时间:2022-09-03 22:29:04
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一、优化实验设备和环境
1.有效利用实验资源
现在很多的高中学校并没有很完善的化学实验设备和环境,要想提高化学实验教学的效果,推动实验课的快速优化,就必须要合理开发利用可利用的实验课程资源,包括校内和校外的可用资源.首先,校方要加大在化学实验设备方面的投资力度,优化整合各类相关的实验教学设施,置办实验要用到的仪器设备.学校还要注重经常开办化学实验活动,可以以实验能力竞赛等活动形式提高学生对化学实验的兴趣和能力.化学教师要学会拓展延伸教材中的内容,使得学生深化对化学知识的理解,明白实验原理,便于在做实验时有理可循.理论教师要与实验室管理者经常合作,根据教材对实验的要求,布置好实验室的设备,并使得实验管理规范.要紧密结合当地的实际情况,因地制宜地开发和利用有地方特色的实验课程资源,使学生在现实生活的背景下学习化学,加强与现实世界的联系.
2.注重实际操作
现代化教学里多媒体的使用使得教学更加方便,但正由于它的使用,校方和教师就忽略了学生亲自操作实验的重要性.如果有化学实验具备条件可以真实进行,就一定要真实地去实验而不是用辅助作用较大的多媒体代替.教师要尽量允许学生加入实验前的实验室准备工作,使得他们更明确实验道理.
二、优化理论教学
1.理论上强化实验仪器的使用和实验的基本操作
当前在高中化学实验教学中普遍存在的一个问题是学生对基本实验仪器的使用以及实验的基本操作不够了解,以至于常导致实验失败.
例如,高中化学里有一个实验,是要学生利用氨气完成喷泉实验,观察实验现象.而在实验完成后,只有少部分的实验者观察到了实验前的预期效果,看到了喷泉现象.经事后分析,实验失败的原因无非有几种:事先没有检查实验装置的气密性,实验进行时没有将集气瓶里收集满氨气体,或者是进行实验前没有将烧瓶充分干燥.这些都是由于实验的不规范操作引起的,由此例子可见,教师要对学生的规范实验操作教育足以重视,在理论课上细致讲解实验仪器的正确使用以及实验的基本操作.
2.引导学生整理化学实验知识网络
教师要引导学生用综合性思维对化学实验知识进行归纳整理.
例如,高中化学中有一个物质的分离和提纯的实验,即利用物质的物理或化学性质将混合物质变成纯净物质.其方法包括过滤、蒸发结晶、萃取、升华、渗析、分液等.为了使学生明确某种混合物应该用哪种方法进行提纯,教师就需要引导学生自主构建一个实验框架.当氯化钠溶液里混有碳酸钡时,是属于固液不溶的混合物,这时只需采用过滤就好了.当分离蒸馏水与苯时,属于两种互不相溶的液体混合物,这时需要采取分液的方法进行分离.当分离碘化钾和碘时,采用的实验原理是固态混合物中的某成分受热时会容易升华,这时就需要采用升华法来进行分离.因此,学生对实验的原理进行整理是非常有必要的,它可以提高对相关实验的驾驭能力.
三、优化实验选材
1. 药品变质造成的实验异常现象
案例:用新制的FeSO4与NaOH溶液反应制备Fe(OH)2时,结果未能观察到白色絮状沉淀,而看到的却是灰绿色沉淀,并逐渐变成红褐色.这种情况是学生可以自己分析得出原因的,操作的关键:1.为什么要用新制备的FeSO4溶液?2.为何将滴管插入试管里溶液的底部,慢慢挤出NaOH溶液?最佳的改进方案:可以在溶液表面封一层苯或封油层以隔绝空气,氢氧化钠溶液事先煮沸以赶出里面的氧气.
2. 滴加与反滴加的顺序不同造成的结果不同
教师或学生在实验中,若将化学试剂的加入顺序变更以后,有可能引起实验现象不明显甚至得到截然不同的实验结果.
如Cu(OH)2的制备是高一的一个学生实验.若按教材要求的方法和步骤,向盛有CuSO4溶液的烧杯中滴加NaOH溶液,可以产生大量的絮状沉淀,但是对该沉淀进行加热时有时就是看不到黑色CuO.实际上,按如上操作一般生成的沉淀只能是绿色的碱式硫酸铜,致使观察不到Cu(OH)2的受热分解现象.所以,建议将步骤改为“向盛有NaOH溶液的烧杯中滴加几滴CuSO4溶液”,确保生成Cu(OH)2过程中NaOH始终是过量的.
3. 药品长期存放变质造成的实验结果异常
实验室中某些药品由于长时间放置因氧化等原因变质,如我们检验Na2SO3溶液中的亚硫酸根离子时可以先加入盐酸,产生气体能使石蕊试剂褪色,但长时间放置的亚硫酸钠会被空气中的氧气氧化成硫酸钠而不能与盐酸反应.这样的实验在操作之前教师要先检验药品是否变质.
4. 药品的量的用量不一定越多越好
实验过程中,特别是在学生做实验时由于实验习惯的问题,在取用药品时用量很随意,很容易出现出乎意料的现象.
例如在做银镜反应时,在一洗净的试管里注入1 ml AgNO3溶液,然后加氨水到完全溶解,再滴几滴新配的乙醛溶液后水浴加热几分钟却始终得不到光亮的银镜.分析原因,应该是银氨溶液配制时氨水量未控制好引起的.在向AgNO3溶液中滴加氨水不可过量,教材描述为“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”.实践经验证明,氨水过量越多,银镜反应的效果越差.所以我个人建议,加氨水时直到最初产生的沉淀溶解到还略显浑浊(不可使沉淀恰好溶解至溶液澄清)为止,这种银氨溶液氧化能力最强,实验效果非常好.
5. 因实验温度控制不当引起的实验异常
温度是影响化学反应速率和反应趋势的一个重要方面.温度的高低往往决定了一个反应能否发生、向什么方向发生等问题.所以,温度的合理控制对实验现象与实验结果至关重要.
例如在做乙醇的氧化实验时,将螺旋状的铜丝加热变黑后,如不迅速插入乙醇,反复几次,并不会看到铜丝变红亮,也不会闻到有刺激性气味.因为铜丝插入速度太慢,使铜丝温度下降后反应就不能发生了.
