礎和前提。化學教師必須有計劃地指導學生夯實實驗設計能力形成的基礎。
在具體教學中,教師要準備充足的史實資料及生活中的典型實例,讓學生通過分析資料,切身體驗、了解物質(zhì)的物理性質(zhì)和實際用途;并在適當?shù)囊龑抡莆瘴镔|(zhì)的化學性質(zhì)等知識。針對一些難度大或方案多的實驗設計,老師可以提供一定的知識背景,或做好有關基礎知識的回顧,并引導學生從哪幾個方面思考問題,更有利于學生獲得靈感,提出方案,建立自信與成就感。
學生在學習時往往會有理解上的困難,會產(chǎn)生問題,這時最好的辦法不是教師的“排憂解難”,而是教師的導航,通過拓展來擴大學生的背景面,從而水到渠成地讓學生自我解決疑難。教學中關于實驗設計的問題應該由易到難,層層深入。同時要優(yōu)化組合,整合方案。
操作流程為:知識鋪墊提出問題小組討論代表陳述方案教師評價按新方案進行實驗。
二、分類型對學生進行實驗設計的訓練
針對初三化學教材中出現(xiàn)的實驗案例,筆者認為可以分為以下幾種實驗設計類型。
1.實驗步驟的設計
此種設計難度較小,設計前給出一定的知識做鋪墊,讓學生有“梯子”往上爬。具體如下:
(1)水凈化步驟的實驗設計:先給出幾種凈化水的方法做知識鋪墊。比如,靜置沉降法,吸附,化學沉降法,過濾,消毒,然后讓學生按順序設計出具體的凈化水的操作步驟,可以讓學生在消化每種方法的同時學會運用,提高實踐能力。
2.驗證性實驗的設計
此種設計難度適中,在學生思考過程中隨時注意引導,讓學生有“方向感”。例如,以下驗證性實驗的設計:
3.開放性實驗方案的設計
此種設計難度較大,在教學上鼓勵學生多維度設計方案,鼓勵一問多解的學生,并對每種方案的可行性、易行性、優(yōu)劣進行及時評價。例如:
(1)證明氧氣的體積在空氣中含量為:雖然教材有一套裝置可證明空氣中氧氣的含量,但可以提出同樣的問題讓學生討論出更多的設計方案證明氧氣的體積分數(shù),培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。筆者在教學中聽到的學生設計就超出了教師的預想,很多方案非常巧妙。
培養(yǎng)學生設計實驗方案的能力是一個長期的過程,在此過程中,教師應當尋求最有效的教學方法。我認為,夯實形成設計能力的基礎,循序漸進地培養(yǎng)學生設計能力是十分必要的,而分類型訓練則是提升學生實驗設計能力的有效策略之一。
參考文獻:
[1]苗深花.影響化學實驗設計能力培養(yǎng)因素的調(diào)查分析.化學教育,2005(03).
本文僅以“鹽酸和氫氧化鈉溶液能否發(fā)生化學反應”為例,來說明在教學中如何有效指導學生進行化學實驗設計。
一、發(fā)現(xiàn)問題,確立研究內(nèi)容
實驗設計方案的題材新穎,更容易引起學生探索的興趣和愿望,激發(fā)求知欲。所以,在教學中教師要善于為學生創(chuàng)設問題情景,引導學生提問。提問是學生進行探究的動力,鼓勵學生多提問,改變“教師問,學生答”的呆板模式,變“學生答”為“學生問”,活躍思維。要借助依據(jù),鼓勵學生猜想,培養(yǎng)學生形成假設的能力,從而確立研究內(nèi)容。
例如,在學習“中和反應”內(nèi)容時,可先演示趣味小實驗“變色的小花”,激發(fā)學生學習的興趣和欲望,再創(chuàng)設真實生動的問題情景:教師向一支試管中加入少量氫氧化鈉溶液,再逐漸滴加稀鹽酸,振蕩,使其充分混合。讓學生觀察實驗現(xiàn)象,教師再提出問題:氫氧化鈉溶液和鹽酸混合在一起后,我們并沒有觀察到明顯變化,它們之間是否發(fā)生了化學反應?同學們就會七嘴八舌,各抒己見:①兩者沒有發(fā)生反應;②兩者發(fā)生反應了。同時也就確定了研究內(nèi)容,即鹽酸與氫氧化鈉能否發(fā)生化學反應的實驗驗證。
二、根據(jù)研究內(nèi)容,設計實驗方案
在確定了研究內(nèi)容的基礎上,教師要引導學生分析所研究的內(nèi)容。首先,對研究的課題所涉及的化學原理,對參加化學反應的各種物質(zhì)的性質(zhì)要有全面、較深入的了解和認識,要盡可能估計到在什么樣的實驗條件下,可能發(fā)生什么樣的化學反應,以及產(chǎn)生什么樣的實驗結果。其次,必須按照化學反應原理,根據(jù)化學反應物質(zhì)和生成物質(zhì)的性質(zhì)、實驗條件的控制、發(fā)生反應時可能產(chǎn)生的能量變化,來預選實驗方法和手段。然后,確定實驗操作的程序和步驟。在實驗控制條件方法上,可向學生介紹全面比較法、優(yōu)選法、正交試驗法等探尋最佳實驗條件的方法,設計出合理的化學實驗方案,以保證化學實驗的順利實施。教師要從實驗目的、實驗原理、實驗步驟設計、實驗藥品和儀器及裝置、實驗操作及操作規(guī)程、實驗結果的處理等六個方面進行指導,以幫助學生設計出自己的實驗方案。
