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化学实验是化学教学的重要组成部分。在初中化学复习教学中,部分教师很少借助化学实验,部分教师在借助化学实验展示信息时不够充分或与学生原有认知经验差异过大,以至于学生只能对教师的讲解进行机械记忆。为了发挥化学实验的强大功能,使化学实验教学有效促进每个学生的学习,教师应对教材等教学资源所示实验进行必要的改进、补充、重组,给学生提供更多的有效学习信息,使化学实验的认知功能最大化,从而有效减轻学生过重的学业负担。
一、 设计可观性探究实验,提高学生化学复习课堂的专注程度
浙教版科学教材淡化了演示实验和学生实验的界限,设置了“活动”“实验”和“探究”三个栏目。有的知识点教材没有安排探究实验内容,但在考试时相关内容却经常出现。所以笔者以为,针对这样的内容不妨也设计相应的探究实验。
如浙教版科学教材没有专门提及“难溶性碱的性质”问题,似乎这一知识显得不太重要。但是近几年中考化学试题试卷却几乎每年都涉及这一问题的考查。很多教师在讲到这方面的内容时,通常以理论分析或直接讲授结论为主,学生只能进行机械记忆,缺少直观感受和深刻理解。笔者在进行“探索碱的性质”这一内容的复习教学时,让学生以学习小组为单位探究“难溶性碱的性质”:每组分别取4支洁净试管,加入适量水和少量Mg(OH)2固体,然后分别加入适量酚酞试液,通入适量CO2、盐酸、CuSO4溶液。这样,学生通过具体而明显的实验现象,不仅有了直观感受,而且会兴致勃勃地探讨其中的原因。
二、 设计创新性探究实验,激发学生质疑与继续探究的欲望
在化学教学中,关注学生的问题意识,激发学生的创新思维,促使学生积极投身创造性活动之中,是培养学生创造性的重要途径之一。当学生对教材提出合理质疑时,教师要鼓励学生大胆突破教材的描述,并通过以化学实验为主的多种探究活动,体验创新思维的过程。[1]
在教材(八年级下册第二章第一节)《空气中氧气含量的测定》的复习教学中,由于实验现象不够明显,学生对实验结论不能信服。对此,笔者对原实验装置进行了改进(如图1所示):(1) 取一洁净的大试管,用一适宜的单孔橡皮塞塞紧后,把余下的试管容积分成五等份,并作上标记,在试管里加入适量白磷,然后用连接有导管的橡皮塞塞紧试管口;(2) 把试管放入盛有800 mL左右热水的烧杯中,观察现象;(3) 白磷火焰熄灭后,将试管充分冷却,打开止水夹(注:右边烧杯中盛放红墨水是为了使现象更明显),观察试管内的水位变化,得出结论。然后,笔者让学生讨论:改进后的实验有何优点?在用改进后的装置进行实验时应注意哪些问题?从而使学生在质疑中探索、在意外中创新。
三、 设计拓展性探究实验,激发学生开拓视野与探索新知的期望
所谓拓展性实验,就是以课本知识为依据,突破课本中基础实验的束缚,具有开放性、实践性、安全性、探索性、创造性等特点的实验。拓展性实验是学生科学精神、科学方法、科学能力以及可持续发展观念培养的重要载体。
在进行教材(九年级上册)第一章内容的复习教学时,配套作业本上有这样一道题目:
在部分变质的氢氧化钠溶液中,逐渐加入稀盐酸至过量,请描述整个过程中的实验现象并写出相关化学方程式。
对此,笔者在进行了提出问题、作出猜想和假设、设计实验方案、完成实验、反思与评价等教学后,“趁热打铁”抛出两道同类问题让学生分析。
【第一题】现把氢氧化钠溶液逐渐加入稀盐酸和氯化铜的混合溶液中,请描述整个过程中的实验现象并写出相关化学方程式。
【第二题】现把一根铁丝插入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,那么铁丝是和它们同时反应还是先和硝酸银或硝酸铜溶液反应?
