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摘要:化学学科最大的魅力是实验教学,实验教学不只是知识的载体,更是培养学生学习兴趣和学科素养的重要途径,在初中化学教学的新课、习题课、复习课中如果能及时的增加实验教学,必然能提高学生学习的积极性,提高课堂效率,做到事半功倍的效果。
关键词:实验教学 初中化学 实验重要性 课堂
文章编号:1008-0546(2015)12-0000-00 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.12.000
新中国成立以来,在马克思主义教育与劳动相结合思想的指导下,我国普通教育在学生实践能力的培养上做过一些探索和尝试。化学课应该跳出应试教育的束缚,尤其是要注重实验课对学生的引导。一是强调“实践能力”,实践能力是“人们在改造社会的有意识的活动中所能胜任某项任务的主观条件。实践活动的主要形式有操作、观察、讨论、合作学习、猜想、画图、社会调查、收集数据、提出问题、建构模型等。着眼于学生动手能力的培养,启迪学生的创新精神;二是强调“综合素养”,综合素养是指一个人的修养,与综合素质同义,从广义上讲,包括道德品质、外表形象、知识水平与能力等各个方面。在知识经济的今天,人的素养的含意大为扩展,它包括思想政治素养、文化素养、业务素养、身心素养等各个方面。
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”这就是著名的“钱学森之问”。今天再次回想这个问题,我们感受到了肩上的担子的重大。我们在总结自己成功的经验的同时,更应该反思我们的教育还缺少什么?学生的创新力、实践力和综合素养怎样提升,我们要时刻思考,用心实践。
一、实验教学的重要意义
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师”,心理学家研究也表明:人们对自己感兴趣的事物总是力求探索它,认识它;兴趣是一个人力求认识并趋向某种事物特有的意向,是个体主观能动性的一种体现。一个合理有效的实验恰恰能激发学生的好奇心,提高他们学习的兴趣,激发他们的求知欲和探究精神。实验也正是化学学科的魅力和灵魂所在,通过合理有效的实验教学能帮助学生熟悉实验现象,理解操作的要领,便于学生熟记这些知识的同时,实验教学更能帮助学生理解难点,突破化学学习的瓶颈(如在借助实验教学突破定量计算)。通过实验教学能培养学生良好的观察习惯,而一切的好奇总是从听到或看到开始,完整细心的观察是学科学习的重要素养,科学合理的实验方案的设计更能很好的培养学生的逻辑能力和分析问题能力,更好的还原科学探究的过程,培养学生终身学习的能力。实验方案的实施能培养学生的动手能力,同时也能培养学生相互协作和统筹能力,在实施实验时难免出现这样和那样的问题,学生在解决这些问题的过程中即掌握了学科知识和实施实验的操作,培养了学生处理问题的能力,同时提高学生应变能力。真实的实验过程帮助学生认识物质的同时,也掌握了思考的过程。实验起到了综合培养学生能力的重要作用。
二、一课一实验的尝试
在学科教学中笔者有意识的尝试一课一实验,即每节课争取带给学生一个实验,在新课时实验起到引入或者验证的作用,在习题课时起到引发思考或者提高兴趣的作用,在复习课上实验起到知识综合或引发质疑作用。下面一些案例就是笔者真实的教学经历。
1. 新课教学中
在讲解工业炼铁中,进入教室后教学将少量的铁矿石用锤子敲碎,在敲打的过程中学生都很好奇,老师这是要干什么呢?取来木炭后同样敲碎,学生就更好奇了,老师这节课又有什么新花样呢?将敲打好的铁矿石和木炭粉混合并装入硬质玻璃试管内,连接好装置开始试验(装置如图):
开始试验后发现石灰水中有气泡出现,直到慢慢浑浊,当气泡较少后撤出导管,学生在整个实验过程中仔细观察认真记录每一个操作,因为他们不知道老师等会要提什么问题,观察的都很仔细。
实验完成后教师投影问题:
1. 试验开始的时候缺少了一个重要的步骤是什么?如何实施?
2. 实验可能发生的反应是什么?如何检验反应后的固体?
3. 实验装置有无不足?该如何改进?
4. 为什么把反应物敲打成粉状?如果不这样做结果如何?