在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,仪器的选用及装置是否合理,以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象.
二、实验现象异常的改进与利用
1 .通过异常现象的分析促进学生培养严谨的治学态度
严谨的科学态度是高质量地完成化学实验的前提条件.学生实验中出现的异常现象,大多是由于实验态度不严谨而引起的.如:试管没洗干净就进行银镜反应的实验,结果看不到银镜出现;用不干燥的集气瓶收集氯化氢或者氨气,长时间收集不满;使用滴管时,一管多用,或者滴加试剂时随意碰到试管壁,导致试剂交叉污染;不按规定的用量取用药品,造成反应现象不明显或不正常等等.如果查明异常现象是由于上述主观原因而产生的,应该借此机会强调良好的实验习惯和规范的操作方法的必要性,使学生养成严肃认真、一丝不苟的科学态度.
2.利用异常现象进行知识点的转化学习,达到拓展知识的目的
当学生在实验中出现的实验失败或误差较大时,要合理的利用失败的原因将知识点转化到相关知识的应用上,往往学生会对异常的实验现象更加关注,合理巧妙地利用这种心理调动学生的学习积极性会达到事半功倍的效果,我们教师在这方面可以多加注意这也是教学艺术的一种升华!
3.利用实验异常现象,培养学生观察现象、分析问题的能力,从而提高学生探究的水平和解决问题的能力
在化学教学中,只要学生留心观察实验过程,注意捕捉奇特的变化,就可以发现许多实验异常现象,对这些异常现象进行探究会得到很多重要的发现.教师应根据教学内容,指导学生对见怪不怪的现象着手探究、发现问题.中学化学中异常现象很多,其中很多异常现象都可以成为学生进行探究的极好材料.
(2)绿色化学价值观.环境价值观就是指人类对环境价值的认识、观念、看法、观点.转变我们以往以人为中心判断物质利害观念为以人与自然平等和谐观念,以绿色化学原理指导高中化学知识的教学,即要掌握化学物质、化学实验对人的危害以便进行防止.高中化学实验的绿色化是一个长远的任务,教育工作者要有深刻的认识,这不仅是科学战线和化工战线的任务更是整个化学领域的任务.
(3)绿色化学教育观.绿色化学根本上是为了预防和控制环境污染,是人类的生活质量得到保证和提高,使自然环境得以保护.在高中化学教育课程改革和课堂教学的全过程中贯穿绿色化学理念,将其化作中学课程改革的重要内容.之所以将绿色化学的理念引入化学教学中,是因为绿色化学有利于环境的保护和人类社会的可持续发展.站在一线的化学教育工作者需要做到的很多,更新自己的知识结构,认识化学新知识,真正理解绿色化学的含义,承担绿色化学的宣传和教育,潜移默化对学生进行教育,不断灌输“绿色化学”的理念,认识到绿色化学的重要性,掌握绿色化学的知识和技能.
(4)绿色化学道德观.这一观念是传统人类道德观念的延续和继承并且得到广泛的发展,由于当前现代工业文明引发的人类与环境关系日渐突出使得其产生并且迅速得以发展.这是一种新的道德观念———人类与环境和谐相处的观念,是人类环境意识有史以来发展的最高阶段,体现了主客体的统一,人与环境的统一.
二、高中化学实验中学生绿色化学观的培养
自从新课改以后,中学化学课本的编制和修订过程充分考虑了绿色化学原理,例如:限制了常见实验固体液体试剂取用的数量;删除了有害的实验气体如:硫化氢、苯磺酸等等的制备;科学介绍闻气体的方法;实验中遇到事故的紧急处理;试剂保存和使用的方法原则尤其是特殊的试剂;强调某些实验尾气的处理等等.新课改有益处也存在缺点,为了符合绿色化学观的发展要求,从以下几方面改进实验以增强学生绿色化学观的培养.
首先,大力推行化学微型实验操作.简单的对常规实验进行缩微或者减量并不是这里所指的微型化学实验,实际的微型化学实验是指在微型化条件下,重新设计和探索实验,旨在利用最少的试剂获得最多的化学信息目标.微型实验的两个显著特点是仪器装置微型化和试剂少量化,操作简单,药品节约,污染减少,是未来绿色实验发展的方向.同时还可以使用身边的废旧物或者自制的简单仪器进行一些实验,更体现了绿色化学的概念,让学生树立绿色化学观.