【第二题再拓展】若把少量细铁屑放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后,试写出溶液中溶质的可能组成成分有哪些。(提示:可分情况讨论)
拓展性实验教学在培养学生基础性学力的同时,更注重学生发展性学力和创造性学力的培养,这需要教师综观全局,充分协调教学中的各种因素,创设民主的课堂氛围,从而激活学生思维、发展学生个性。
四、 设计趣味性探究实验,提高学生的学习兴致
兴趣是一个人力求认识、研究、获得某种事物或进行某种活动的倾向,它能推动人去寻求知识或从事某种活动,开阔眼界,使人的积极性和主动性得到充分的发挥。因此,增强化学课堂探究实验的趣味性就显得尤为重要。
在教材(九年级上册第一章第一节)《物质的变化》“硫酸铜溶液使鸡蛋清变性实验”的教学中,笔者引导学生进行了如下探究。(1)提出趣味问题:氯化钠、硝酸钡、硫酸钡、氯化银、氯化铁、碳酸钾、硫酸镁等也能使鸡蛋清变性吗?(2)学生经过讨论作出大胆猜想与假设:①在水中可溶的可以,难溶的不可以;②都可以;③含有重金属离子的可溶性盐可以,其他不可以。(3)设计实验方案:学生设计出各种实验方案,经讨论后,认为可以分别取少量药品,各放入适量水中,再分别加入少量的鸡蛋清。(4)观察与思考相结合,完成实验,给出合理的解释与结论:通过实验,学生得出第三种猜想成立,即含有重金属离子的可溶性盐可以使鸡蛋清(蛋白质)变性。(5) 反思与评价,交流与分享:学生以各种方式将自己的收获、体会、感想以小论文、实验报告、演示文稿等方式表达出来。
五、 设计综合性探究实验,提高学生的多学科综合分析探究能力
化学是一门综合性、知识性强的中心学科,它与语文、数学、物理、生物、政治、历史、地理诸学科之间存在着相互作用的关系。新的科学教材在构建体系结构时,也采用了各学科融合的方式。在化学教学中,要培养学生的自学能力、理解能力、分析能力、知识迁移能力、解决问题能力,就必然要注重化学与相关学科知识的结合和渗透。例如,化学中的喷泉实验、反应热、电解质溶液、电化学原理与物理学中的压强、分子运动理论、气体性质、热力学、电力学有着密切的联系,而质量守恒定律、能量守恒定律、热力学定律和反应速率等可以说“理化是一家”。21世纪是生化的世纪,生物科学和化学科学之间更是形影不离。所以,教师在教学过程中要注意建立化学知识点与其他学科知识点的联系,培养学生综合运用知识分析和解决问题的能力。如笔者在教学中利用氢氧化钡溶液与二氧化碳反应的原理,引导学生设计了一个“测定学校不同地点空气中二氧化碳相对含量”的实验方案。在实验方案的实施过程中,学生运用了生物课上学习过的呼吸作用和光合作用的知识。
总之,多元化课堂探究实验增强了化学实验的探究性和趣味性,协调了各教学要素之间的联系,引领学生在连贯的化学实验中,有效建构知识的意义,不仅“使学生的学习环境和学习成效最优化”[2],而且在一定程度上也激活和促进了初中化学复习教学。
参考文献:
[1] 化学课程标准编制组.普通高中化学课程标准(实验)解读[M]. 武汉:湖北教育出版社,2004:9.
[2] R.M.加涅,W.W.韦杰,K.C.戈勒斯,J.M.凯勒.著. 教学设计原理(第5版)[M]. 王小明,庞维国,等. 译. 上海:华东师范大学出版社,2007:18.
一、 设计可观性探究实验,提高学生化学复习课堂的专注程度
浙教版科学教材淡化了演示实验和学生实验的界限,设置了“活动”“实验”和“探究”三个栏目。有的知识点教材没有安排探究实验内容,但在考试时相关内容却经常出现。所以笔者以为,针对这样的内容不妨也设计相应的探究实验。
如浙教版科学教材没有专门提及“难溶性碱的性质”问题,似乎这一知识显得不太重要。但是近几年中考化学试题试卷却几乎每年都涉及这一问题的考查。很多教师在讲到这方面的内容时,通常以理论分析或直接讲授结论为主,学生只能进行机械记忆,缺少直观感受和深刻理解。笔者在进行“探索碱的性质”这一内容的复习教学时,让学生以学习小组为单位探究“难溶性碱的性质”:每组分别取4支洁净试管,加入适量水和少量Mg(OH)2固体,然后分别加入适量酚酞试液,通入适量CO2、盐酸、CuSO4溶液。这样,学生通过具体而明显的实验现象,不仅有了直观感受,而且会兴致勃勃地探讨其中的原因。
二、 设计创新性探究实验,激发学生质疑与继续探究的欲望
在化学教学中,关注学生的问题意识,激发学生的创新思维,促使学生积极投身创造性活动之中,是培养学生创造性的重要途径之一。当学生对教材提出合理质疑时,教师要鼓励学生大胆突破教材的描述,并通过以化学实验为主的多种探究活动,体验创新思维的过程。[1]
在教材(八年级下册第二章第一节)《空气中氧气含量的测定》的复习教学中,由于实验现象不够明显,学生对实验结论不能信服。对此,笔者对原实验装置进行了改进(如图1所示):(1) 取一洁净的大试管,用一适宜的单孔橡皮塞塞紧后,把余下的试管容积分成五等份,并作上标记,在试管里加入适量白磷,然后用连接有导管的橡皮塞塞紧试管口;(2) 把试管放入盛有800 mL左右热水的烧杯中,观察现象;(3) 白磷火焰熄灭后,将试管充分冷却,打开止水夹(注:右边烧杯中盛放红墨水是为了使现象更明显),观察试管内的水位变化,得出结论。然后,笔者让学生讨论:改进后的实验有何优点?在用改进后的装置进行实验时应注意哪些问题?从而使学生在质疑中探索、在意外中创新。
三、 设计拓展性探究实验,激发学生开拓视野与探索新知的期望
所谓拓展性实验,就是以课本知识为依据,突破课本中基础实验的束缚,具有开放性、实践性、安全性、探索性、创造性等特点的实验。拓展性实验是学生科学精神、科学方法、科学能力以及可持续发展观念培养的重要载体。
在进行教材(九年级上册)第一章内容的复习教学时,配套作业本上有这样一道题目:
在部分变质的氢氧化钠溶液中,逐渐加入稀盐酸至过量,请描述整个过程中的实验现象并写出相关化学方程式。
对此,笔者在进行了提出问题、作出猜想和假设、设计实验方案、完成实验、反思与评价等教学后,“趁热打铁”抛出两道同类问题让学生分析。
【第一题】现把氢氧化钠溶液逐渐加入稀盐酸和氯化铜的混合溶液中,请描述整个过程中的实验现象并写出相关化学方程式。
【第二题】现把一根铁丝插入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,那么铁丝是和它们同时反应还是先和硝酸银或硝酸铜溶液反应?
