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【摘要】化学实验是九年级化学教学的一个重要组成部分,它对于化学现象、化学概念的理解起着重要的作用.并且实验教学可以激发学生学习的兴趣;化学是一门以实验为基础的课程,科学创新的化学实验不仅能激发学生学习化学的兴趣,同时也是学生理解化学相关内涵的关键,重视对化学实验的创新具有重要意义。本文首先分析了中学化学实验创新的价值,随后从几个方面对中学化学实验如何创新进行了分析。
【关键词】九年级;化学;实验;创新
一、九年级化学创新实验研究的价值
(1)对教师成长的价值。研究化学创新实验,有利于促进教师专业化的发展。教师在开发中学创新实验的同时,也是对教学内容的深入研究和完善。同时也培养了教师的创新思维,有利于打破传统实验教学中的弊端。以往的实验教学中,教师总是按照已有的实验现象来做实验,即使出现了异常的现象也不会多加解释,而是敷衍了事,很少会做出科学解释。而对化学创新实验的研究则有助于解决这一问题,有利于促进教师专业知识的完善及教师专业化的发展。
(2)教学运用上的价值。化学创新实验的应用,有助于激发学生的潜能,培养创新意识和创新能力,同时帮助学生掌握科学的研究方法、培养严谨的科学态度。增强学生学习化学的兴趣,树立科学的世界观,创新实验中无论是演示实验还是学生实验,它的新颖性决定了它对学生学习化学的兴趣有极大的促进作用。创新实验中关注的化学问题都能使学生关注更多事物变化的本质过程,这促进了学生辩证唯物主义观念的培养。
二、九年级化学实验创新教学的方
1、利用现代多媒体技术辅助实验。
多媒体技术用在教学中大大提高了教学的效率,现代教育技术让我们可以利用多媒体模拟微观动态世界。让学生在较短时间内对化学的抽象理论和知识有比较清晰的理解,多媒体技术在化学实验中应用也是化学实验的一大创新:
(1)投影仪放大实验。如做钠与氧气和水的反应的实验,教师在讲台上演示时,后面的学生难以看清楚,可以把培养皿放在投影仪上,在培养皿里放一小块金属钠,在屏幕学生很清楚看到刀切外皮,钠表面光泽和颜色的变化。钠与水的演示实验,也可以取一培养皿,加少量水,同时在水中滴入几滴酚酞,放在投影仪上。取小块金属钠放在水里,反应开始进行,“浮”“熔”“游”“响”“红”非常明显,学生的印象深刻。
(2)利用视频使学生身临其境。如在碱金属元素的教学中,讲授第一主族(H除外)金属性的递变规律。做了钠和钾的燃烧和与水反应的对比实验,问学生想不想看铷和铯与水的反应,学生热情高涨,他们都知道此反应更剧烈,这时展示铷,铯与水反应的视频,铷和铯遇水剧烈爆炸。学生受到强大的视觉冲击,印象深刻。
(3)用FLASH课件展示微观世界。化学世界是对微观世界的客观反应能够。可是这一过程往往是是老师告诉学生,学生记住而已。如在讲解铜锌原电池原理时,用大小、颜色不同的小球代表H+、Zn2+、电子、H2,再利用动画模拟他们电子流动方向和电极反应过程及产物。这样把抽象的原理变得形象、具体、生动和清楚易懂。
2、增强环保意识,加强绿色化学实验教学。
中学化学实验中,有很多有毒有害的化学物质产生,如Cl2、CO、SO2、H2S等,在用这些有毒有害物质进行性质实验时,经常会产生严重的污染。这就要求教师通过科学而有效的探究,改进实验装置或设计绿色化学实验,防止或减少实验过程中有毒物质的排放。如对有毒有害物质的试验,可以做到微量化,只要达到试验效果,现象明显,量越少越好。如在做铜和硝酸反应的试验时,可以将教材中的试管试验改为白瓷反应板中进行。在白瓷反应板的两个孔穴中各放入一个小铜片,再分别滴加3~4滴浓硝酸和稀硝酸,然后用浸过氢氧化钠溶液的少许棉花盖在反应板的口部,以吸收产生的微量NO2或NO等有害气体。这样学生既可以看到反应产生的“红云绿水”现象,又避免了反应中产生NO2和NO对人体的毒害。