学生依据问题展开了激烈的讨论,在讨论的过程中学生很容易掌握实验的操作步骤,实验的注意事项,实验的原理,无需教师一一讲解,因为实验的过程激发了他们极大的好奇,他们也想知道到底得到了什么?是不是有铁生成。
为了证明是否有铁生成学生自然又把铁的性质做了复习,比如用磁铁吸,加稀盐酸或者稀硫酸,加硫酸铜等。让学生设计实验证明铁的存在,在这个过程中培养了学生设计实验的能力,实验设计完成后让学生动手完成刚才的方案。实验方案完成的过程学生进一步掌握了铁与酸、铁与硫酸铜反应的实验现象。这个时候适时提醒学生固体是不是只有铁?引发学生思考反应物量的问题,让学生能够思考化学反应中过量问题。除了碳和铁,固体中必然还有其他杂质,引导学生思考物质分类。最后总结告诉学生工业生产中为了去除这些在杂质往往加入石灰石。
整个实验过程持续时间较长,反应产物较少,引导学生分析为什么?引出一氧化碳还原铁的氧化物。
2. 在习题课中
各种物质都有自己独特的性质,化学学科是研究物质性质的学科,世界上不存在两片相同的树叶,同样也不存在两种性质完全相同的物质,这就决定化学学科特性是规律性中必然有特殊,这也正是化学学习的难点,比如在溶液酸碱性判断中有这样一个试题:
下列说法正确的是( )
A、酸的溶液一定呈现酸性
B、盐溶液一定显中性
C、显碱性的溶液一定是碱的溶液
D、能使紫色石蕊试液变红的溶液一定是酸的溶液
这个题目考察的就是溶液酸碱性和酸的溶液、碱的溶液、盐的溶液之间的关系,学生很难判断试题中选项的正确与否,即使很多学生能选出正确答案也可能不知道错误选项的原因是什么。在处理这个试题是除了复习感念,如果能辅助实验就能起到事半功倍的效果。A选项很多老师可能觉得不需要实验,其实不然,在这里如果教师能多做几种酸,在不同的酸的溶液中滴加紫色石蕊,能加深学生对酸的共性的认识,即酸都能使指示剂变色。B选项中教师可以选取氯化钠溶液、碳酸钠溶液、硫酸铜溶液分别加入紫色石蕊,(由于紫色石蕊在碳酸钠溶液中变色不明显,我们也可以在碳酸钠溶液中滴入无色酚酞),学生会惊奇的发现盐溶液不仅有的显中性,还有的显碱性和中性,这个实验也为后续学习碳酸钠的性质、氢氧化钠变质的检验埋下伏笔,同时也可以解决难度更大的、思考更深入的活泼金属和盐溶液的反应,比如光洁的镁条深入硫酸铜溶液中开始会有气泡产生,为什么会这样提供很好的背景和实验素材。C、D选项均可以再B选项的基础上迎刃而解,通过这样的实验探究不只教会了学生解决问题的能力,也加深了学生对物质性质和定义的理解,拓展学生学习的兴趣,培养学生探究的精神。 在讲解检验氢氧化钠变质的时候要加入足量的稀盐酸,许多学生在回答这个问题的时候往往是加入盐酸,把足量两个字丢掉,认为有和没有这样个字没有区别,其实解决这个问题的最好方法就是实验:取敞口放置一段时间的氢氧化钠溶液于烧杯中,并通入适量的二氧化碳,分别取等量的溶液于两支试管中,一支试管中滴加适量稀盐酸,发现开始没有气泡,滴加一段时间后有气泡产生;另一支试管中滴加氯化钙溶液,氯化钙溶液滴入即有沉淀产生。滴加氯化钙直至不在产生沉淀,后滴加稀盐酸,开始无气泡,慢慢发现沉淀表面产生细小气泡。这两个对比实验就能充分说明要想证明氢氧化钠变质必须滴加足量稀盐酸或者滴加氯化钙。通过实验也证明了验证氢氧化钠变质用氯化钙比用稀盐酸灵敏,更能节约药品。
这中通过实验解决问题的例子很多很多,比如证明燃烧不一定需要氧气、二氧化碳其实可以用排水法收集、钠投入硫酸铜溶液中为什么不能置换铜等等,用化学实验来解题正如羽翼于飞鸟,划桨与轻舟,把很难说清,学生不容易理解的题目通过客观的实验展示给学生,不仅能解决问题本身,还能让学生深刻的体会到化学来源于生活,化学是建立在实验之上的科学,激发学生探究物质性质的兴趣。