例如,在上述“鹽酸和氫氧化鈉能否發(fā)生化學反應”的實驗驗證中,教師可以提供一些備選的實驗藥品(鹽酸、氫氧化鈉、石蕊、酚酞、pH試紙等)和儀器(玻璃杯、溫度計、試管、燒杯等),并引導學生分析指示劑與酸、堿反應的顏色異同,酸、堿性溶液的pH異同,化學反應常伴隨著能量變化等化學知識,通過對比分析來設計出實驗方案:①借助酚酞的變色來驗證;②借助石蕊的變色來驗證;③通過測溶液的pH來驗證;④測溶液的溫度變化來驗證。
三、討論實驗方案的可行性
實驗設計的方案初步形成后,教師要嚴格把關,與學生一起對實驗設計方案的可行性,要從理論應用是否正確、實驗方法是否可行、能否達到預期目的等多個方面進行論證,反復修改,最終加以確認并實施。
例如,在上述實驗驗證中,學生說:可以用紫色石蕊試液。具體操作是:在盛有NaOH溶液的試管中滴加2滴紫色的石蕊試液,石蕊變藍色,然后逐滴加入鹽酸,此時若藍色變成紫色,說明NaOH與鹽酸發(fā)生了反應。有的學生會馬上反駁:這方法不好,因為“藍變紫”分辯不清,應改為在盛有鹽酸的試管中滴加2滴石蕊,石蕊變紅色,然后逐滴加入NaOH溶液,當紅色變成紫色,證明它們發(fā)生反應。有的學生建議:可以做一個對比實驗。其他學生也發(fā)表了自己的看法:用酚酞作指示劑,因為NaOH能使無色酚酞試液變紅色,滴加鹽酸后紅色變無色,就證明了NaOH與鹽酸發(fā)生了反應。
還可以用pH試紙,從pH>7一直測到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH與鹽酸混合,然后用手摸(或者用溫度計測量混合前后溶液的溫度變化),如果發(fā)燙,說明反應了。教師既要引導學生分析各個方案的理論正確性,又要引導學生分析自己的實驗方案是否能完成,是否能達到驗證目的,如果達不到目的,應該怎樣改進,以確保學生的實驗方案確實可行。
四、依據(jù)方案,進行實驗
在整個操作過程中,教師要密切注視每個學生的實驗情況,并作具體指導,確保實驗萬無一失。引導學生對實驗中可能出現(xiàn)的問題要認真思考,分析其中的原因,然后有針對性采取相應的措施,進行必要改進,逐步培養(yǎng)學生的科學實驗態(tài)度和探究精神。
例如,在上述驗證實驗中,學生的很多錯誤操作都會導致實驗失敗,鹽酸和氫氧化鈉溶液的量的控制恰當與否,直接影響到溶液的顏色變化。氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液,溶液變成了紅色,過了一會兒,紅色溶液可能變?yōu)闊o色;滴入鹽酸后,還可能產(chǎn)生氣泡;用手摸試管底部,溫度變化可能不明顯等現(xiàn)象都有可能發(fā)生, 教師要從多方面進行指導,以保證學生能夠按自己的實驗設計方案完成化學實驗。
五、對實驗方案進行分析與評價
學生完成自己的實驗方案設計,并按實驗方案進行實驗操作后,教師要引導學生分析和討論實驗方案的優(yōu)點和不足,再對實驗方案進行評價。對于學生設計的實驗方案,教師要引導學生從實驗方案設計的步驟和方法是否完善、實驗設計的內(nèi)容是否全面、實驗內(nèi)容是否有針對性、實驗操作理論是否正確、實驗操作是否簡單易行安全可靠、實驗成本是否經(jīng)濟合理等方面進行全面綜合評價,進而分析出自己的實驗方案的優(yōu)點和不足,并加以改進。
在新課程理念下,化學實驗是將現(xiàn)實現(xiàn)象帶入課堂,使化學這門學科與我們的生活更加貼切,也使化學這一門學科與現(xiàn)實社會、生活現(xiàn)象、自然規(guī)律緊密聯(lián)系在一起.只有將課程與現(xiàn)實生活緊密結合,才能更好地使知識點被學生所掌握,而且通過具體的實驗可以增強學生的動手動腦能力.因此,在化學學習中,化學實驗教學是重中之重的.二、實驗教學的作用
1.化學實驗是進行知識傳授與知識創(chuàng)新的重要手段
教師可以通過實驗將課堂內(nèi)容更好地傳授給學生,學生在做化學實驗的同時也對知識點進行了復習與鞏固,并且在一定程度上除了對知識點進行適當?shù)膭?chuàng)新,實驗中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也會給學生留下深刻的印象,有些實驗現(xiàn)象可以激發(fā)學生對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因的好奇,進而進行深入探索,而新的知識總是在探索中誕生的.
