创新化学实验 提高教学成效

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  摘要:分析当前山区中学化学实验教学现状和存在问题,提出山区中学应该因地制宜、多渠道地充分利用山区资源,不断创新化学实验,课内外实验相结合,促进山区中学化学教学质量的提高.
  关键词: 化学实验;原因;山区中学;方法
  化学实验是化学学科素质教育的有效组成部分.在提倡素质教育的今天,课程改革逐步加强,实验教学越来越受到重视.但是就目前的实际情况来看,在一些经济不发达、教育较薄弱的山区中学,化学实验并没有发挥出它的重要作用.发人深省的是一些学生对实验结果对答如流,实验操作能力却差强人意,对实验设计、方法、步骤只知其然不知其所以然的高分低能现象.因此面对山区中学化学实验教学的现状和存在的问题,作为一名山区中学化学教师,如何因地制宜利用山区资源有效地进行化学实验教学就更值得思索和探讨了.
  一、山区中学化学实验教学的现状和存在的问题
  新课程改革要求全面实施素质教育,而在经济相对落后的山区中学,在化学学科的教学中却不能充分利用学科特点,很好地发挥实验在教学中的重要作用.许多山区学校,特别是一些偏远的山区中学,实验教学的开展很不理想,学生可能一学期都见不了教师做演示实验,更别说学生自己做实验了.因此,山区中学化学实验教学的现状是令人担忧的,是什么原因导致这样的结果呢?
  1.山区实验教学的地位得不到真正的理解和认识
  山区师资力量明显不足,一般都没有专职的实验员,绝大多数学校都是化学教师兼职担任实验员.由于教学任务繁重,导致无时间准备实验,实验开出率低,而学生分组实验从准备到课后的清洗收拾实验仪器更需要长时间,迫不得以放弃,正所谓心有余而力不足.
  2.山区中学的教学设施不能满足实验教学的需求
  山区中学的实验经费不足,教学设施不够齐全,实验教学的条件滞后于教学的需求,不能满足于分组实验的要求,学生化学实验动手率低,实验教学的质量得不到保证.在这种情况下创新教育等于空谈,从而严重影响素质教育的落实.
  3.教材内容与课时的矛盾阻碍山区实验教学的展开
  中学化学教学的内容较多,完成教学任务需要的课时较多,而新课程中规定的课时数相对较少,为了赶教学任务,不得不挤压做实验的时间,尤其是分组实验既耗时又耗精力,成为许多教师赶教学进度的牺牲品.学生的实验水平基本上停留在光说不练的阶段,只掌握了知识没有形成技能.对于学生来说,实验只不过是增加了一项记忆的负担,并没有提高他们对化学学习的兴趣.由于缺少实践的环节,学生觉得化学太繁杂,记忆量太大,久而久之对化学学习产生厌烦情绪.
  4.评价机制的弊端不利于教学理念和方法的更新
  学校对教师的考核成绩中课时量是一项重要的参考指标,而对化学教师课时量的计算只是课堂教学的时数,对于教师准备实验和预做实验的时间都没有考虑在内,而化学实验是一项费时费力的工作,教师的积极性没有调动起来,甚至由于心理的不平衡,主观上放弃一些条件具备的实验.同时,学校对日常的实验教学缺乏监管,对学生动手能力没有评价机制,让有些教师产生可做可不做的错误认识,导致教师在教学中只注重知识的传授及解题能力的培养,而对实验重视不够,更缺乏研究与创新,思想僵化,无法适应社会的发展,满足不了学生的需求.
  二、山区化学实验教学对策的思考
  受以上主、客观因素的限制,山区中学的化学实验教学的现状和存在问题令人担忧,这样的后果不利于学生手脑并用和获得直接经验,将会贻误学生终身,影响国民整体素质,甚至贻误民族强盛.因此,如何在实验教学条件不足的情况下改善教学条件,完成教学任务,培养优秀的学生是山区中学化学教师必须面对的一个艰巨课题,更是化学教师职责所在.那么,如何才能改变山区中学化学实验教学现状,笔者认为应从以下几方面入手.
  1.转变思想,加大投入,保证实验教学落实
  首先,学校领导要提高对化学实验重要性的认识,克服困难建设化学功能室,保证对实验教学的投入,按要求配备充足的仪器和药品.其次,是加强师资力量的配备,解决供需矛盾.第三,对于教学内容和课时的矛盾,要在课程的安排上增加教学开放日,为实验教学的开展提供充足的时间,保障实验教学顺利完成.第四,在评价机制中要纳入对实验教学的考核与评价,建立对学生动手能力的评价体系.对既是化学教师又是实验员的教师,在考核中适当增加课时量的加分,充分调动教师的积极性,使化学实验教学的工作落到实处.