又如在检验SO42-离子的试验中,学生往往会一下子加入较多BaCl2溶液,不仅药品浪费,而且钡化合物毒性很大,过量的Ba2+转入废液造成水质污染、土壤污染。所以可以先让学生知道BaSO4是溶解度很小的不溶性盐,在1L水中仅溶解1.05×10-5mol(25℃),只要逐滴加入的BaCl2溶液,观察到明显的白色沉淀现象就停止,这样既节省了试剂,达到了试验目的,更重要的是净化了环境。又如H2O2的分解实验,课本上用MnO2做催化剂,MnO2是一种强氧化剂,处理不当会造成污染,若以H2O2酶(切一块生马铃薯即可)代替MnO2,催化效率高且无污染。教师在教学过程中应注重培养学生的环保责任感,把绿色化学教育渗透到化学实验室和实验过程中。
3、创新化学实验设计。
如几种金属盐的焰色反应实验,教材是用“焊在玻璃棒上的铂丝”作为实验材料,蘸取盐溶液在火焰上燃烧来观察实验现象。实际上,经过实验探究,要完成焰色反应的演示实验,可以有更为简便的实验方法,为发挥学生的主动性,实验方案可设计如下:
仪器:量筒、酒精喷灯、喷雾器药品:无水乙醇、水、NaCl、KCl、CuSO4
(1)创设情境,激发学生实验兴趣。①展示节日礼花的图片,以此调动学生对焰色反应的兴趣。②引导学生观察课本所给出的几种常见金属的焰色反应图片。③演示实验,按照课本介绍的实验方法,向学生介绍使用铂丝和酒精灯观察金属的焰色反应的操作。
(2)学生实验,记录现象。学生自己动手实验,观察钠、钾、铜的焰色反应,并如实记录实验现象。
(3)分组讨论,探究改进方案。学生分组讨论影响实验现象的因素,探究改进实验条件,使实验现象更加明显的方案。焰色反应需要观察火焰颜色的变化,因此背景火焰的颜色是影响观察效果的一个焦点;延长焰色反应的时间也可使实验现象明显的方法之一;此外,铂是贵重金属,实验中使用铂丝将提高了实验成本,改用其它材料以降低成本也是可行之法;燃烧器皿也可改用,以达到更便于观察焰色反应的效果。
(4)实验验证,汇报成果。各小组设计方案,通过实验验证,最终确定实验的改进方案,并选出一名代表向全班同学汇报本组的设计思想、最终方案以及实验改进效果,培养学生的交流学习的习惯。
(5)小结。各种方案小结,介绍实验原理,引导学生对方案进行评价,培养学生的评价与反思能力。
(6)实验方案改进。将NaCl、KCl、CuSO4固体分别溶于无水乙醇与水以体积比为1∶1的比例混合均匀的溶剂中,配制成溶液;分别将三种溶液装入三个喷雾器中;点燃酒精喷灯,观察无色火焰的燃烧;将喷雾器喷向无色火焰,就能观察到盐的焰色反应。现象明显,可观察到NaCl、KCl、CuSO4的混合溶液燃烧时的焰色分别为黄色、紫色、绿色。操作十分简便。
三、用探究式实验培养学生创新能力
探究式教学是以人文本为出发点,以培养学生创新能力,变被动为主动学习的一种新型学习方式。教学中的探究性实验应该是一种注重科学过程、重点培养学生的探究创新能力和科学态度、强调学生亲手做实验而不唯求学生亲手做实验的一种实验。
根据科学研究的一般过程和教学具体特点,我们可以把探究性实验的教学模式分为两种:①问题—实验事实——科学抽象——结论——应用。②问题——实验事实——假说及其验证——结论——应用。①式更符合初中学生的思维特点,②式需要学生大胆进行推理、想象,更符合高中学生的思维特点,更利于培养学生的创新能力。在具体的教学中我们可以因地制宜地通过各种实验教学形式例如演示实验、边讲边实验、学生实验等,按照不同学习阶段的学习要求、学生心理特点有序地培养和发展学生的各种实验能力,不断突出和深化实验的探究功能,只有这样我们才能在实际当中充分发挥实验的探究创新功能,不断提高学生的适应能力,实现资源的最优化,这对于全面实施素质教育,培养学生的创新精神和实践能力都具有非常重要的意义。
【参考文献】
[1]宋新.探究化学实验的“绿色教学”[J].教育艺术,2008.2.