2.將實驗與實際相結合
實驗來源于現(xiàn)實生活,所學的知識需要學生能夠學以致用,因此,將化學知識點通過實驗的形式展現(xiàn)給學生,使所學內(nèi)容更加貼近生活實際,能更加符合教學目標,使學生看到生活中的一些現(xiàn)象時就能想到產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,能夠想出解決方案,加快學生的思維速度,這也體現(xiàn)了對課堂知識的活學活用的特點.
3.在化學實驗教學中讓學生參加化學實驗
學生可以設計相應的化學實驗方案,選擇實驗中所需要的化學藥物與器材.這就需要學生對實驗藥品的性質(zhì)、實驗目的、反應原理、實驗方法、實驗過程步驟、實驗意義以及實驗所存在的優(yōu)缺點有一個全面的掌握和了解.這也是化學實驗教學的價值體現(xiàn),在培養(yǎng)學生動手動腦能力的同時也對化學實驗基本內(nèi)容進行了鞏固.
4.掌握化學常識
在現(xiàn)實生活中可以知道哪些化學物質(zhì)對人體是有傷害的,以便在化學實驗中可以及時對其進行合理預防,可以使學生按照要求做實驗,確?;瘜W實驗可以順利完成,也有利于學生對化學實驗知識體系進行構建.了解到哪些氣體、液體、固體等對自然生活會造成環(huán)境污染,在生活中可以對社會環(huán)境規(guī)劃管理起到監(jiān)督的作用,做到保護環(huán)境從自身做起,為身邊的群眾做一個典型模范.三、如何進行實驗教學
1.由傳統(tǒng)的教師演示轉化為教師指導學生操作
現(xiàn)今,生活水平有了相應的提高,因此教學設備也相應完備,在新課程理念下開始加強對化學實驗的重視,將之前在化學教學中的欠缺不足之處及時彌補上來.之前在化學教學中,教師處于主動狀態(tài)學生處于被動的狀態(tài),而現(xiàn)在通過讓學生自己來做實驗,教師和學生的主被動關系就發(fā)生了顛倒,想要更好地掌握知識點就必須要親自實驗.這樣,可以讓學生從被動學習轉向為主動學習,有利于學生對化學知識點的吸收,促使學生在化學實驗中發(fā)現(xiàn)化學的奧秘.
2.由原先教材的固定化轉為實驗的開放化,使實驗的個性化特征不斷加強
本文是本人在高中化學實驗應用中得出的一點體會:
首先,弄清化學實驗與探究性學習的關系
在中學化學教學中,充分利用化學學科“以實驗為基礎”的基本特征,挖掘和開發(fā)化學實驗在探究性學習中的功能,對于改變學生的學習方法,形成終身學習的能力具有重要的意義。
一、化學實驗是探究性學習的一種重要途徑
探究性學習是學生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學的價值觀和活動過程。化學實驗是學生化學學習中的能動的實踐活動形式?;瘜W實驗為學生創(chuàng)設了親身參與實踐的情境,具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能?;瘜W實驗的功能和探究性學習的特征決定了化學實驗必然是探究性學習的重要途徑。
二、化學實驗作為探究性學習途徑的教學策略
在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行探究性學習,要充分挖掘化學實驗在探究性學習中的功能,發(fā)揮化學實驗在探究性學習中創(chuàng)設問題情境、驗證假設或猜想等環(huán)節(jié)中的作用,探究開發(fā)探究性實驗,引導學生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和探究解決問題的方法,在化學實驗中培養(yǎng)學生的科學素質(zhì),實現(xiàn)學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。
第二,化學實驗與探究性學習課題的選擇
通過化學實驗開展探究性學習,必須著力培養(yǎng)學生的化學實驗能力和自主學習能力,同時也必須依據(jù)學生的知識能力來確定探究課題,特別是依據(jù)學生的化學實驗能力來選擇適當?shù)奶骄空n題。根據(jù)我們開展探究性學習的體會,在服從課題探究的原則基礎上,我們主要采用以下幾種方法選擇課題。
一、結合化學教學選擇探究課題。當今課改的重要任務就是要提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,適當增加一些探索性實驗,有利于提高學生的探索欲望,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如Fe2+和Fe3+的轉化,可以改進為探索性實驗:根據(jù)現(xiàn)有實驗條件,如何實現(xiàn)Fe2+和Fe3+的轉化?讓學生首先設計實驗方案,其次交流設計思想,篩選確定最佳方案,最后實施實驗并得出實驗結論。這種探索過程比空洞的講授更能調(diào)動學生利用多種感官主動參與信息加工、構建知識,使學生的潛能得到更好的開發(fā)。