1.实验条件和内容的局限性。由于不同地区、不同学校的实验条件参差不齐,有些贫困县区的高中因经费限制,缺少实验仪器和试剂的现象特别严重,致使部分学校无法开全演示实验和分组实验。有些教师在实验教学过程中过分依赖教材、实验册和教辅资料,实验安排单一枯燥,学生完全依据教师提供的实验步骤完成实验,而不是在教师的引导下自主完成提出问题、作出假设、实验探究和得出结果的实验设计。
2.实验仪器及试剂在使用过程中的危险性。高中化学实验中用到的仪器多为易碎的玻璃制品,使用的试剂多数是一些反应剧烈的活泼金属和具有强腐蚀的酸或碱。教师或学生如果在实验过程中处理不当,将存在极大的安全隐患。
3.实验试剂和反应产物的污染性。在高中化学课程标准安排的多数化学实验中,所用到的反应试剂及得到的反应产物,如果不经过科学系统的分类、保存或处理都将可能对学校周围的环境造成污染。
4.实验过程复杂并缺乏严谨性。传统的化学实验教学中,有很多实验方法的设计上比较复杂,实验过程费时费力,而且很容易导致实验效果不精确,影响教学效果和学生对知识的准确掌握。针对以上传统高中化学实验课教学中存在的诸多弊端,笔者以为利用开放式网络化的虚拟实验室对学生进行化学实验教学,不失为今后高中化学教学实验课的一种十分有效的新途径。
二、虚拟实验室的概念和特点
1.虚拟实验室的提出。虚拟实验室最早于1989年由美国弗吉尼亚大学的威廉·伍尔夫教授提出,当时仅作为一种能为不同地理位置的实验人员提供相互交流、协调工作、共享实验资源和数据的计算机网络化环境。随着各国学者对虚拟实验室研究的不断深入,虚拟实验室得到了很快的发展。联合国教科文组织于1999年在美国艾奥瓦州立大学的会议上提出关于“虚拟实验室研究中心”和“虚拟研究实验室”科研和教学模式的构想,并将虚拟实验室定义为:为了实现远程协作、实验研究或其他创新活动,通过分布式信息通讯技术并结果的电子工作室。
2.虚拟实验室的特点。与现实实验室相比,虚拟实验室在科研和教育方面存在诸多优势和特点,具体如下:
(1)成本低:虚拟实验室可以在拥有少量实验仪器甚至在没有实验仪器的环境下完成实验,这样将大大节约仪器和试剂在购置、管理和维护过程中产生的费用。虚拟实验室作为一种可重复、无损害的软件系统加以利用,极大地降低了开发和使用成本。
(2)自主性:虚拟实验室是一个自由开放的网络实验平台,学生和教师可以依照自己的需求自主选择实验的时间、地点、仪器、内容及方法来安排实验教学和练习,这样极大地增强了学生的学习兴趣和自主探究的学习欲望。
(3)交互性:虚拟实验室在通过网络完成远程教育的基础上,优化了传统远程教育中“只能看,不能动手做”的弊端,实现了教师、学生和网络虚拟实验室系统三者间的相互研究与交流,这样不仅在学习过程中加强了师生之间、生生之间的合作学习,也让学生在亲自动手操作的过程中提高他们的实践能力,同时也能使实验效果达到最大的精确化,有效提高课堂教学效率。
(4)高效性:学生可以通过虚拟实验室中的复习平台,结合理论教学自主的完成实验练习,这将有助于学生克服实验装置安装不正确、实验仪器操作不规范等基本技能障碍,帮助学生更高效地解决实验问题,达到有效学习目的。
(5)安全性:虚拟实验室中的仪器和试剂都是通过软件仿真模拟技术构建起来的,只需通过电脑即可完成实验操作。这对于教师进行演示实验和学生进行自主实验来说,能避免传统实验对仪器和实验人员的伤害,提高实验过程的安全性。
三、虚拟实验室在高中化学实验教学中的优势
针对传统实验教学中存在的不足,采用构建虚拟实验室的方式,能够进一步丰富高中化学的实验内容和组织形式,这对提高高中化学实验课的效率,激发学生的学习兴趣,培养学生细致的观察能力、缜密的思维分析能力、灵活的动手操作能力有着积极作用。
1.帮助学生更好地掌握实验原理、方法和操作过程,培养他们的学习兴趣。教师在开展实验教学之前,可以安排学生在虚拟实验室平台观看相关的实验教学视频,在初步了解实验原理、实验方法和实验操作过程之后,再指导学生亲手操作虚拟实验试剂和仪器进行模拟实验。这样将有助于增加学生对实验的了解,保证学生有充足的操作时间,熟悉操作过程,减少传统实验由于操作失误造成的安全隐患,从而激发学生对高中化学实验的学习兴趣。
素质教育的最终目标是人的全面发展,使学生学会学习、学会生活、学会劳动、学会做人。新世纪的教育只有真正切入并融于生命,才能体现教育的生命,才有可能成为一种真正意义上的素质教育。
一、开展层次化、开放性的高中化学实验教学
根据化学学科的特点,合理设置不同层次的实验教学,既要符合认识规律,又要满足化学教学要求,还要尽量调动学生学习的主动性。第一层次为认知型实验教学阶段,这一层次是传统的规范验证性实验。目的是熟悉实验史实,体验基本科学实验过程,训练基本操作技能,培养观察、实验、记录、条件控制、化学用语化等基本技能。第二层次为综合型实验教学阶段。这一层次是在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验。这一阶段可以帮助学生建立起综合的基本概念,可以对所有学生开设。第三层次为设计型实验教学阶段,这一阶段是结合化学教学而进行的一种尝试性实验,目的是培养学生实验设计能力和创新能力,是化学科学的较高培养目标。要求学生在教师指导下选定实验项目,自主思考,综合多门学科知识和多种实验原理来设计实验方案,来完成实验操作,撰写出实验报告。在实验过程中,要求学生学习应用新知识、新技术去寻求一种新思路。学生在实验中自始至终是主体,有利于充分发挥学生的主观能动性和独创性,调动学生的积极性和创新热情。以上三个层次是螺旋式上升的,分阶段进行的,开发新的实验内容和实验装置,教师需要选好实验项目,指导好学生实验,为学生创造更好的实验教学平台,设计性实验要让学生体会到探索的价值和设计的必要,要能提高学生的实验兴趣。
落实以实验为基础的化学教学观,全面开放化学实验教学。开放式实验教学使实验教学从时间、空间、实验内容以及实验形式上的全面开放,目标是培养学生的创新精神和实践能力。开放式化学实验能够拓展研究的空间,使学生自主实验内容与现代信息技术紧密相关,学生将自己的特长和兴趣与现有的教学实验条件有机地结合起来,为学生发挥求实的自主精神提供了学习、实践条件。在开放式实验室,学生通过接触新颖的社会生活课题,接触一些先进的科研思想,开阔学生的视野,培养学生的创造性思维。