[2]王祖浩.王程杰.中学化学创新实验[M].南宁:广西教育出版社,2007.6
[3]王祖浩等.化学教育心理学[M].广东教育出版社,2007:130
【关键词】九年级;化学;实验;创新
一、九年级化学创新实验研究的价值
(1)对教师成长的价值。研究化学创新实验,有利于促进教师专业化的发展。教师在开发中学创新实验的同时,也是对教学内容的深入研究和完善。同时也培养了教师的创新思维,有利于打破传统实验教学中的弊端。以往的实验教学中,教师总是按照已有的实验现象来做实验,即使出现了异常的现象也不会多加解释,而是敷衍了事,很少会做出科学解释。而对化学创新实验的研究则有助于解决这一问题,有利于促进教师专业知识的完善及教师专业化的发展。
(2)教学运用上的价值。化学创新实验的应用,有助于激发学生的潜能,培养创新意识和创新能力,同时帮助学生掌握科学的研究方法、培养严谨的科学态度。增强学生学习化学的兴趣,树立科学的世界观,创新实验中无论是演示实验还是学生实验,它的新颖性决定了它对学生学习化学的兴趣有极大的促进作用。创新实验中关注的化学问题都能使学生关注更多事物变化的本质过程,这促进了学生辩证唯物主义观念的培养。
二、九年级化学实验创新教学的方
1、利用现代多媒体技术辅助实验。
多媒体技术用在教学中大大提高了教学的效率,现代教育技术让我们可以利用多媒体模拟微观动态世界。让学生在较短时间内对化学的抽象理论和知识有比较清晰的理解,多媒体技术在化学实验中应用也是化学实验的一大创新:
(1)投影仪放大实验。如做钠与氧气和水的反应的实验,教师在讲台上演示时,后面的学生难以看清楚,可以把培养皿放在投影仪上,在培养皿里放一小块金属钠,在屏幕学生很清楚看到刀切外皮,钠表面光泽和颜色的变化。钠与水的演示实验,也可以取一培养皿,加少量水,同时在水中滴入几滴酚酞,放在投影仪上。取小块金属钠放在水里,反应开始进行,“浮”“熔”“游”“响”“红”非常明显,学生的印象深刻。
(2)利用视频使学生身临其境。如在碱金属元素的教学中,讲授第一主族(H除外)金属性的递变规律。做了钠和钾的燃烧和与水反应的对比实验,问学生想不想看铷和铯与水的反应,学生热情高涨,他们都知道此反应更剧烈,这时展示铷,铯与水反应的视频,铷和铯遇水剧烈爆炸。学生受到强大的视觉冲击,印象深刻。
(3)用FLASH课件展示微观世界。化学世界是对微观世界的客观反应能够。可是这一过程往往是是老师告诉学生,学生记住而已。如在讲解铜锌原电池原理时,用大小、颜色不同的小球代表H+、Zn2+、电子、H2,再利用动画模拟他们电子流动方向和电极反应过程及产物。这样把抽象的原理变得形象、具体、生动和清楚易懂。
2、增强环保意识,加强绿色化学实验教学。
中学化学实验中,有很多有毒有害的化学物质产生,如Cl2、CO、SO2、H2S等,在用这些有毒有害物质进行性质实验时,经常会产生严重的污染。这就要求教师通过科学而有效的探究,改进实验装置或设计绿色化学实验,防止或减少实验过程中有毒物质的排放。如对有毒有害物质的试验,可以做到微量化,只要达到试验效果,现象明显,量越少越好。如在做铜和硝酸反应的试验时,可以将教材中的试管试验改为白瓷反应板中进行。在白瓷反应板的两个孔穴中各放入一个小铜片,再分别滴加3~4滴浓硝酸和稀硝酸,然后用浸过氢氧化钠溶液的少许棉花盖在反应板的口部,以吸收产生的微量NO2或NO等有害气体。这样学生既可以看到反应产生的“红云绿水”现象,又避免了反应中产生NO2和NO对人体的毒害。又如在检验SO42-离子的试验中,学生往往会一下子加入较多BaCl2溶液,不仅药品浪费,而且钡化合物毒性很大,过量的Ba2+转入废液造成水质污染、土壤污染。所以可以先让学生知道BaSO4是溶解度很小的不溶性盐,在1L水中仅溶解1.05×10-5mol(25℃),只要逐滴加入的BaCl2溶液,观察到明显的白色沉淀现象就停止,这样既节省了试剂,达到了试验目的,更重要的是净化了环境。又如H2O2的分解实验,课本上用MnO2做催化剂,MnO2是一种强氧化剂,处理不当会造成污染,若以H2O2酶(切一块生马铃薯即可)代替MnO2,催化效率高且无污染。教师在教学过程中应注重培养学生的环保责任感,把绿色化学教育渗透到化学实验室和实验过程中。