二、結合日常生活選擇探究課題。社會生活中的問題無處不在,我們引導學生從自己身邊開始思考,提出問題,并篩選確定探究課題,然后讓學生收集資料、探究實驗方案,通過實驗自主探討、自主學習,極大發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。如探討鐵生銹的原因,一方面學生選擇了生活中常見的各種鐵件,又設計了銹蝕的不同條件開展實驗,另一方面學生又到工廠、商店、居民區(qū)、農(nóng)村……開展實地調(diào)查,學生對鐵生銹的原因、造成的危害及預防生銹的措施有了全面深刻的認識,寫出了較高質(zhì)量的化學小論文。
三、結合當?shù)厣a(chǎn)實踐選擇探究課題。我們結合當?shù)亟?jīng)濟建設的實際情況,結合課外活動及實踐活動的開展,讓學生大膽探索、積極創(chuàng)新。譬如圍繞水的問題,可以啟發(fā)學生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監(jiān)測、防治等方面去思考,學生積極性高,提出了許多問題,他們調(diào)查排污口,參觀自來水廠,監(jiān)測水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量,并請來環(huán)保局人員共同分析,取得了良好的社會效益。
四、結合化學課外活動選擇探究課題。利用化學課外小實驗、趣味化學實驗、化學小魔術等積極探討化學實驗的設計方案,探究化學實驗的現(xiàn)象、實驗裝置、實驗操作、實驗觀察、實驗記錄、實驗分析和實驗報告。如自制汽水的原理與方法、熱水瓶(鍋爐)中水垢成分的分析、相片沖洗原理的探索等等。
第三,探究性學習在化學實驗應用
1.設計實驗方案。教師提出實驗目的,讓學生設計實驗方案,然后師生共同逐個討論,尋找多種方案或確定最佳方案。例如,在學習實驗室制乙烯這一內(nèi)容時,先說明乙烯中會混有SO2和CO2氣體。讓學生設計實驗,證明它們的存在。結果學生都知道應先將氣體通過裝有品紅溶液的洗氣瓶,看到品紅褪色,證明有SO2氣體。但在接下來的檢驗CO2存在的操作中,意見出現(xiàn)了分歧,學生提出了如下方案:①將氣體通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;②將氣體通過裝有足量的NaCHO3溶液的洗氣瓶后,再通入澄清的石灰水中,石灰水渾濁;③將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;④將氣體通過裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中,溶液不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁;⑤將氣體再一次通過裝有品紅溶液的洗氣瓶中,品紅不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁。然后師生討論:方案①和③沒有將可能未與品紅溶液反應完全的SO2帶入澄清石水中,方案不合理;方案②雖完全除去了SO2氣體,但SO2與NaCHO3溶液反應會產(chǎn)生CO2氣體,顯然也不合理;方案④和⑤既能完全除去SO2氣體,也不會減少或生成CO2氣體,且現(xiàn)象明顯,上述兩個方案都合理。
2.改進實驗裝置。教材上有些實驗裝置復雜、實驗費時費藥,有些實驗現(xiàn)象不夠明顯,還有些實驗環(huán)境污染嚴重等等,教師可帶領學生對這些實驗進行改進。如酚醛樹脂制取實驗以后,試管難以洗凈,每次實驗只得更換試管,改進后我們用醫(yī)用廢磷霉素小瓶替代試管進行實驗,不但節(jié)省了大量的試管,而且藥品用量比原來少了許多。
關鍵字:應用型人才;有機化學實驗;教學改革
G642.4;O62-4
通化是位于吉林省東南部一座現(xiàn)代醫(yī)藥城,近年來對藥學方面的人才需求越來越多。我校作為吉林省東南部唯一一所高校有責任為其培養(yǎng)更多的專業(yè)人才,為適應現(xiàn)今社會對人才的需求,結合我校學生特點,確立了實踐性應用型人才培養(yǎng)模式。從藥學專業(yè)的課程設置(無機化學及實驗、有機化學及實驗、生物化學及實驗、藥物化學及實驗、分析化學及實驗等)可看出,有機化學及實驗具有承前啟后的作用,可為后續(xù)課程打下良好基礎。在當今的實踐性應用型人才培養(yǎng)模式下,學生的動手操作能力成為衡量人才的重要標準之一,所以在藥學專業(yè)的有機化學實驗教學中,改革傳統(tǒng)的實驗教學模式,培養(yǎng)和加強學生的實驗動手能力和創(chuàng)新能力顯得日益重要[1]。本文從以下四個方面就我校藥學專業(yè)的有機化學實驗教學改革進行簡單總結。
一、依專業(yè)特點改革教學內(nèi)容