二、高中化学实验教学创新
创新能力是一个人综合素质的最好体现,创新教学的主要目标是想方设法让学生积极、主动地思维,提高学生的课堂参与能力、创新能力和解决问题的能力,培养学生用自己的头脑来创新。从化学实验对环境也会造成污染这一课题来讲,可以培养学生的创新能力,带领学生学习并探讨如何将化学实验绿色化。化学实验教学实施绿色化学教育,是强化学生绿色化学思想,培养未来绿色化学公民的重要手段。绿色化学实验是在绿色化学思想指导下,用预防化学污染的新思想、新技术和方法,对常规实验进行研究改革而形成化学实验的新方法。高中化学实验教学与绿色化学联系最为紧密,也最为直接,化学实验是渗透绿色化学教育的最好渠道。在高中化学教学的整个过程中渗透绿色化学理念,教师要充分利用教材中的实验教学资源,开展绿色化学教育的探究性教学。开发微型实验,循环使用溶剂和充分利用反应产物,注重学生实验过程中产生的废液、废渣及学生实验产品的处理。普通高中化学新课程倡导通过以化学实验为主的多种探究活动,教师要依据学生的实验能力,在问题的提出、实验用具、实验步骤和实验结论等方面设计不同开放程度的实验,最终使学生体验实验探究的基本过程,激发学习化学的兴趣。
创设多纬度化学实验教学创新能够充分激发学生的探究兴趣和创造兴趣,提高学生化学学习的自主性效果。学生通过实验创新实践,能够在实验兴趣、实验目标、实验内容、实验途径等方面都得到均衡的发展。
参考文献:
一、趣味性实验
发挥实验教学的作用,激发学生的化学兴趣。在化学实验教学中,要想激发学生的学习兴趣,教师必须解放思想,更新观念,让学生去模仿,教师要相信学生都能成功地完成实验,允许学生实验失败,鼓励他们从失败中找原因,直至实验成功,要让学生从实验中品尝到成功的喜悦。但在放手实验时,首先要让学生带着明确的目的去实验、去探究,把知识从实验中展现出来,然后引导学生总结实验结论,既体现了教师的主导作用,又发挥了学生的主体作用,这样才能充分调动学生学习生物学知识的积极性。教师需要经常和学生交流,探讨问题,归纳清晰的知识结构。有疑问才会有思考,才会有创新。在教学中充分发挥化学实验的设疑功能,让学生解释实验现象,使所学知识问题化、条理化,激发学生强烈的求知欲望。
二、将实验生活化
生活化的实验既可以激发学生学习化学的兴趣,也增强了学生的动手操作能力,培养了学生创新、设计的能力,同时使学生认识和理解化学科学对社会的价值。高中化学实验教学的评价体系在完善,评价是教学环节中必不可少的一环,它能有效地检查和促进教学。
三、将实验微型化
让学生分组实验并推行微型实验能起到积极而有效的效果。学生通过自制仪器和动手做实验,既训练了动手能力,培养了创新思维,同时较强的参与性及微型本身的魅力,也大大地激发了学生的兴趣,对学生的环保意识及社会责任意识也有着积极的影响。当然,微型实验也有不足之处,如定量实验时的误差大,某些常规实验操作不太方便等。同时,教师应根据仪器设备的现状,实验教学,因陋就简,充分利用廉价的工具,日常生活中,材料或废料,用简单的实验装置或用化学药物替代实验。首先,在课堂上要认真观察老师所做的每一个演示实验。其次,要上好学生实验课,必须课前预习,把实验目的、原理和操作步骤弄明白。自己亲自动手实验,不做旁观者,高中的实验题其实没有很多,就有那几个典型事例,所有的实验题就是把高中的那几个实验,颠过来倒过去,做一些小小的改变,其实万变不离其宗,而且实验题主要讲的是细节,实验的现象。例如,反应放热、吸热,是否产生沉淀,颜色的变化等,抓住其中变化的小细节,就能做好。
四、高中化学实验教学评价
关注学生在化学实验活动中的过程体验、参与的积极性、主动探究的意识、化学知识、实验技能和方法的获取等方面,从评价主体上说还要更多发挥学生自我评价的作用。化学实验教学评价要重视过程评价;化学实验教学评价要突出对实验过程的评价,包括实验相关数据的访问,学生实验设计的方法,实验准备和操作,观察和记录的实验现象,实验后与实验结果表安排的采集和通信等;化学实验教学评价要让学生成为评价主体。化学实验教学中的学生自我评价是使学生在评价中学会为自己的学习主动承担责任,并为改进学习而积极努力的最佳途径。要充分发挥学生对化学实验教学评价的主体作用,就要积极引导学生对自己和同伴在实验活动中的表现进行评价。当然,教师要做好引导工作,事先要让学生明确评价标准。
五、实验的安全问题
化学实验有着自身的特点,有的探究过程无危险可言,而有的过程则需要教师帮助学生安全操作。如果学校有了统一、严格的实验探究管理办法,将会有利于活动的顺利开展和师生充分的重视。学生人数较多,频繁的探究必然会带来一系列的管理问题,操作起来难度和问题也会增多,同时也将影响到教学进度的顺利完成。相反,如果适当地减少探究次数,则可以减轻师生的负担,进而可以让精选的探究主题得以顺利开展。这样虽然在量上有所减少,但在质上会有较大的提升。
六、高中化学教学要精选试题
合理调整,确保学习时的良好状态和思维习惯。平时学习、做题目,我觉得不一定要讲究数量,而应重在效率。晚上不一定要学得太久,要保证第二天精力充沛,这样上课听讲才会听进去、学进去、吸收进去,上课的效率才会提高,我们的学习才能事半功倍。在化学学习中思考的习惯是非常重要的,面对现象要善于思考,多问几个为什么,并学会做总结和分析,训练推理能力,逐渐找到适合自己的学习捷径。解决化学问题的过程中,更要善于抓突破口,或上推或下推,或发散思维,逐步使问题清晰。根据学生求动、求知、求趣、求异、求新等心理特点,精心组织和设计课堂讲授内容和实验内容,把课本知识和生活实际联系起来,学生在理解的基础上掌握,避免了死记硬背。
七、基本功要扎实
如果连元素、化合物、化合式、反应式都不会的话,那学好化学更是无从说起。学好化学必须记住的有:元素、化学式、反应式。
教育的对象在不断变化,教育方法当然需要教师的创新。化学趣味实验能以简单的操作、鲜明的现象对学生产生极大的吸引力,激发学习兴趣。因此,我们要充分利用趣味实验,激发学生对化学的兴趣。“寓教于趣”可以使学生在轻松愉快的气氛中学习,从而获取知识、发展智力、提高能力。为了让学生对化学产生兴趣,需要更多教师的不懈努力。
参考文献:
1.白丽萍.高中化学案例教学研究[D].内蒙古师范大学,2009.
