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化学是一门以实验为基础的科学。化学的感性认识主要靠化学实验提供。因此,重视化学实验是素质教育的重要标志。开放化学实验,是落实新课程理念的重要举措,是从创新角度加强化学实验教学,是实施素质教育的有效途径。我曾对职专学生试行开放式化学实验,给学生创造更多动手操作和观察实验的机会,让学生积累更多、更丰富、更细致的感性材料,使学生学习化学积极性、主动性和创造性在实验中得到充分发挥。学生在开放实验中,开阔了视野,启迪了智慧,培养了独立的实践能力和创新精神。本文就如何实施开放化学实验,谈点自己的看法。
一、开放化学实验的原则
开放实验的内容必须符合科学性及可性行,且有一定的趣味性、新颖性、先进性、实践性和创造性。尤其要注意有利于开发智力,培养能力和创新精神的科学活动。内容要与教材同步或稍超前或相关(既运用现有的知识或稍加学习就能解决的实验),并且与生产、生活和先进的科学技术知识紧密结合,这样有利于训练学生的观察能力、实验能力、研究能力、思维能力及解决问题能力等,使学生学会利用科学的方法去研究科学。开放实验必需根据学生的志趣爱好、性格特点、认知水平和潜能等不同,以学生自愿参加为原则,这样学生会变被动为主动,积极参与实践,同时,也会比较自觉地接受教育,遵守实验纪律,以利于开放实验的顺利进行。
二、开放化学实验的类型
(1)技能型实验
这类实验是以实验基本操作技能培养为目标,提高学生实验操作能力和规范正确的动手能力。例如:玻璃细工(包括:断、熔、拉、弯、吹、封等);仪器的洗涤;简单仪器制作;常用仪器的操作;仪器的连接和组装等。
(2)配合型实验
这类实验是配合课堂教学开展的,随教学进度拟好循序渐进的训练计划,主要是对课堂教学内容验证、延伸、拓宽、加深。例如:灼烧贝壳制取生石灰;鸡蛋壳跟酸反应;冷却蜡烛火焰收集炭黑;晶体的制备(硫酸铜晶体、硫代硫酸钠晶体的制备);从胃舒平中鉴定氢氧化铝等。
(3)趣味型实验
化学实验兴趣是个体对化学实验特殊的心理活动倾向,是为了获得关于化学实验的知识、经验、体验或者解决化学问题而带有情绪色彩的意向活动。这类实验对培养和激发学生对化学实验的兴趣有着积极的促进作用。例如:滴水生烟;自制植物指示剂;化学震荡;化学刻花;用电写字;自制豆腐;树叶照片的制作;柠檬电池等。
(4)应用型实验
这类实验其目的是培养学生实践能力,让学生把学到的化学知识应用于实际,进一步增强其学习本学科的兴趣。例如:衣物的化学去渍法;用活性炭作净水器;自制波尔多液;测定酸雨PH值;从海带中提取碘;自制肥皂;吸烟中有害成分的简易检验等。
(5)探究型实验
这类实验让学生通过自己的观察、探究、分析实验提供的素材,发现其中的知识、科学原理,最后得出结论。这有利于发展学生的智能结构,提高学生解决实验问题的能力。例如:研究铁的锈蚀条件;确定石蜡的组成元素;硫酸铜晶体中结晶水含量的测定;空气成分的测定;黄铜中含铜量的测定;化肥有效成分测定等。
(6)设计型实验
这类实验让学生通过实验方法的改进、实验装置的改进、实验操作及实验步骤的改进、实验习题的设计等训练,有目的地提高学生的综合实验设计能力。例如:简易启普发生器的设计;防倒吸装置的设计;金属钠与水反应实验的改进;一氧化氮气体制备和性质实验的改进;碳和浓硫酸反应产物的鉴定等。
三、开放化学实验的实践
(1)开放实验的形式