對于藥學專業(yè)來說,有機化學實驗是必修課,與其后續(xù)課程生物化學實驗、藥物化學實驗聯(lián)系緊密。由于在后續(xù)課程中多是合成實驗,所以要求在有機化學實驗中要打好基礎,提高學生的實驗技能。因此我們在設計有機化學實驗內(nèi)容時加大了基礎操作的比例,如熔點的測定、折光率和旋光度的測定、蒸餾和沸點的測定、水蒸氣蒸餾等。而對于綜合性設計性實驗的選擇,一方面我們要考慮其與藥物的相關性,如乙酰苯胺(解熱鎮(zhèn)痛藥)的制備;二要考慮對基礎操作的應用,如呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備,在這個實驗中會進一步熟悉鞏固洗滌、萃取、蒸餾、減壓過濾、重結晶等基礎操作;三還要考慮學生的學習興趣,激發(fā)他們學習的積極性和主動性,因此我們選擇茶葉中提取咖啡因這個實驗。對合成出來的產(chǎn)品,我們會進行不同的分析檢測,如性質(zhì)實驗、熔點或折光率的測定、紅外光譜分析等。依據(jù)新的實驗內(nèi)容,學生通過一學期有機化學實驗課的實訓,不僅提高了實驗技能,為后續(xù)課程打下堅實基礎,同時因為實驗可以對理論知識進行驗證,也提高了學生學習有機化學理論課的興趣。
二、依學生特點改革教學方法
傳統(tǒng)的有機化學實驗課程采用“填鴨式”教學方法,這種灌輸式教學、機械式操作、結論性結果,嚴重束縛了學生的創(chuàng)新能力,使得學生普遍缺乏實驗的熱情和主動性[2]。不利于學生創(chuàng)新思想的培養(yǎng),更不利于培養(yǎng)實踐性應用型人才。因此我們從以下兩方面進行改進:
1.課前預習
預習是實驗課的前奏。預習程度是否充分直接影響后續(xù)實驗的結果[3]。對于每一個有機化學實驗,都會提前一周布置任務,每一個大組(15人左右),分成三個小組,自行安排實驗預習任務,包括文獻的查閱,上課內(nèi)容的講解,課后習題的解答等,在每組上交的預習報告內(nèi)要注明每位同學的分工,老師在課堂上會根據(jù)每名同學的分工不定r提問,以防有的同學偷懶,渾水摸魚。對于綜合性設計性實驗,每組同學之間也可相互溝通,通過查閱文獻論證實驗方案的可行性,確定不同的實驗方案,如乙酰苯胺的制備,這是一個胺的酰化反應,可采用傳統(tǒng)的方法即苯胺和乙酸作為反應原料,是否可以用羧酸衍生物來代替乙酸呢?這就需要學生做好充分的預習,給出合理的實驗方案。這樣的預習方法既給了學生一定的壓力,也會讓他們產(chǎn)生將理論知識應用于實踐的成就感,提高了學習興趣。
2.改變教學主體
在實驗的講解過程中,讓學生成為課堂上的主體。每組派出一名代表講解實驗方案,不同的實驗可派不同的人講解,讓每位學生都參與實驗教學過程,成為教學的真正主人,即可以全面、自由地發(fā)揮自己所掌握的知識,積極主動思考實驗有關問題,又可以讓學生體驗教師職業(yè)的神圣與不易。教師則對學生的教學過程和表現(xiàn)綜合評價打分。這樣的教學過程不再是教師對學生灌輸知識,而是學生在教師的指導下,積極獲取知識,提高學習能力的過程。隨著學習興趣提高,學生通過自我講解,自我展現(xiàn)、自由發(fā)揮,活躍了課堂氣氛,融洽了師生關系,提高了實驗教學效果[4]。教師在學生實驗的過程中要不斷巡視,及時糾正學生的不規(guī)范操作,現(xiàn)場指導和答疑。對于實驗過程中出現(xiàn)的問題要求學生以組為單位討論解決,并分析其原因。也可采用啟發(fā)式的提問方式引導學生思考,給出合理的解決辦法。
三、完善實驗考核機制
由于有機化學實驗課注重培養(yǎng)學生的動手能力及分析問題、解決問題的能力,因此在考評方法上加大了平時成績所占的比例:即平時(60%)和期末(40%)。平時成績的評判原則包括預習報告(30%)、實驗操作(40%)、實驗結果(10%)及實驗報告(20%),這四項成績的綜合即為平時成績。預習報告包括以組為單位實驗方案的設計及在課堂上的講解;實驗操作除了考察學生的動手能力外,還包括學生對實驗的記錄情況,要求在實驗中詳細記錄實驗現(xiàn)象;實驗結果指每組產(chǎn)品的質(zhì)量或體積、外觀及顏色等。實驗報告中應記錄最終實驗方案、實驗結果及結果分析,分析實驗中出現(xiàn)的問題、實驗結果與預期結果的差距,產(chǎn)生原因及解決方法等。期末考核則包括筆試及操作兩部分,各占20%,筆試由教研室教師集體討論出題;操作則是對基礎操作進行考核,對不同的操作進行編號,學生抽簽決定考哪一個操作,這就要求學生在考前充分準備,培養(yǎng)其嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實驗習慣。
四、開放有機化學實驗室
有機化學實驗室對于化學學院的學生一直是開放的,但由于制藥學院與化學學院分屬不同學院,因此很少有藥學專業(yè)的學生過來做實驗。我們在課堂上加大了宣傳力度,向學生保證我們的“售后服務”較好,對于學生在后續(xù)課程中遇到的問題可以到有機實驗室尋求解決方法,同時有機實驗室也和制藥學院的生物化學實驗室、藥物化學實驗室合作開放,兩個學院的學生可以在做畢業(yè)論文的時候實現(xiàn)資源共享。
總之,有機化學實驗課程的教學改革通過近兩年的實踐,取得了較好的效果,提高了學生的學習興趣,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,為培養(yǎng)實踐性應用型人才打下了良好的基礎,但在日后的教學中我們還會繼續(xù)努力。
參考文獻:
[1]劉杰. 高職藥學專業(yè)有機化學實驗教學方法初探[J]. 山西職工醫(yī)學院學報, 2010 , 20 (1): 99-100.