3. 在复习课中
复习课在大多数老师上来就变成了习题课,复习就是大量的练习,或者知识点的重复,学生在这样单调枯燥的复习模式下对化学学习好无兴趣,慢慢疲倦失去学习的兴趣和耐心,最后只能应付和硬着头皮去练、去背。
改变这种局面的最好办法就是实验,创新实验不仅不是炒生饭,更是激发学生学习热情,提高学生学习效率的法宝,因为合理的实验不仅能吸引学生学习的积极性,更能把知识点连成片,让学生建立知识网络,提过分析问题和解决问题的能力,同时有利于学生解决实验探究,提高解决实验探究题的能力,更多引领学生思考、学会分析问题解决问题。
如在复习常见气体的制取的时候,教师普遍采用的方法是让学生回忆二氧化碳、氧气制取的实验原理即默写化学方程式,然后将装置图展示,让学生依据原理选择装置,装置选择好后强调实验的注意事项,对题目进行深化,拓展到装置的注意事项,一些常考察的实验操作,进而扩大到气体的净化,尾气的处理。这样复习的好处就是知识的重现,帮助学生梳理知识点的同时了解实验的装置及操作的注意事项,同时巩固基础之上有拓展和延伸。但缺少创新,学生在这样一节课之后加深了对知识点本身的理解,提高了解题能力,并没有对实验的操作的原理和注意事项有升华。
笔者在复习这个专题时采用的氨气的制取,通过材料阅读让学生知道氨气制取的原理,氨气的性质;实验室制取通常用固体铵盐和碱石灰灰混合加热来制取氨气,也可以用浓氨水和氢氧化钠或者生石灰来制取少许氨气。氨气的密度比空气小,极易溶于水,有刺激性气味。学生依据阅读材料选择实验装置,很容易选出固体加热型和固液常温型两种实验装置,用向下排空气法收集氨气。展示实验仪器,让学生依据自己的实验原理选择装置,组建装置(如图),
装置选择的过程无需老师在强调选择的原因,因为能合理的依据材料选择装置说明学生理解了装置使用本身的要点。在这个过程中也复习了氨水的性质和固体氢氧化钠的性质,加大了课堂的容量。
分组按照不同的装置完成实验,学生实验过程中发现教室里充满了氨气的刺激性气味,引发学生思考,这样做有什么问题?为什么会这样?如何改进?引导学生思考从新设计实验装置和实验流程。在新的流程图中包含了净化装置和尾气处理装置,学生在思考的过程中自然想到之前氧气和二氧化碳的装置的不足,加深学生对实验装置选择的理解,比教师单纯的讲授实验的注意事项和装置选择有效。新知识的介入也扩大了学生的知识面,不只是在深度上有所突破,更是有一定的广度。
三、实验教学的开发还有待更多的发掘
笔者在教学中尝试在不同知识,不同课型中的实验教学,对书本原有操作性不强、现象不明显的实验进行了简单的改进,也大胆的添加了部分能吸引学生学习兴趣的实验,由于部分实验原理复杂,微观粒子无法看见等因素,实验也可借助多媒体来展示光、电、热,甚至是爆炸,通过科普动画展示微观的反应原理,微粒的运动等加深学生对化学知识的理解,实现多种形式的化学实验。
但也存在诸多问题,比如有的实验现象不明显;有的实验改进存在技术和装置上难以实现(主要是时间和材料上不能保证);许多实验有一定的危险性,无法成为分组实验;还有一些比较难理解的化学理论和原理很难实现实验再现,需要较高的计算计算机应用能力等问题。
但无论如何笔者在尝试用实验教学来改变现在的教学模式,在教学中不断发现学生感兴趣的实验内容,合理的把实验教学应用于新课、习题课、复习课上均能起到事半功倍的效果。实验不仅能激发兴趣,更能引发思考,拓展学生视野,提高学科素养,培养学生主动思考问题,动手解决问题的能力,也是教学致胜的法宝。
关键词:实验教学 初中化学 实验重要性 课堂