化学实验是高中化学课中培养学生操作能力的重要方式,在高中的化学教学中也是不可缺少的一个环节。实验教学方法的探索研究是现在高中化学中的教学热点。实验教学的重点有以下的几方面:
(一)综合性的设计性的实验研究,在实验中去培养学生的创新能力;保障综合性的,设计性的实验所需要软硬件;保障设计性的教学大纲与教材;综合性的、设计性的实验时间,过程与检验。
(二)化学实验中绿色性研究,改革有机化学实验思路;绿色化融入有机化学实验的内容中做探索研究。
(三)化学实验与创新能力培养研究,重点对实验的个性化研究有两个重要的平台:个性化实验的基础平台;实验项目的运作平台;靠基础实验的实验室做个性化的实验;分析个性化的实验特点,激发自创的个性化的实验;加强教师的学习培养提高教师个性化实验;实验中师生采用双向的选择方式对实验教学的个性化做分析探究。
二、高中化学实验教学中出现的问题
现在的实验教学在高中化学课中仍旧出现太多问题,重点有下面几个问题:一是实验对学生仍旧是填鸭式的,尽管实验在高中的化学教学中是提高学生的能力的主要方法,可是好多学生去做实验的目的是应付老师布置的的任务而不是实实在在想提高实验的水平与实验的技能。二是教学的手段僵化,实验中基本的知识和基本的技能不系统性,实验教学仍旧是僵化的教学方式。三是实验教学和科学研究没有相结合,导致学生对实验没有兴趣,没有积极性、主动性和创造性。
以上存在的问题,不能引起学生对实验的重视,做实验是为完成任务,实验报告就照抄书本或学生互抄,对实验本质和技能没能深入思考,实验结果和报告一模一样,学生的创新能力与操作能力不能得到提高。
三、用建构实践理论指导化学实验教学
用建构实践理论指导化学实验教学是非常必要的,要进行以下几个方面的建构:
(一)推进实验基本理论知识与实践思路相结合
在化学实验中由于教学方法与学生实验兴趣没有培养,学生化学实验的基础知识、实验的基本技能,化学综合路线设计知识没有系统性,制约了学生今后的发展,也制约学生综合能力的提升;所以高中化学实验教学以建构实践理论建构基础知识与基本技能,建构的方法要以化学实验为载体,化学实验基础教学为根本,以学生实验基础知识、基本技能和实验总体设计系统性,模块化来建构实验基础理论。
(二)注重学生的实验操作与科学研究相结合
实验与科研相结合的建构实践理论,教师不仅有教学任务与其它任务,在实验室中花费的时间就可能较少,但学生的时间和精力比较充沛,可是缺少实验技能和技巧,所以要让学生和教师都把实验与科学研究相结合,这不仅会把学生空余时间充分利用,还会有利于教师对教学科研的突破,学生的实验和教师科学研究相结合要采用多样化方式。例如:让学生拓展思路自主设计实验过程,再经过教师的指导,学生不仅领会了化学知识的应用,而且也学会了实验操作技能与思路设计,在实践中解决处理问题的能力,并且经过教师的指导学生积极思考好多为什么。在教师的指导指导下学生领会基本科学知识,然后经过做实验学生能完全理解实验和实验出现问题的解决方式,经过做实验,学生也能够学到基本教材中没有的知识,所以学生的实验和教师的教学研究相结合是互利的结合,学生能够学到许许多多的技能、技巧、思考问题解决处理问题的方式。
(三)创新实验教学方法,培养学生实验兴趣
一、激发学生的化学实验兴趣
兴趣永远是我们最好的导师,同时也是我们最佳的学习动力。在化学实验教学中也是一样,激发学生的实验兴趣,引导学生更主动的积极的探究实验,从而提高化学实验的质量。然而我们该如何激发学生的化学实验兴趣呢?笔者认为,我们要紧抓学生的心理认知特点与兴趣趋向,利用各种教学手段,把复杂的问题清晰化,进而激发起学生的学习兴趣,让学生主动的去探究,去学习。
1.视频的演示
随着科学技术的发展,多媒体已经成为一个重要的教学辅助手段,逐渐走进了我们的教学课堂。在多媒体的运用中,视频的演示往往能够抓住学生的眼球,深受学生的喜爱。视频生动而形象的特点,在教学中发挥着重要的作用。在化学实验教学中,我们可以播放一些有趣味性的化学实验视频,以此来激发学生的化学实验兴趣。如,“玻棒点火”,“粉笔炸弹”“喷雾作画”等这些实验,充满了趣味性,但是其实却蕴含着丰富的化学知识。通过这样类似的趣味性视频的演示,可以先诱发起学生的好奇心理,然后,我们再将其化学原理进行讲解,这样就能够提高学生的学习热情。
2.故事的讲述
在高中的化学实验教学中,我们可以以讲故事的方法,激发学生的学习兴趣。作为化学教师,在平时我们可以多积累些关于化学实验的故事,这样,在化学实验教学中,我们就可以将其引用,从而唤起学生学习的积极性与主动性。例如,在学习卤素的相关制作实验时,我们就可以讲述科学家们为发现与制取卤素的一些小故事。如,诺贝尔为了将炸药制取出来差点就献出了宝贵的生命,而居里夫妇俩更是不辞辛苦的在一个破旧的棚子里奋战几年,最终得到了一百毫克的氯化镭。通过这些故事,用科学们不畏辛苦的执着的科学精神,鼓励学生向科学家们学习,科学探究化学实验。
3.联系生活实际
学生往往会对自己身边的事更加的关心,我们可以利用他们的这个心理特点,在化学实验教学中,尽量的联系我们的实际生活,交给学生一些有用且有趣的化学知识,这样他们会对化学实验更加的感兴趣。例如,在卤素的学习中,我们可以联系生活实际,说说它们在我们日常生活中的一些用途,如,说我们在磨刀的时候,可以现将其浸泡在食盐水中大致十几分钟,这样可以使刀磨得更加的快,而且还能够延长刀的使用寿命。还有我们吃的食盐是从海水中或者盐矿中得到的,在化工上,我们可以用食盐水溶液进行电解得到氯气。
二、重视学生在化学实验中的主体性
学生才是学习中的主体,而教师只是学生在学习过程中的一个引导者,在化学实验中也是一样,因此,我们要充分的发挥学生的主体性,培养学生实验动手能力。然而在过去的实验教学中,有些化学教师在化学实验中,往往忽视了学生的主体性地位,限制了学生的思维空间,常运用指令式的语气要求学生该怎么做不该怎么做。这样是十分失误的举措,即使在实验操作中,学生会犯这样或者那样的错误,但作为化学教师的我们,应该耐心的细心的对其进行引导,而不是命令式的指派。同时,笔者认为,学生在实验中,往往能够从失败中寻找更好的方法,更加的了解实验,正所谓,失败乃成功之母。
1.实验操作的主体性