3、创新化学实验设计。
如几种金属盐的焰色反应实验,教材是用“焊在玻璃棒上的铂丝”作为实验材料,蘸取盐溶液在火焰上燃烧来观察实验现象。实际上,经过实验探究,要完成焰色反应的演示实验,可以有更为简便的实验方法,为发挥学生的主动性,实验方案可设计如下:
仪器:量筒、酒精喷灯、喷雾器药品:无水乙醇、水、NaCl、KCl、CuSO4
(1)创设情境,激发学生实验兴趣。①展示节日礼花的图片,以此调动学生对焰色反应的兴趣。②引导学生观察课本所给出的几种常见金属的焰色反应图片。③演示实验,按照课本介绍的实验方法,向学生介绍使用铂丝和酒精灯观察金属的焰色反应的操作。
(2)学生实验,记录现象。学生自己动手实验,观察钠、钾、铜的焰色反应,并如实记录实验现象。
(3)分组讨论,探究改进方案。学生分组讨论影响实验现象的因素,探究改进实验条件,使实验现象更加明显的方案。焰色反应需要观察火焰颜色的变化,因此背景火焰的颜色是影响观察效果的一个焦点;延长焰色反应的时间也可使实验现象明显的方法之一;此外,铂是贵重金属,实验中使用铂丝将提高了实验成本,改用其它材料以降低成本也是可行之法;燃烧器皿也可改用,以达到更便于观察焰色反应的效果。
(4)实验验证,汇报成果。各小组设计方案,通过实验验证,最终确定实验的改进方案,并选出一名代表向全班同学汇报本组的设计思想、最终方案以及实验改进效果,培养学生的交流学习的习惯。
(5)小结。各种方案小结,介绍实验原理,引导学生对方案进行评价,培养学生的评价与反思能力。
(6)实验方案改进。将NaCl、KCl、CuSO4固体分别溶于无水乙醇与水以体积比为1∶1的比例混合均匀的溶剂中,配制成溶液;分别将三种溶液装入三个喷雾器中;点燃酒精喷灯,观察无色火焰的燃烧;将喷雾器喷向无色火焰,就能观察到盐的焰色反应。现象明显,可观察到NaCl、KCl、CuSO4的混合溶液燃烧时的焰色分别为黄色、紫色、绿色。操作十分简便。
三、用探究式实验培养学生创新能力
探究式教学是以人文本为出发点,以培养学生创新能力,变被动为主动学习的一种新型学习方式。教学中的探究性实验应该是一种注重科学过程、重点培养学生的探究创新能力和科学态度、强调学生亲手做实验而不唯求学生亲手做实验的一种实验。
根据科学研究的一般过程和教学具体特点,我们可以把探究性实验的教学模式分为两种:①问题—实验事实——科学抽象——结论——应用。②问题——实验事实——假说及其验证——结论——应用。①式更符合初中学生的思维特点,②式需要学生大胆进行推理、想象,更符合高中学生的思维特点,更利于培养学生的创新能力。在具体的教学中我们可以因地制宜地通过各种实验教学形式例如演示实验、边讲边实验、学生实验等,按照不同学习阶段的学习要求、学生心理特点有序地培养和发展学生的各种实验能力,不断突出和深化实验的探究功能,只有这样我们才能在实际当中充分发挥实验的探究创新功能,不断提高学生的适应能力,实现资源的最优化,这对于全面实施素质教育,培养学生的创新精神和实践能力都具有非常重要的意义。
【参考文献】
[1]宋新.探究化学实验的“绿色教学”[J].教育艺术,2008.2.
[2]王祖浩.王程杰.中学化学创新实验[M].南宁:广西教育出版社,2007.6
[3]王祖浩等.化学教育心理学[M].广东教育出版社,2007:130