[2]曹展梅.關于有機化學實驗教學改革的探討[J]. 揚州教育學院學報, 2005, 23(3): 43-46.
一、探究式學習的內(nèi)涵和特征
1.探究式學習的內(nèi)涵
探究式學習是指學生在教師指導下,以類似科學研究的方式去主動獲取知識、應用知識、解決問題、形成觀點的一種學習方式。讓學生在理論學習、史料閱讀、問題討論、實驗操作、課題研究中獲得學習的能力、掌握學習的方式,學會學習;它是學生學習化學的一種重要方式,也是培養(yǎng)學生探究意識和提高探究能力的重要途徑,也體現(xiàn)了新課標知識與技能培養(yǎng)的理念。
2.探究式學習的特征
化學探究式學習是一種以科學證據(jù)為基礎的活動。通過獲取證據(jù)、分析證據(jù)來預測和推理,并做出合理的解釋,得出探究結論。
探究式學習是針對一定的“問題”所展開的,新課程標準要求學生學習實驗研究方法,體驗探究過程,培養(yǎng)“問題意識”,所以能夠發(fā)現(xiàn)和正確表述所要解決的與化學有關的問題,對于增強探究式學習的目的性和針對性具有重要意義。探究式學習活動的開展,需要學生具備一定的邏輯思維能力,具有一定的想象能力,敢于大膽地進行猜測與假設。
二、化學課堂中開展實驗探究式學習活動的步驟
1.提出問題
“問題”往往被視為探究式學習的核心。是開啟思維和發(fā)展思維的源泉,故在教學中應充分啟發(fā)、鼓勵學生在對自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象產(chǎn)生好奇和疑問時,敢于提出問題。而且提出的問題具有探究價值,要滿足學生發(fā)展科學探究能力的需要,難度適當。
2.建立假設
學生將已有的化學知識與問題相聯(lián)系,嘗試提出可以檢驗的假設。提出的假設必須符合邏輯,還需考慮到實驗檢驗的可行性。教師在教學中,一方面要制定培養(yǎng)學生猜想與假設能力的計劃,使學生通過一段時間的學習和體驗,逐漸轉變被動學習的習慣;另一方面還要注意創(chuàng)設生動活潑的教學情境,在探究的氛圍中,自然而然地引發(fā)學生的想像力。同時,還要對學生的猜想和假設能力給予肯定和贊賞,激發(fā)學生主動提出猜想和假設的積極性。
3.設計實驗的可行方案
實驗方案的設計要具有可行性,要求實驗操作簡單、現(xiàn)象明顯、安全可靠、綠色環(huán)保等。這個過程對于學生而言,難度較大,試劑的選擇、實驗的條件、實驗的操作及裝置等都要充分地考慮,可以分小組討論來加以解決。例如在探討“硫及其化合物的性質(zhì)”的實驗設計中,教師可以提供常見的氧化劑和還原劑,以幫助學生對實驗藥品的選擇和實驗方案的設計。
4.交流、評價實驗方案
實驗設計中,學生可能設計出多種實驗方案,這就需要對它們進行選擇??衫脤W生學習小組互評和教師點評的方式進行。在討論和交流的過程中,鼓勵學生運用多種證據(jù)對自己的方案進行論證,引導學生傾聽別人的設計方案和別人對自己的實驗方案的評價意見,通過反思與自評,發(fā)現(xiàn)優(yōu)點及存在的問題,提出進一步完善和改進的方案。這實際上是學生共同學習的過程。
5.實驗方案的實施
在實驗的基礎上獲取事實和證據(jù)。較復雜的實驗方案的實施,可采用分組實驗的形式,同學共同協(xié)作,教師隨時指點,保證實驗的順利進行。
6.結論和評價
對實驗的情況,教師要讓學生學習小組交流實驗經(jīng)驗,總結實驗教訓。對實驗中出現(xiàn)的問題、實驗結果要及時做出評判,分析實驗成敗及其原因,肯定學生的成績,鼓勵學生繼續(xù)探索,并通過學生實驗成果展示,激勵更多的學生參與化學實驗探索。
三、在化學實驗教學中教師應注意的問題
1.注意充分挖掘實驗的教育功能,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和方法,使學生認識到實驗是知識的源泉。
關鍵詞:化學實驗;發(fā)散思維;創(chuàng)新教育;創(chuàng)造水平;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)06-125-01
化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗是化學教學內(nèi)容的重要組成部分,在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性方面起著獨到的作用。但事實上不少的教師忽視實驗教學,常常出現(xiàn)了一些教師在教學中讓學生“背實驗”,在黑板上“做實驗”或一味利用現(xiàn)代教育技術手段“看實驗”等現(xiàn)象。而化學實驗的真正內(nèi)涵一動手、動腦、觀察、探索等卻被棄之一邊。在化學教學中實施素質(zhì)教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,就必須重視化學實驗。下面就化學實驗在進行創(chuàng)新教育中的作用談幾點認識。
一、化學實驗可激發(fā)學生的求知欲望