文章编号:1008-0546(2015)12-0000-00 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.12.000
新中国成立以来,在马克思主义教育与劳动相结合思想的指导下,我国普通教育在学生实践能力的培养上做过一些探索和尝试。化学课应该跳出应试教育的束缚,尤其是要注重实验课对学生的引导。一是强调“实践能力”,实践能力是“人们在改造社会的有意识的活动中所能胜任某项任务的主观条件。实践活动的主要形式有操作、观察、讨论、合作学习、猜想、画图、社会调查、收集数据、提出问题、建构模型等。着眼于学生动手能力的培养,启迪学生的创新精神;二是强调“综合素养”,综合素养是指一个人的修养,与综合素质同义,从广义上讲,包括道德品质、外表形象、知识水平与能力等各个方面。在知识经济的今天,人的素养的含意大为扩展,它包括思想政治素养、文化素养、业务素养、身心素养等各个方面。
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”这就是著名的“钱学森之问”。今天再次回想这个问题,我们感受到了肩上的担子的重大。我们在总结自己成功的经验的同时,更应该反思我们的教育还缺少什么?学生的创新力、实践力和综合素养怎样提升,我们要时刻思考,用心实践。
一、实验教学的重要意义
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师”,心理学家研究也表明:人们对自己感兴趣的事物总是力求探索它,认识它;兴趣是一个人力求认识并趋向某种事物特有的意向,是个体主观能动性的一种体现。一个合理有效的实验恰恰能激发学生的好奇心,提高他们学习的兴趣,激发他们的求知欲和探究精神。实验也正是化学学科的魅力和灵魂所在,通过合理有效的实验教学能帮助学生熟悉实验现象,理解操作的要领,便于学生熟记这些知识的同时,实验教学更能帮助学生理解难点,突破化学学习的瓶颈(如在借助实验教学突破定量计算)。通过实验教学能培养学生良好的观察习惯,而一切的好奇总是从听到或看到开始,完整细心的观察是学科学习的重要素养,科学合理的实验方案的设计更能很好的培养学生的逻辑能力和分析问题能力,更好的还原科学探究的过程,培养学生终身学习的能力。实验方案的实施能培养学生的动手能力,同时也能培养学生相互协作和统筹能力,在实施实验时难免出现这样和那样的问题,学生在解决这些问题的过程中即掌握了学科知识和实施实验的操作,培养了学生处理问题的能力,同时提高学生应变能力。真实的实验过程帮助学生认识物质的同时,也掌握了思考的过程。实验起到了综合培养学生能力的重要作用。
二、一课一实验的尝试
在学科教学中笔者有意识的尝试一课一实验,即每节课争取带给学生一个实验,在新课时实验起到引入或者验证的作用,在习题课时起到引发思考或者提高兴趣的作用,在复习课上实验起到知识综合或引发质疑作用。下面一些案例就是笔者真实的教学经历。
1. 新课教学中
在讲解工业炼铁中,进入教室后教学将少量的铁矿石用锤子敲碎,在敲打的过程中学生都很好奇,老师这是要干什么呢?取来木炭后同样敲碎,学生就更好奇了,老师这节课又有什么新花样呢?将敲打好的铁矿石和木炭粉混合并装入硬质玻璃试管内,连接好装置开始试验(装置如图):
开始试验后发现石灰水中有气泡出现,直到慢慢浑浊,当气泡较少后撤出导管,学生在整个实验过程中仔细观察认真记录每一个操作,因为他们不知道老师等会要提什么问题,观察的都很仔细。
实验完成后教师投影问题:
1. 试验开始的时候缺少了一个重要的步骤是什么?如何实施?
2. 实验可能发生的反应是什么?如何检验反应后的固体?
3. 实验装置有无不足?该如何改进?
4. 为什么把反应物敲打成粉状?如果不这样做结果如何?