【第二题再拓展】若把少量细铁屑放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后,试写出溶液中溶质的可能组成成分有哪些。(提示:可分情况讨论)
拓展性实验教学在培养学生基础性学力的同时,更注重学生发展性学力和创造性学力的培养,这需要教师综观全局,充分协调教学中的各种因素,创设民主的课堂氛围,从而激活学生思维、发展学生个性。
四、 设计趣味性探究实验,提高学生的学习兴致
兴趣是一个人力求认识、研究、获得某种事物或进行某种活动的倾向,它能推动人去寻求知识或从事某种活动,开阔眼界,使人的积极性和主动性得到充分的发挥。因此,增强化学课堂探究实验的趣味性就显得尤为重要。
在教材(九年级上册第一章第一节)《物质的变化》“硫酸铜溶液使鸡蛋清变性实验”的教学中,笔者引导学生进行了如下探究。(1)提出趣味问题:氯化钠、硝酸钡、硫酸钡、氯化银、氯化铁、碳酸钾、硫酸镁等也能使鸡蛋清变性吗?(2)学生经过讨论作出大胆猜想与假设:①在水中可溶的可以,难溶的不可以;②都可以;③含有重金属离子的可溶性盐可以,其他不可以。(3)设计实验方案:学生设计出各种实验方案,经讨论后,认为可以分别取少量药品,各放入适量水中,再分别加入少量的鸡蛋清。(4)观察与思考相结合,完成实验,给出合理的解释与结论:通过实验,学生得出第三种猜想成立,即含有重金属离子的可溶性盐可以使鸡蛋清(蛋白质)变性。(5) 反思与评价,交流与分享:学生以各种方式将自己的收获、体会、感想以小论文、实验报告、演示文稿等方式表达出来。
五、 设计综合性探究实验,提高学生的多学科综合分析探究能力
化学是一门综合性、知识性强的中心学科,它与语文、数学、物理、生物、政治、历史、地理诸学科之间存在着相互作用的关系。新的科学教材在构建体系结构时,也采用了各学科融合的方式。在化学教学中,要培养学生的自学能力、理解能力、分析能力、知识迁移能力、解决问题能力,就必然要注重化学与相关学科知识的结合和渗透。例如,化学中的喷泉实验、反应热、电解质溶液、电化学原理与物理学中的压强、分子运动理论、气体性质、热力学、电力学有着密切的联系,而质量守恒定律、能量守恒定律、热力学定律和反应速率等可以说“理化是一家”。21世纪是生化的世纪,生物科学和化学科学之间更是形影不离。所以,教师在教学过程中要注意建立化学知识点与其他学科知识点的联系,培养学生综合运用知识分析和解决问题的能力。如笔者在教学中利用氢氧化钡溶液与二氧化碳反应的原理,引导学生设计了一个“测定学校不同地点空气中二氧化碳相对含量”的实验方案。在实验方案的实施过程中,学生运用了生物课上学习过的呼吸作用和光合作用的知识。
总之,多元化课堂探究实验增强了化学实验的探究性和趣味性,协调了各教学要素之间的联系,引领学生在连贯的化学实验中,有效建构知识的意义,不仅“使学生的学习环境和学习成效最优化”[2],而且在一定程度上也激活和促进了初中化学复习教学。
参考文献:
[1] 化学课程标准编制组.普通高中化学课程标准(实验)解读[M]. 武汉:湖北教育出版社,2004:9.
[2] R.M.加涅,W.W.韦杰,K.C.戈勒斯,J.M.凯勒.著. 教学设计原理(第5版)[M]. 王小明,庞维国,等. 译. 上海:华东师范大学出版社,2007:18.