良好的學習興趣是學生學習活動的重要動力。化學實驗給學生展示的是直接的、真實的化學現(xiàn)象和過程,學生被千變?nèi)f化的現(xiàn)象所吸引,被有理論有實驗、符合科學原理的設計所感染,同時對造型獨特、科學合理的實驗儀器感興趣,從而產(chǎn)生對化學實驗濃厚的興趣和好奇心,而且在教師講授知識的同時,學生能及時方便地動手實驗,通過觀察到的實驗現(xiàn)象或進一步的實驗探索,驗證教師所傳授的知識或發(fā)現(xiàn)、解決新的問題,激發(fā)學生的求知欲,而求知欲是產(chǎn)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造力的源泉。在化學教學中利用實驗激發(fā)學生的興趣和求知欲,關鍵是要進行實驗教學改革,教師可指導學生大膽地進行一些探索性實驗或設計新的實驗過程,采用新的實驗方法去發(fā)現(xiàn)新的問題、探索物質(zhì)的新的相關性。另外,還可對教材中安排的實驗進行適當?shù)臄U展和深化。例如;我在講授有機化學時,有機物反應機理復雜,教材實驗少,學生聽起來枯燥深奧,這時教師可在上課時增加一些有趣的實驗,如用白蠟、丙酮、凡士林、煤油等物質(zhì)制造護磚地板蠟;用牛油、椰子油、氫氧化鈉、波美氏 38 度溶液、香料等制造香皂;用硫酸鐵、甘油、苯甲醉、玫瑰香水等制造棕黑色染發(fā)水等,這些實驗既有趣又實用,可及時驗證實驗的效果,進一步激發(fā)了學生的求知欲。
二、化學實驗可培養(yǎng)學生的發(fā)散思維
發(fā)散思維就是在思維過程中,充分發(fā)揮人的想象力,從一點向四面八方想開去,通過知識、觀念的重新組合,找出更多更新的可能性答案、設想或解決方法,這是一種開放性的思維方式,相對于發(fā)散思維,還有一種用于平常問題解決過程的思維方式――集中思維。所謂集中思維就是從眾多的信息中引出一個全新的正確的答案或大家認為是最好的解決辦法。發(fā)散思維和集中思維是人在創(chuàng)造過程中所不可缺少的兩種思維方式,創(chuàng)造過程也是創(chuàng)造性思維過程,創(chuàng)造性思維主要是發(fā)散思維和集中思維的辯證統(tǒng)一,人的創(chuàng)造活動的全過程需經(jīng)過發(fā)散思維和集中思維的多次循環(huán)才能完成。化學實驗一方面可使學生及時動手進行驗證性實驗,以期得到的實驗現(xiàn)象或結論與教師或教材提供的標準相符,以達求同,這個過程中訓練和發(fā)展了學生的集中思維。另外一方面,更重要的是,由于化學現(xiàn)象之間存在著多種聯(lián)系,而且與反應條件密切相關,會呈現(xiàn)多種多樣的變化。對某一化學現(xiàn)象或間題的揭示也可能有幾種不同的實驗方法和途徑,這就為訓練學生的發(fā)散思維提供了有利條件,學生可利用自己熟悉掌握的化學實驗儀器,根據(jù)某一課題去設計探索多種實驗方案,從中找出幾種合理的實驗方案。例如:在中學化學中,要制取氯氣,教師可指導學生分別實驗:高錳酸鉀跟濃鹽酸反應,氯酸鉀跟濃鹽酸反應,食鹽、硫酸和二氧化硫反應,漂白液跟濃鹽酸反應等幾種不同的制取氯氣的方法,然后進行比較分析,找出一定條件下合理的實驗方案,在此過程中學生的發(fā)散思維可得到培養(yǎng)和訓練。
三、化學實驗可培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
從化學科學的發(fā)展歷史來看,化學定律、化學新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、新物質(zhì)的合成等無不是通過實驗進行的,新理論的提出也只有通過實驗的檢驗才能被確定下來,可以說化學科學的發(fā)展史實際上就是以化學實驗為手段進行化學探索,發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、新物質(zhì)的歷史。在化學教學中,學生針對一定的問題設計實驗方案,然后進行實驗數(shù)據(jù)收集,再對收集到的數(shù)據(jù)進行比較分析,最后得到結論,這是學生在學校中的創(chuàng)造活動,而這一活動主要是靠化學實驗來實現(xiàn)。因此,化學實驗是學生進行創(chuàng)造性活動的重要手段。
四、化學實驗可推動教師創(chuàng)造力水平
知識經(jīng)濟需要創(chuàng)新知識、創(chuàng)新人才。培養(yǎng)創(chuàng)造性人才,需要創(chuàng)造型教師。所謂“創(chuàng)造型”教師,即熱愛創(chuàng)造活動、有較強的創(chuàng)新意識;能創(chuàng)造性地講課。在課堂教學中,表現(xiàn)出創(chuàng)造性、靈活性,不斷創(chuàng)造新的教學方法;鼓勵學生的探索精神和創(chuàng)新意識。作為創(chuàng)造型的化學教師,既要懂得如何根據(jù)化學學科的特點,以化學實驗為主要手段,去培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性,又要自學應用化學實驗進行探索和創(chuàng)造活動。化學實驗特點如外界條件影響較大,反應機理復雜,有些反應不徹底副反應多、產(chǎn)物不唯一等,促使教師要不斷進行探索,產(chǎn)生對化學實驗所用儀器、藥品及實驗方法等進行創(chuàng)造性改進的靈感,同時針對化學實驗的復雜性,要有效地指導學生的創(chuàng)造活動。教師必須先思維、先實驗、先探索,由此而產(chǎn)生的責任感也使教師不斷進行探索,努力提高自己的創(chuàng)造力和教育水平。
綜上所述,化學實驗是化學教學內(nèi)容的重要組成部分,搞好化學實驗對激發(fā)學生學習化學的興趣之培養(yǎng)觀察力、實驗能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,進行創(chuàng)造性教育有著獨特的功能,發(fā)揮著積極的作用,因此,我們應重視、強化實驗教學。
參考文獻:
[1]創(chuàng)新設計思維培養(yǎng)[OL].互聯(lián)網(wǎng)-其它管理文獻-道客巴巴.