学生依据问题展开了激烈的讨论,在讨论的过程中学生很容易掌握实验的操作步骤,实验的注意事项,实验的原理,无需教师一一讲解,因为实验的过程激发了他们极大的好奇,他们也想知道到底得到了什么?是不是有铁生成。
为了证明是否有铁生成学生自然又把铁的性质做了复习,比如用磁铁吸,加稀盐酸或者稀硫酸,加硫酸铜等。让学生设计实验证明铁的存在,在这个过程中培养了学生设计实验的能力,实验设计完成后让学生动手完成刚才的方案。实验方案完成的过程学生进一步掌握了铁与酸、铁与硫酸铜反应的实验现象。这个时候适时提醒学生固体是不是只有铁?引发学生思考反应物量的问题,让学生能够思考化学反应中过量问题。除了碳和铁,固体中必然还有其他杂质,引导学生思考物质分类。最后总结告诉学生工业生产中为了去除这些在杂质往往加入石灰石。
整个实验过程持续时间较长,反应产物较少,引导学生分析为什么?引出一氧化碳还原铁的氧化物。
2. 在习题课中
各种物质都有自己独特的性质,化学学科是研究物质性质的学科,世界上不存在两片相同的树叶,同样也不存在两种性质完全相同的物质,这就决定化学学科特性是规律性中必然有特殊,这也正是化学学习的难点,比如在溶液酸碱性判断中有这样一个试题:
下列说法正确的是( )
A、酸的溶液一定呈现酸性
B、盐溶液一定显中性
C、显碱性的溶液一定是碱的溶液
D、能使紫色石蕊试液变红的溶液一定是酸的溶液
这个题目考察的就是溶液酸碱性和酸的溶液、碱的溶液、盐的溶液之间的关系,学生很难判断试题中选项的正确与否,即使很多学生能选出正确答案也可能不知道错误选项的原因是什么。在处理这个试题是除了复习感念,如果能辅助实验就能起到事半功倍的效果。A选项很多老师可能觉得不需要实验,其实不然,在这里如果教师能多做几种酸,在不同的酸的溶液中滴加紫色石蕊,能加深学生对酸的共性的认识,即酸都能使指示剂变色。B选项中教师可以选取氯化钠溶液、碳酸钠溶液、硫酸铜溶液分别加入紫色石蕊,(由于紫色石蕊在碳酸钠溶液中变色不明显,我们也可以在碳酸钠溶液中滴入无色酚酞),学生会惊奇的发现盐溶液不仅有的显中性,还有的显碱性和中性,这个实验也为后续学习碳酸钠的性质、氢氧化钠变质的检验埋下伏笔,同时也可以解决难度更大的、思考更深入的活泼金属和盐溶液的反应,比如光洁的镁条深入硫酸铜溶液中开始会有气泡产生,为什么会这样提供很好的背景和实验素材。C、D选项均可以再B选项的基础上迎刃而解,通过这样的实验探究不只教会了学生解决问题的能力,也加深了学生对物质性质和定义的理解,拓展学生学习的兴趣,培养学生探究的精神。 在讲解检验氢氧化钠变质的时候要加入足量的稀盐酸,许多学生在回答这个问题的时候往往是加入盐酸,把足量两个字丢掉,认为有和没有这样个字没有区别,其实解决这个问题的最好方法就是实验:取敞口放置一段时间的氢氧化钠溶液于烧杯中,并通入适量的二氧化碳,分别取等量的溶液于两支试管中,一支试管中滴加适量稀盐酸,发现开始没有气泡,滴加一段时间后有气泡产生;另一支试管中滴加氯化钙溶液,氯化钙溶液滴入即有沉淀产生。滴加氯化钙直至不在产生沉淀,后滴加稀盐酸,开始无气泡,慢慢发现沉淀表面产生细小气泡。这两个对比实验就能充分说明要想证明氢氧化钠变质必须滴加足量稀盐酸或者滴加氯化钙。通过实验也证明了验证氢氧化钠变质用氯化钙比用稀盐酸灵敏,更能节约药品。
这中通过实验解决问题的例子很多很多,比如证明燃烧不一定需要氧气、二氧化碳其实可以用排水法收集、钠投入硫酸铜溶液中为什么不能置换铜等等,用化学实验来解题正如羽翼于飞鸟,划桨与轻舟,把很难说清,学生不容易理解的题目通过客观的实验展示给学生,不仅能解决问题本身,还能让学生深刻的体会到化学来源于生活,化学是建立在实验之上的科学,激发学生探究物质性质的兴趣。