可以由教师开出实验“菜单”,供学生自由选择实验内容。也可以由学生开出实验“菜单”,即学生根据自己的需求和设想提出实验申请,教师帮助审定后予以开放。参加实验的学生可以是固定的、也可以是流动的,即学生可以根据实验内容自行作出是否参加实验的决定。每次开放实验提供两个实验“菜单”,提前一周公布,供学生选择预约。学生开出的实验“菜单”,也必需提前一周提出申请,教师根据学生的预约和申请情况做好开放实验的准备。
(2)开放实验的要求
学生根据实验的内容,必须明确通过实验来解决什么问题,要求能灵活地综合运用化学知识技能,选择科学、有效和简捷的实验方法,周密地设计可行和合理的化学实验方案。要求能恰当地选择、使用化学仪器和试剂,正确地、独立地、有条不紊地进行化学实验操作和化学实验观察,客观、完整和规范地记录实验过程、条件、现象和结果。要求能对获得的化学实验事实、数据、资料进行恰当的加工,形成科学的化学概念、判断和推理,发现规律、解决问题。要求能准确、清晰、全面地表述实验内容、过程和结果,且规范地撰写实验报告。教师要把化学实验能力的培养、思想教育贯穿于全部实验过程中,突出以学生为主体,教师为主导的作用。帮助学生研究和制订切实可行的实验方案,并逐个审阅,全程指导。要加强安全教育并对每个可能引起事故的实验有足够的分析和认识,给予一定的帮助。
(3)开放实验的安排
首先应根据学校的实验条件和学生的认识水平,研究和制定切实可行的开放实验计划,计划要求有时间、地点、人数、仪器、药品、主讲教师、中心解决或研究的问题等。每一次开放实验的内容均由备课组的一位教师承担主讲,其余教师均参与辅助指导和管理,也可以启用各班经过培训的化学小骨干参与管理。开放实验的具体准备工作由实验老师和备课组老师共同承担。
每周同时安排开放两个实验内容,每个内容所需次数以及每个实验每次安排的人数,由开放实验的内容和学生预约的人数而定。一般以每次实验安排15-20人为宜。每周可安排两个单位时间开放实验。对学生提出的实验“菜单”,根据具体情况作独立或组合安排。
在试行中,我深刻体会到:开放实验重在学生参与和实践,学生是实验的主体,要给予充分的尊重和信任,鼓励他们在实验中验证、探究、发现,教师则应细心地去发掘学生中微小的创造性火花,创造条件让其闪烁、发光,这样才有利于培养出自信、自强、尊重科学勇于探索的科学人才。
一、开放化学实验的原则
开放实验的内容必须符合科学性及可性行,且有一定的趣味性、新颖性、先进性、实践性和创造性。尤其要注意有利于开发智力,培养能力和创新精神的科学活动。内容要与教材同步或稍超前或相关(既运用现有的知识或稍加学习就能解决的实验),并且与生产、生活和先进的科学技术知识紧密结合,这样有利于训练学生的观察能力、实验能力、研究能力、思维能力及解决问题能力等,使学生学会利用科学的方法去研究科学。开放实验必需根据学生的志趣爱好、性格特点、认知水平和潜能等不同,以学生自愿参加为原则,这样学生会变被动为主动,积极参与实践,同时,也会比较自觉地接受教育,遵守实验纪律,以利于开放实验的顺利进行。
二、开放化学实验的类型
(1)技能型实验
这类实验是以实验基本操作技能培养为目标,提高学生实验操作能力和规范正确的动手能力。例如:玻璃细工(包括:断、熔、拉、弯、吹、封等);仪器的洗涤;简单仪器制作;常用仪器的操作;仪器的连接和组装等。
(2)配合型实验
这类实验是配合课堂教学开展的,随教学进度拟好循序渐进的训练计划,主要是对课堂教学内容验证、延伸、拓宽、加深。例如:灼烧贝壳制取生石灰;鸡蛋壳跟酸反应;冷却蜡烛火焰收集炭黑;晶体的制备(硫酸铜晶体、硫代硫酸钠晶体的制备);从胃舒平中鉴定氢氧化铝等。
(3)趣味型实验