1.新課標下高中化學的教學理念
新課標下的高中化學教學更注重化學實驗教學,要求將教師演示實驗轉變?yōu)閷W生演示實驗,發(fā)揮學生在實驗課堂教學中的主體性,提高學生的動手操作能力,在此基礎上,教師還需合理改進和補充實驗,挖掘教材中的探究素材,并將其設計成探究實驗讓學生進行探究學習,促進探究能力的培養(yǎng)[1]。同時,教師需擴充分組實驗,擴展課外實驗,激發(fā)學生的求知欲和好奇心,啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維,使其能夠在自己生活的環(huán)境中找到實驗器材,自己設計實驗方案,開發(fā)自身的創(chuàng)新潛能,在實驗中探尋更多未知原理和規(guī)律。
2.新課標下高中化學實驗室教學的優(yōu)化策略
2.1發(fā)揮高中生的主體性
新課程改革對高中化學課堂教學提出新的要求,它要求發(fā)揮高中生的主體性,營造良好的課堂氛圍。因此,在高中化學實驗教學過程中,教師要對教材內(nèi)容有全面了解,合理組織演示實驗,并鼓勵學生積極參與操作實驗,實驗前教師需要求學生明確實驗目的、實驗器材、實驗步驟等,實驗中要求學生仔細觀察和記錄實驗現(xiàn)象,并認真思考出現(xiàn)此種化學現(xiàn)象的原因,最后用所學化學知識解釋實驗現(xiàn)象,得出實驗結論[2]。
例如,在驗證二氧化硫具有漂白性的實驗課堂中,教師首先要讓高中生回顧已學的次氯酸的漂白性和藥用炭的吸附性,積極思考漂白的不同原理、實驗現(xiàn)象的異同;其次開始演示實驗,實驗過程中要求學生觀察和記錄實驗結果,加深學生對二氧化硫的漂白原理的理解;最后讓學生利用二氧化硫的漂白原理講解為什么會得出此種實驗結果,總結二氧化硫的性質(zhì)。通過此種方式,不僅可以體現(xiàn)學生在實驗教學中的主體地位,而且可以鍛煉學生的思維和實驗能力。
2.2培養(yǎng)高中生的探究能力
在傳統(tǒng)的高中化學實驗教學中,教師通常根據(jù)高中化學教材所提供的設計方案進行實驗,雖然可以有效驗證某些實驗現(xiàn)象,但學生無法明白其中化學原理,不利于培養(yǎng)學生的探究能力[3]。因此,新課改背景下,教師需將驗證性實驗轉變?yōu)樘剿餍詫嶒?,并將高中生已掌握的知識與探索實驗有機融合,努力培養(yǎng)學生的探究能力,激發(fā)學生的探索思維,使其學會知識遷移,能夠在實驗過程中發(fā)現(xiàn)新問題,思考未知問題,進而采取多種方式解決問題[4]。
例如,在配制100mL1.00m0L/NaCl溶液的實驗中,教師可以只介紹高中生實驗內(nèi)容,讓學生自己分組操作實驗,若學生在實驗過程中遇到不懂的問題,教師則需加以指導[2]。實驗結束后,每組學生都讓教師對自己配制的溶液進行評價,此時教師需針對性地指出學生所存在的問題和在實驗過程中出現(xiàn)的違規(guī)操作,并結合實驗中的問題與學生展開討論,解決相關問題。在此過程中,學生需對自己的實驗情況進行回顧和思考,總結存在的問題,并積極探索。
2.3挖掘高中生的創(chuàng)新潛能
高中化學實驗中包含許多化學原理和規(guī)律,若僅按照教材內(nèi)容進行講解,則無法激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。因此,教師需根據(jù)高中化學相關課程設置和教材內(nèi)容,擴展和完善實驗教學內(nèi)容,為高中生提供更廣闊的創(chuàng)造空間,從而挖掘高中生的創(chuàng)新潛能,不斷提高高中生的創(chuàng)新能力[5]。如在鐵與水蒸氣反應的實驗教學中,教師應讓學生自己設計實驗方案驗證實驗結果,并讓學生比較各種實驗方案,總結自己的設計方案存在哪些不足,不斷完善自己的方案,通過分析和總結,學生可以體會到設計的原則和要點,發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維驗證實驗現(xiàn)象,從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神,促進全面發(fā)展。