俗话说的好,“说得好不如做的好”,只有我们自己去实践了,才能够真正的从中发现问题,进而解决问题。在化学实验中,我们要重视学生的动手能力,这些是作为化学教师的我们不能代劳的。作为化学教师,我们要以一个辅导者的角色,帮助学生更加顺利的进行实验。因此,在实验操作中,我们要重视发挥学生的主体性,让他们充分的参与到化学实验中,体验到化学实验的乐趣。
2.实验设计的主体性
在高中的化学实验中,有些实验是需要学生根据自己所学习到的化学知识,进行设计的。而实验设计往往能够培养学生的创造性思维,充分的发挥学生的想象力。在这一环节中,我们更要重视学生的主体地位,积极的鼓励学生进行化学实验设计。有些化学教师可能因为过于担忧学生难以进行实验的设计,而直接的告诉学生该如何做。其实,作为化学教师的我们,应该给予学生更多的想象空间,放心的放手让他们更好的发挥自己的才能。
实验是化学的灵魂,我们要重视化学的实验教学,进而促进化学整体教学质量的提高。通过化学实验教学,帮助学生更好的掌握与运用化学知识,同时,还能够培养学生严谨科学的实验探究精神与创新精神。在化学实验教学中,我们要注重激发学生的化学实验兴趣,进而促进学生对高中化学实验的掌握。作为化学教师,我们要在化学教学中,不断的探寻好的有效的实验教学方法,优化化学实验教学。
具备有效的实验能力是促进高中生化学学习效果的关键所在,从根本上促进学生能力、素质、思维、实践等多重能力提升,为他们后续的发展和进步打下了坚实的基础。然而,很多化学课堂上忽视了对于学生实践能力的培养,导致他们缺乏起码的化学实践精神,这对于他们综合能力提升有着极为不利的影响。只有将化学实验教学融汇到化学课堂教学中去,给予实验教学充分的地位,才能够从根本上提升高中化学实验效果。
一、高中化学实验教学目标
1.提升学生的动手能力
通过高中化学实验教学,帮助学生掌握有效的化学知识、规范自己的化学实验操作,从而来不断地提升学生的化学实验动手能力,这对于学生综合化学能力提升有着无比重要的促进意义。随着素质教育改革的不断实践,允许学生动手操作是学生发展、化学教学的必然需要,这在根本上保证了学生化学综合素质提升。
2.以实验促进化学内容掌握
实现高中化学实验教学,督促学生对于化学内容有更好掌握,提升他们的化学素质。通过化学实验,能够帮助学生更好地理解化学变化的基本规律,对于相关的基本概念有更加深入地了解;同时,通过观察化学实验中的各种现象、对于化学本质有清晰认识,从而来提升个人的化学综合技能,让所学知识与生活现实有更加深入地了解和关联。这对于提升知识的运用能力有无比重要意义,全面提升学生的综合化学素质。
3.强化学生的科学素质和创新能力
积极开展高中化学实验教学,强化学生的科学素质和创新能力,为他们今后的发展和进步打下坚实的基础。通过实验教学,引导学生对于化学学科有更加深入地了解,能够提升个人的探究精神和自我思考能力,掌握化学基本的学习方法,强化个人的创新精神和实践能力;与此同时,还要善于养成科学的自然态度,提升学生的理性精神和科学态度,以此来更好促进学生的成长和发展。
二、如何有效促进高中化学实验教学
1.提升学生的化学学习意识和兴趣
提升学生的化学学习意识和兴趣,是有效促进高中化学实验教学的关键所在。因此,在进行化学教学的时候,老师应该学会营造良好的学习氛围,用化学实验来提升学生对于化学的兴趣,从而走进精彩纷呈的化学世界,提升学生的化学学习乐趣,比如化学课堂实验中二锅头变成葡萄酒,葡萄酒又变成白兰地的实验,大大地提升了学生对于化学变化的认识,从而为他们日后化学学习提供有效的基础。只有这样,才能够唤起学生的内在化学学习自觉性,这对于不断高中化学实验教学效果有着十分重要的促进意义。
2.构建平等师生关系,推进实验教学
构建平等的师生关系,推进实验教学。在进行高中化学实验教学的时候,应该构建师生和谐、教学相长的师生关系,营造良好的化学课堂教学氛围。特别是在新课程理念的指导下,必须要来从根本上扭转传统落后的师生关系,实现亦师亦友、和谐互助的实验学习环境,启发学生的心智和思维能力,这对于他们综合素质提升有无比重要的意义。在教学过程中,教师要给学生亲自动手做实验的机会,并敢于将自己的意见和疑惑更好地表现出来,从而全面提升实验教学效果。
3.通过实验来延伸学生思维
高中化学实验类型多种多样,主要包括有关制取实验、有关性质实验、有关生活实验、有关概念定律阐明实验、有关定量计算实验等,由于化学实验的类型不同,所有的实验原理、装置、操作都不同,所以在教学的时候要实现实验分类教学,不断对学生加以引导和提拔,促进他们创新能力提升。作为老师,应该做好演示实验,让学生对于实验设计、操作、思路方法等有更加清晰的认识。只有这样才能够达到化学实验的目的,对于学生未来的成长和化学素质提升有着无比重要的促进意义。
4.学校应该增加对于实验室投入
实验是高中化学的重要环节和核心所在,为了保证实验教学环节能够得到有效的贯彻,就必须要增加对于实验室的投入,保证实验室硬件设施的完整性,为师生化学实验教学提供有效的条件和环境。同时,还要构建开放性的化学实验室,让学生根据自己的需要来进行自主化学实验,从而来加深他们对于知识的理解和认识,这对于不断提升化学实验教学效果有重要的意义。
5.将实验教学与生活实际结合起来化学实验与生活有着紧密的关系,必须要将实验教学与生活实际有效结合起来,从而实达到学以致用的目的。在教学过程中,应该给学生布置家庭实验、自主实验等作业,提升他们的动手能力和探究能力,提升学生对于知识的转化能力,以此来不断提升化学实验教学效果。第一,教师要学会提升学生的化学实验兴趣,结合平时生活中常见的问题来设置化学实验,给学生自主实践的机会,让学生根据自己的需要来有效实现化学形式选择,这对于不断提升学生化学实践能力有无比重要意义。第二,强调化学实验的多样性和有效性,保证其形式的丰富性和开放性。以鼓励为例,允许学生能够有自己独立的思维意识和能力,从而不断拓展他们的化学素质,为他们今后发展打下坚实基础。
三、结语
高中化学实验对于提升学生的动手能力、操作能力和创新能力有无比重要的促进意义,同时也是不断开启学生创造力的关键所在。不断地提升高中化学实验教学效果,从学生化学实验兴趣、化学实验思维、师生关系、实验室投入、实验教学与生活实际的结合等几个方面来进行足够的重视,这对于不断提升学生的化学实验素质和技能有着无比重要的促进意义,符合了素质教育改革的需要。
作者:丁贤亮 单位:漳州正兴学校
参考文献:
[1]刘女兢.“启发—探究”式教学在高中化学实验教学中的应用[D].湖南师范大学,2012.