  2.因地制宜,创新实验
  实验是学生认识化学的窗口,现象明显的实验可以引起学生的注意,激起学生学习的兴趣,能使课堂气氛生动活泼.只有彻底摒弃背实验的不良做法,才是创造学生学习最佳境界的有效手段.俗话说“世上无难事,只怕有心人”.在经济落后的山区中学实验设备简陋,仪器、药品缺乏,有时要做一个演示实验也困难,更不用说组织十几个或二十几个小组的分组实验了.因此,教师要因地制宜,多渠道地挖掘本地资源,开展创新化学实验来培养学生的探究能力是必要的、可行的.以下是笔者的一些做法.
  (1)注重药品回收,采用替用品
  每次实验后,都有许多残渣或废液,如果把它们都扔掉,既浪费又污染环境.因此,对于一些未反应的药品和反应后的生成物可以进行回收再利用.如,铜和硝酸银溶液反应后生成的银;用双氧水和二氧化锰制取氧气后废液中的二氧化锰;制二氧化碳后未反应的大理石或石灰石等,均可回收再利用.从废电池取出锌壳来制取氢气,回收二氧化錳 、石墨等,物尽其用,变废为宝.
  另外,作为山区中学,实验不能做的其中一个根本原因是资金缺乏,导致实验药品和仪器不足.我们不能等、不能靠,从实际出发和学生一起充分利用身边瓶瓶罐罐作仪器,家庭周边环境的物品当药品,尽最大限度地让学生进行实验操作.如,用废旧注射器代替滴管或量筒;一次性输液管作导管,绿霉素瓶代替试管等,药品可用厨房里的盐、油、酱、醋、苏打粉等,也可用建筑材料如熟石灰、生石灰、大理石碎片或日常用品中的烂铜、烂铁等.让学生用自己熟悉的物品进行实验,在一定程度上可解决山区中学普遍存在的仪器或药品不足问题,同时培养了学生的勤俭节约品质.
  (2)控制药品用量,适当推行微型实验
  节约是中国的传统美德,但在实验室里,经常会见到这些情景:学生在取液多后,又把多的药品倒掉;进行其他操作忘了熄灭酒精灯;不关水龙头等,这些都造成了很大浪费.这样的行为既不符合绿色化学的理念,又不符合党中央国务院发出的创建节约型社会,实现可持续发展的号召.因此,在实验中我们一方面要教育学生严格按照量少的原则取用,另一方面教给学生药品用量的估计方法,如1 mL一般相当于20滴,或教师先示范后学生实验,避免浪费.同时也培养了学生“保护环境,从我做起”的理念,促使学生知、情、意、行统一协调发展.
  另外,将简单的、安全的演示实验变微型实验.所谓微型实验,就是用尽可能少的药品在微型仪器中进行实验来获取所需的化学信息.同常规实验相比,它具有现象明显、效果好、节约经费、减少污染、安全等优点.由于微型实验既安全又节约,教师可以放心地让学生一人一组做实验,这样可使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一个人做,大家看”的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和“探究式”的学习方式.
  例如,去年我在教“碱的化学性质”时,用了以下三种教学方法:一个班按传统教育方式边演示边讲解;一个班到实验室进行常规分组实验 ;另外一个班采用微型实验法.课前我先布置学生用三个一次性水杯:准备一杯清水,一杯澄清石灰水,另一个装废液,一根饮料管以及可以代替微型试管的替用品.教师分别用几个小滴瓶盛氢氧化钠溶液、石蕊试液、酚酞试液在课堂上发给学生即可完成实验.在实验过程中学生的积极性空前高涨,最后还意犹未尽.而学生带来的替用品更是五花八门,出人意料[1].例如有绿霉素瓶、青霉素瓶、药丸壳、还有饮料盖等.这些物品足够完成碱的化学性质实验.在实验中我发现有些学生比较不同“仪器”中的现象是否相同,于是我因势利导让学生交换不同的“仪器”进行同一个实验,看看现象是否相同,最后通过大家验证现象是一样的.通过这样的比较让学生加深对化学理论的理解,开拓视野,养成科学探究的习惯.课后检查发现:传统教育效果最差;常规的分组实验,中等以上水平的学生基本可以描述现象及操作,但课后教师还要长时间清理实验室;而微型实验效果最好,过去的一些“差生”进步非常明显.此类简单的实验,不受材料和实验场地的限制,让学生自己动手,同样可以活跃学生的思维,调动学生的积极性及做实验的热情,有利于发挥学生的思考力,增强了学生实验的创造性.也就是说,采用微型实验,是化学教育中实施素质教育的有效途径之一.