3. 在复习课中
复习课在大多数老师上来就变成了习题课,复习就是大量的练习,或者知识点的重复,学生在这样单调枯燥的复习模式下对化学学习好无兴趣,慢慢疲倦失去学习的兴趣和耐心,最后只能应付和硬着头皮去练、去背。
改变这种局面的最好办法就是实验,创新实验不仅不是炒生饭,更是激发学生学习热情,提高学生学习效率的法宝,因为合理的实验不仅能吸引学生学习的积极性,更能把知识点连成片,让学生建立知识网络,提过分析问题和解决问题的能力,同时有利于学生解决实验探究,提高解决实验探究题的能力,更多引领学生思考、学会分析问题解决问题。
如在复习常见气体的制取的时候,教师普遍采用的方法是让学生回忆二氧化碳、氧气制取的实验原理即默写化学方程式,然后将装置图展示,让学生依据原理选择装置,装置选择好后强调实验的注意事项,对题目进行深化,拓展到装置的注意事项,一些常考察的实验操作,进而扩大到气体的净化,尾气的处理。这样复习的好处就是知识的重现,帮助学生梳理知识点的同时了解实验的装置及操作的注意事项,同时巩固基础之上有拓展和延伸。但缺少创新,学生在这样一节课之后加深了对知识点本身的理解,提高了解题能力,并没有对实验的操作的原理和注意事项有升华。
笔者在复习这个专题时采用的氨气的制取,通过材料阅读让学生知道氨气制取的原理,氨气的性质;实验室制取通常用固体铵盐和碱石灰灰混合加热来制取氨气,也可以用浓氨水和氢氧化钠或者生石灰来制取少许氨气。氨气的密度比空气小,极易溶于水,有刺激性气味。学生依据阅读材料选择实验装置,很容易选出固体加热型和固液常温型两种实验装置,用向下排空气法收集氨气。展示实验仪器,让学生依据自己的实验原理选择装置,组建装置(如图),
装置选择的过程无需老师在强调选择的原因,因为能合理的依据材料选择装置说明学生理解了装置使用本身的要点。在这个过程中也复习了氨水的性质和固体氢氧化钠的性质,加大了课堂的容量。
分组按照不同的装置完成实验,学生实验过程中发现教室里充满了氨气的刺激性气味,引发学生思考,这样做有什么问题?为什么会这样?如何改进?引导学生思考从新设计实验装置和实验流程。在新的流程图中包含了净化装置和尾气处理装置,学生在思考的过程中自然想到之前氧气和二氧化碳的装置的不足,加深学生对实验装置选择的理解,比教师单纯的讲授实验的注意事项和装置选择有效。新知识的介入也扩大了学生的知识面,不只是在深度上有所突破,更是有一定的广度。
三、实验教学的开发还有待更多的发掘
笔者在教学中尝试在不同知识,不同课型中的实验教学,对书本原有操作性不强、现象不明显的实验进行了简单的改进,也大胆的添加了部分能吸引学生学习兴趣的实验,由于部分实验原理复杂,微观粒子无法看见等因素,实验也可借助多媒体来展示光、电、热,甚至是爆炸,通过科普动画展示微观的反应原理,微粒的运动等加深学生对化学知识的理解,实现多种形式的化学实验。
但也存在诸多问题,比如有的实验现象不明显;有的实验改进存在技术和装置上难以实现(主要是时间和材料上不能保证);许多实验有一定的危险性,无法成为分组实验;还有一些比较难理解的化学理论和原理很难实现实验再现,需要较高的计算计算机应用能力等问题。
但无论如何笔者在尝试用实验教学来改变现在的教学模式,在教学中不断发现学生感兴趣的实验内容,合理的把实验教学应用于新课、习题课、复习课上均能起到事半功倍的效果。实验不仅能激发兴趣,更能引发思考,拓展学生视野,提高学科素养,培养学生主动思考问题,动手解决问题的能力,也是教学致胜的法宝。