[2]黄梅兰.高中新课程化学实验教学的研究[D].福建师范大学,2008.
生动有趣的化学课堂实验极容易激发起学生的直觉兴趣,可以使他们的注意力高度集中,积极探究;而出乎意外的化学实验现象又可以使他们产生疑惑和好奇,为寻找科学合理的化学解释、化学原理提供动力,从而满足他们的求知欲。同时,化学实验课程和实际生活之间的紧密联系,也使得化学实验的课程更加社会化,更加具有实用性。这样,当学习高中化学教材的理论知识和面对形态各异的化学仪器、容器时,学生很自然地会产生自己试做甚至是自己设计实验的愿望,这有助于学生形成更为持久的学习化学的兴趣。因此教师组织学生进行化学实验时,应避免只是简单的演示过程、观察现象,要注意操作规范、讲解准确,提高实验的可视度,让学生悟出其中蕴含的道理,做到知其然且知其所以然。化学规律是在反复的化学实验探究过程中归纳出来的,学生只有勤于观察、乐于分析、善于总结,才能从化学现象中总结出规律,才能真正认识化学当中隐含的道理,而这个过程就是激发学生学习化学兴趣的有效途径,也是激发学生动手欲望的过程。
二、突出自主的学生实验,培养学生动手能力
高中生通过自主学习或者教师讲解高中化学的基本概念和基本规律,再自己参与、亲自动手进行化学实验,更能有利于消化理解化学理论知识,并促进化学理论和化学实践的有机结合,使学生有效掌握科学探究的基本技能,如实验、观察、推理,以及信息的收集、处理、传递等。在高中化学实验课上,教师的组织与引导,既要是全面,更要有计划、有针对性、有侧重。可以将动手能力强的和动手能力弱的学生编在一个实验小组,男女生混合编组;对于那些基础知识薄弱、动手能力不强的学生,可以先由教师演示实验,然后师生共同完成实验,再由学生独力进行实验,教师在一旁多耐心指导,启发他们对比思考为什么要求规范操作,为什么要求步骤合理,以及出现某一化学现象的原因,从而切实纠正错误,提高动手能力,提高实验课实验效率,促进学生成长。
学生在自主实验的过程中,很可能会出现观察到的实验现象和教材中的实验结论不一致的情况,这是引起学生对教材中的实验结论产生“疑点”的绝佳机会,这必将激发学生为验证自己的实验结果而重做实验,甚至多次重做,当自己的实验结果与教材中的结论一致时,疑点自然就会消除,对实验的过程(规范性、程序性等)的认识也必将是全新的。如做乙醇催化氧化实验时,将螺旋状的铜丝加热变黑后,如不迅速插入乙醇,不会看到铜丝变成红色,也不会闻到有刺激性气味。因为铜丝插入太慢,使铜丝温度下降后反应就不能发生了,此时教师应正确引领,促进学生的实验探究欲望,提高学生的动手能力和分析能力。
三、增加合理的课外实验,拓宽学生动手能力
离开了化学实验,就没有化学的发展。而化学作为自然学科的分支,与日常生活紧密相连。增加课外化学实验可以在一定程度上有利于打破学生死记硬背的学习习惯,使学生体验到化学研究中的多种方法,并培养他们的创造性思维。例如:蔗糖溶液配制、酒精的溶解、向鸡蛋清的水溶液中加入食盐颗粒等,如此种种,将课外实验和自己动手做实验进行有机联系、相互补充,学生既学到了化学知识,又会运用于生活,更重要的是培养了学生利用化学实验解决实际问题的能力。而这些效果离不开整体结构这个实验教学体系,而单靠演示实验、学生实验在有限的时间内是难以达到的。
四、开展竞技型实验比赛,强化学生动手能力
当前,我国高中化学实验教学结构不利于培养学生的能力和素质。在高中化学教材中,大部分实验是演示实验,约占实验总数的80%以上,学生自我创新的机会太少。而演示实验又以验证性实验为主,探索性实验很少,这也限制了学生学习的主动性。而常用的实验教学模式是老师将实验方案、步骤和注意事项明确地呈现给学生,然后进行演示实验,再把实验现象、结果和对应的知识进行比较,最后进行概括。学生在观察演示实验的时候“严格”地要求自己所看到的实验现象和结果与书上或老师所讲的相吻合,否则,就认为自己的观点有错误。这样下来,做实验和观察实验只是对新知识的巩固,书写实验报告也只是将知识进行整理、归纳。实验的目的最终演变成了让学生被动地接受、巩固和检验知识。从这种教学模式中,我们可以看出当前的实验教学中主要存在的问题是:
1.在教学过程中,学生处于被动地位,主体性得不到充分发挥,学习主动性受到抑制。
2.教师教学的主要任务只是传授知识、学会解题,忽视对学生创新意识的培养。
3.教给学生的知识是预设的,对问题的解决只要求一种方案或答案,忽视对学生想象力和创造性思维能力的培养。
我国高中教育的实验总纲《普通高中化学课程标准(实验)》曾明确提出,学校要重视对学生化学实验绿色化的思想教育,培养学生绿色化学习惯,让学生主动参与到日常的学习与实验中,提高学生的实验动手能力,在实验过程中不断强化自身的实验绿色化意识。
一、高中化学实验绿色化的意义
在高中化学实验中实现绿色化操作,不仅是对新课标实验教育大纲的一种实践应用,更是对学生素质教育的一种体现。使高中化学实验绿色化,不仅顺应了可持续发展的需求,更是将环保理念渗入基础教育中的最有效途径。在高中化学实验中实现绿色化操作,能够培养学生绿色环保的观念和意识,还能够让学生积极主动地参与到实践科学活动中,从学生的心理素质、知识素质及实践素质等多方面对学生进行强化,从而为国家培养更多高素质人才。