  (3)积极探索,变验证实验为探究性实验
  人教版九年级《化学》教科书中的化学实验大多注重实验功能的验证性,课本编出某物质的制取方法或排出药品和步骤来验证某物质的性质.学生依葫芦画瓢,照方抓药就可以完成实验,毫无创意和创新,不能培养学生的创新思维.而探究性实验就是要充分挖掘学生的潜力,引导学生大胆地创新和思考.所以在教学过程中教师要尽可能为学生创造一个动手参与、动脑思考的课堂气氛.例如,在学习第六单元课题2“二氧化碳制取的研究”时,我引导学生思考,为什么用块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应,而不用纯净的碳酸钙粉未或碳酸钠粉末?学生亲自设计并完成实验:取等量的三种物质,分别放于三支试管中,同时加入等量的稀盐酸,学生观察现象后得出结论,只有大理石或石灰石反应速率适中,其他的反应速率太快,不利于二氧化碳收集.接着,我再次引导,为什么用稀盐酸而不用稀硫酸呢?学生立即表现出强烈的探究欲望,另取三支试管,分别放入适量的大理石或石灰石、碳酸钙粉未、碳酸钠粉末,同时滴入等量的稀硫酸.学生观察到碳酸钙粉未和碳酸钠粉末反应速率太快,无法控制,不利于收集气体,而块状的大理石或石灰石的表面生成了许多白色的固体,反应一段时间后停止了.接着我再进一步引导学生对照两次实验,为什么同样的大理石或石灰石与稀盐酸反应顺利进行,而与稀硫酸反应一会儿之后就中止了呢?最后,我再水到渠成地给出合理性的解释:大理石或石灰石与稀硫酸反应生成了一种微溶于水的硫酸钙,慢慢覆盖在大理石或石灰石表面,使大理石或石灰石与稀硫酸隔绝,使反应停止.通过鲜明的实验现象,将学生引入问题情境中去,激发其主动参与的热情,变“要我学”为“我要学”.由机械的验证性实验变为主动的探究性实验,从而唤起了学生强烈的求知欲,培养了学生的探索思维.
  (4)自立创新,变课内知识为家庭实验
  俗话说“听过不如见过,见过不如做过”.由于受客观条件和课时任务的限制,大部分学生在学校动手做实验的机会较少,对于学生动手操作能力的培养是一个很大的缺陷,而家庭小实验可以很好地弥补这一不足,因此补充家庭小实验就显得尤为重要.而家庭小实验没有现成的仪器和药品,需要学生从日常生活用品中寻求性能相似的替代品和药品,进行简单实验,每个学生都可以在家进行操作.所以教师在做好演示实验和学生实验的基础上指导学生变课内知识为家庭实验,可以弥补传统实验教学不足[2].例如,学习了氧气的制取后,就可以引导学生思考身边什么物品可以代替这些仪器在家里做,结果学生你一言,我一语,就逐渐说出输液用的瓶子及输液管是最好的气体发生装置,且气密性良好,用药瓶收集,而双氧水可以到药店买,用红砖粉代替二氧化锰,结果大部分学生反映实验非常成功.还有一些学生做了部分氧气性质实验,体验了带火星的木条复燃的惊喜,惊叹木炭在氧气中燃烧的光华.有一位学生无意中把双氧水洒到水泥地上,发现有大量气泡产生.“水泥能不能作双氧水分解的催化剂”[3]?接着他又用泥沙、铁钉、铜丝分别放到一定量的双氧水里,发现泥沙、铁钉也有类似的现象.于是我抓住这个意外发现组织学生共同设计了实验,验证了泥沙、生绣的铁钉、水泥都可以在一定程度上改变双氧水分解速度.最后通过验证得出结论:同一个反应可以用不同的催化剂,但催化效果不同.可见与课堂实验相比,家庭小实验更能发挥学生在学习活动中的主观能动性,更有利于培养学生的独立工作能力,这必将大幅度提高学生的动手能力,同时对教学也起到了事半功倍的效果.
  经过本人不断实践,近年来取得了喜人的成绩,所带的班在期末试或中考中平均分均在镇(二十多个班)同级科前列,2010年中考48人进全市1000名,2人满分;2011年中考52人进全市1000名,1人满分 ;2012年中考47人进全市1000名,3人满分;2013年中考58人进全市1000名,2人满分.总之,只有坚持“以人为本,立足学生发展”的教育理念,充分利用现有的课程资源,因地制宜,多渠道地开发新的课程资源,不断创新化学实验,才能促进课堂效率提高;才能促进山区中学的课程改革;才能使学生得到健康、全面、协调的发展.
  参考文献:
  [1]吴金龙. 农村中学化学实验教学的现状及对策[J]. 甘肃教育,2011(6).
  [2]温向鹏.现阶段中学化学实验教学改革的探索[J]. 考试周刊,2011,61.
  [3]曾庆璇.浅议中学化学实验教学改革[J]. 新课程(教育学术),2011(9).
  [广东省信宜市径口中学(525353)]
  
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