化学实验兴趣是个体对化学实验特殊的心理活动倾向,是为了获得关于化学实验的知识、经验、体验或者解决化学问题而带有情绪色彩的意向活动。这类实验对培养和激发学生对化学实验的兴趣有着积极的促进作用。例如:滴水生烟;自制植物指示剂;化学震荡;化学刻花;用电写字;自制豆腐;树叶照片的制作;柠檬电池等。
(4)应用型实验
这类实验其目的是培养学生实践能力,让学生把学到的化学知识应用于实际,进一步增强其学习本学科的兴趣。例如:衣物的化学去渍法;用活性炭作净水器;自制波尔多液;测定酸雨PH值;从海带中提取碘;自制肥皂;吸烟中有害成分的简易检验等。
(5)探究型实验
这类实验让学生通过自己的观察、探究、分析实验提供的素材,发现其中的知识、科学原理,最后得出结论。这有利于发展学生的智能结构,提高学生解决实验问题的能力。例如:研究铁的锈蚀条件;确定石蜡的组成元素;硫酸铜晶体中结晶水含量的测定;空气成分的测定;黄铜中含铜量的测定;化肥有效成分测定等。
(6)设计型实验
这类实验让学生通过实验方法的改进、实验装置的改进、实验操作及实验步骤的改进、实验习题的设计等训练,有目的地提高学生的综合实验设计能力。例如:简易启普发生器的设计;防倒吸装置的设计;金属钠与水反应实验的改进;一氧化氮气体制备和性质实验的改进;碳和浓硫酸反应产物的鉴定等。
三、开放化学实验的实践
(1)开放实验的形式
可以由教师开出实验“菜单”,供学生自由选择实验内容。也可以由学生开出实验“菜单”,即学生根据自己的需求和设想提出实验申请,教师帮助审定后予以开放。参加实验的学生可以是固定的、也可以是流动的,即学生可以根据实验内容自行作出是否参加实验的决定。每次开放实验提供两个实验“菜单”,提前一周公布,供学生选择预约。学生开出的实验“菜单”,也必需提前一周提出申请,教师根据学生的预约和申请情况做好开放实验的准备。
(2)开放实验的要求
学生根据实验的内容,必须明确通过实验来解决什么问题,要求能灵活地综合运用化学知识技能,选择科学、有效和简捷的实验方法,周密地设计可行和合理的化学实验方案。要求能恰当地选择、使用化学仪器和试剂,正确地、独立地、有条不紊地进行化学实验操作和化学实验观察,客观、完整和规范地记录实验过程、条件、现象和结果。要求能对获得的化学实验事实、数据、资料进行恰当的加工,形成科学的化学概念、判断和推理,发现规律、解决问题。要求能准确、清晰、全面地表述实验内容、过程和结果,且规范地撰写实验报告。教师要把化学实验能力的培养、思想教育贯穿于全部实验过程中,突出以学生为主体,教师为主导的作用。帮助学生研究和制订切实可行的实验方案,并逐个审阅,全程指导。要加强安全教育并对每个可能引起事故的实验有足够的分析和认识,给予一定的帮助。
(3)开放实验的安排
首先应根据学校的实验条件和学生的认识水平,研究和制定切实可行的开放实验计划,计划要求有时间、地点、人数、仪器、药品、主讲教师、中心解决或研究的问题等。每一次开放实验的内容均由备课组的一位教师承担主讲,其余教师均参与辅助指导和管理,也可以启用各班经过培训的化学小骨干参与管理。开放实验的具体准备工作由实验老师和备课组老师共同承担。
每周同时安排开放两个实验内容,每个内容所需次数以及每个实验每次安排的人数,由开放实验的内容和学生预约的人数而定。一般以每次实验安排15-20人为宜。每周可安排两个单位时间开放实验。对学生提出的实验“菜单”,根据具体情况作独立或组合安排。
在试行中,我深刻体会到:开放实验重在学生参与和实践,学生是实验的主体,要给予充分的尊重和信任,鼓励他们在实验中验证、探究、发现,教师则应细心地去发掘学生中微小的创造性火花,创造条件让其闪烁、发光,这样才有利于培养出自信、自强、尊重科学勇于探索的科学人才。