二、高中化学实验绿色化中存在的问题
目前我国高中化学实验绿色化的实验技术还十分不成熟,很多学校在技术改进上都无法真正实现绿色化学,即使一些学校进行了绿色化学实验,但是由于实行的学校较少,可以改进和参考的经验匮乏,因此,不利于高中化学实验绿色化的扩展。除此之外,在高中化学实验中很多学生对化学实验产生恐惧心态,在实际进行操作的时候不愿意动手,有的即使进行操作也非常不稳,稍微出现一点状况就手忙脚乱,使得大量器械和药品,同时在实验过程中产生的污染废物量加大,十分不利于整体化学实验的进行。
三、高中化学实验绿色化的定位设计
在高中化学实验绿色化的进程中,老师首先就要对实验进行定位设计,同时在实验教学过程中有意识地对学生进行绿色思想渗透,培养学生绿色化学习惯,让学生在实验化学中获得学习的乐趣。在实验绿色化的定位设计中要注意以下几点:(1)使用无毒易得的反应物;(2)高中化学实验大部分都是常量定性实验,因此要注意控制药品的用量;(3)实验生成的物品尽量控制或处理为无污染物质;(4)择情选择实验方法,多种实验操作结合使用。但是在定性设计的时候我们要格外注意对实验后期的废弃物进行妥善处理,最大限度地降低对环境的污染,从而真正做到高中化学实验的绿色化操作。
四、高中化学实验绿色化的实施策略
1.改进实验装置设备,减少废物产生。在高中化学实验过程中,实验的设备器械是每一次实验都必不可缺的,要想在高中化学实验中实现绿色化操作,老师首先要做的就是要求学校对设备进行改进和提升,创新实验方法,对过老的机器进行更新,增加实验设备数量。这种方法可以减少因机械故障的反应验证时,不必要的药品材料消耗,同时,新机器的使用可以提高药品利用率,对于废物废气的处理更加安全有效,减少环境污染;而增加机器数量是为了更好地体现实验结果,化学实验的结果基于环境、温度、操作者的熟练程度等多种因素对于实验结果都有很大影响,增加设备可以将意外结果更好地排除出去,避免重复操作,可以说也是一种绿色实验的方法。
2.改进实验药品用法用量,缩减药品消耗。在高中化学实验过程中,为了更好地体现绿色实验思想,老师要针对现有实验器材对实验的药品用量与实验方法进行改进,在减少药品消耗的同时尽可能避免对环境的污染。例如在使用饱和氯化铁制取胶体的实验中,由于要在废水中进行操作,因此实验的难度相对较大,操作的安全性较低,老师可以对实验材料进行改进,如将氯化铁替换为肥皂水,这种方法的胶体制取则极为简单,不仅可节省药品的材料,而且操作难度大大降低,过程中产生的污染物减少,实验现象更为明显,符合实验绿色化思想。这种通过改进药品种类和药品用量的方法,对于实验操作中药品的浪费有很好的约束作用,而且避免了在实验中产生过多的毒性物质。
3.提倡微型化学实验,提高实验安全性。在高中化学实验中进行微型化学实验,对于提高实验的安全性和绿色行性都十分有利。所谓微型实验就是指在相对微型的化学实验环境中进行实验操作,这种微型化实验的方法对于一些反应剧烈的实验效果最为明显,这种微型化实验的方法相较于平常的操作,从化学的用量上就节省了许多,占用空间较小,最重要的是极大地提高了化学实验的安全性。例如在进行氢氯爆炸的实验验证时,传统的操作方法就是用集气瓶各自收集一瓶氢气和氯气,然后两个瓶口进行混合,观察实验效果。这种方法在集气瓶对口的时候很容易发生气体泄漏,而且爆炸过程中的危险性也比较高,我们可以将实验微型化,通过使用Y型管进行操作,在Y型管的两侧分别加入高锰酸钾与锌粒,最后滴入浓盐酸后堵住瓶口,然后通过镁条燃烧照亮的方法进行发动,就能产生氢氯爆炸的效果,从而极大地提高实验安全性。
4.利用多媒体技术,实现实验信息模拟。合理地用多媒体技术,通过实验信息模拟道德方法,适当减少实验操作,对于高中化学实验的绿色化实施也有非常重要的意义。信息水平的不断创新与改进对于高中化学实验的绿色化也十分有利,老师可以将学校的多媒体与化学实验技术整合改进,从而通过信息技术真实地对化学实验过程进行模拟,不仅可以提高实验的可观赏性,而且可以在一些危险性较高,药品设备操作难度较大的实验上获得极大改善。例如在电解饱和食盐水的化学实验中,这个操作要通入较大电流对食盐水进行电解,一旦操作错误不仅会损坏实验设备,甚至有可能对学生的生命安全产生威胁。老师可以通过信息技术对整个实验进行模拟,从而更好地观察整个实验中分子的变化和运动,让模拟实验获得更好的效果。
在新课标改革的过程中,有效地在高中化学实验中对学生进行绿色思想的渗透,不仅是对新课标实践的深化与渗透,更是顺应了我国实验教学发展的新趋势。高中化学老师要摒弃落后的实验思想,随着时代的要求更新意识,积极地探索新课标下的化学实验绿色化要求,针对自己的教学方法不断创新改进,从而让绿色实验教育成为可能。除此之外,老师可以对化学实验方法进行创新,通过改进设备操作和药品剂量,将损耗和污染降到最低,让学生在实验过程中感受到化学绿色化的魅力,最终成长为具有可持续发展与环境保护意识的素质人才。