在初中化学教学中应用新型实验

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  微型化学实验是上世纪最后十来年才在我们国内发展起来的、新型的实验方法,其实验原理和传统的常规实验一样的,但是它的实验仪器是微型滴管、井穴板、小注射器、W或V型的反应管等;它的反应的药品只是常规实验的几分之一到几百分之一。它在节约试剂、节省时间、减少污染、突现实验现象、提高实验成功率和安全性好等方面都有出色表现,是实验教学改革的重大成果,是绿色化学在化学实验中的具体体现,正越来越受到广大一线教师和各级领导的重视和注目。
  教师演示的微型实验可以在投影仪(或幻灯机)上进行,也可以拍摄下来用多媒体经过投影仪得到放大、清晰、真实的实验现象,使教室中远离演示台的学生也能清楚地看到。有些实验只有细微的变化或变化现象可见度不高,通过投影放大,可以清晰地反映在银幕上。因此可以大大提高化学实验的演示效果。微型实验应用于学生分组实验时,学生可以每人一组,人人都动手操作而且可以要求学生每人都必须独立完成实验,克服了常规实验的两人一组,一人做一人闲,一人主一人次,一人依赖另一人的缺点。通过一人一组的微型实验能培养学生的实际操作能力和独立从事科学研究的探索精神,能准确、清晰、全面地表述和概括实验的全部内容及其结果,简明、扼要和规范地撰写实验报告,还能正确快速装置仪器,迅速排除仪器故障,表现正确的步骤和过程,精确完成实验。
  随着多媒体教具的发展和在广大学校的应用,多媒体化学实验在化学教学中的作用也越来越明显。多媒体化学实验克服了传统实验的某些不足,体现了现代化教学手段的优越性。
  一、突现演示实验的效果
  在化学演示实验中,有许多有气体放出、产生沉淀、发生变色现象的实验,这些实验如果只靠教师在讲台上做,大部分学生对实验中产生的现象仍看不清楚,这时我们利用投影仪或利用摄像探头实地摄录,然后再通过大屏幕,使演示装置得到放大、实验现象得到突现,提高细微现象的可见度,实验现象能使全班同学都清晰地得到,使学生对实验内容产生极大的兴趣,印象深刻,经久难忘,从而提高了学生的观察能力。例如,在演示电解水实验时,将水注入u型管,以石墨为电极进行电解实验,通过摄像探头实录实放,从屏幕上可见到作为电极的两根碳棒上都明显有气泡产生并逸出,过一会儿明显发现气体体积明显不等了,大约为2:1。这实验如采用常规实验演示时,这些微现象可见度低,是成功演示的一个难题,运用多媒体实验后,这些细微现象被一一放大,所有的学生都看得一清二楚,从而达到用常规教学手段所达不到的效果,故能提高教学质量。
  二、模拟或演示,突破实验难点
  有些化学反应的实验,由于受到各方面条件的限制,按常规演示难以完成或实现,但借助计算机进行模拟演示,就能取得良好的效果。
  (1)模拟、实录一些有毒、有害物质的实验,减少污染。如二氧化碳使人窒息、一氧化碳的毒性等是无法让学生感知的,这时可借助计算机设计一氧化碳使小白鼠中毒死亡的三维动画片或将有条件的学校的完成的实验录像(可以从网上下)展放给学生,告知学生在日常生活中要谨防煤气中毒、平时要注意经常开窗通风等。
  (2)模拟、实录化工生产过程。对一些工厂生产过程,如自来水净化、海水晒盐和纯碱制造等,大多数学生并未见过,缺乏感性认识,用摄像机拍摄生产过程、多媒体计算机模拟相关流程可形象、逼真地表现出每一步生产,对于各个环节也可以反复演示或局部放大。让同学们在过程中感受到化学工业的伟大,好引导部分对化学感兴趣的同学为化学贡献力量。
  (3)模拟化学反应过程。模拟无机或有機化学反应过程,使学生把微观世界里看不到、摸不着的分子的分裂及原子重新组合成新的分子的过程以可见的、形象的动画图片展现出来。
  (4)模拟化学实验过程中的常见错误操作,或者将学生的各种类型的错误操作、教师的有意而作的错误操作拍摄下来,让学生引以为戒。我们正常的一次实验过程中不可能一一出现这么多我们自己多年教学中也很难遇到、甚至是我们老师跟我们讲的、前辈同仁遇过说过的各种错误。要想给学生较好的感性认识,我们可以将这些错误的流程展现出来,让学生通过思考原因、想象后果、并找出改进措施。
  例如:实验完后试管如果破裂了,可能是什么原因?我们可以设计出各种可能性的模拟图像或者录制出出错的相关录像,它要包括各种试管破裂原因的模拟动画或实物实验录像,把:加热过程中试管触接灯芯;没有预热就直接对准加热;没有冷却就放到实验台上;试管口没有稍向下冷水回流;先熄灭酒精灯后取出导管;夹试管时铁夹太紧;试管放在实验台上塞上塞子等,用“喀嚓”一声响,试管产生破裂纹展示出来以警醒学生。
  (5)设计实验改进方法,实验改进要有创意、有计划、有试验、效果好、能重复,要一次次地改进才行,有些过程可以先模拟后验证,减少走弯路的比例,少交不必要的学费,提高改进实验的成功率。
  三、再现实验,加大复习容量,提高复习效果
  化学实验是中考复习中一个重要内容,如果用常规手段进行复习,教师难以把课程标准中所有要求掌握的实验、及其涉及到的仪器、装置都一一画出,也不可能把演示过的实验流程再演示一次。若利用电脑模拟流程或将实验流程录像回放,再现实验装置、实验过程和现象,不但提高了课堂容量,还有利于比较、加深理解记忆,达到温故而知新的目的。
  新型化学实验教学方法是在传统教学的基础上产生和发展起来的,它仅仅是一种教学手段而不是目的。新型实验用好了能提高教学质量,用不好,效果会适得其反。例如:在新法实验中学生往往缺少失败的经历,缺少经受挫折的感受,缺少从失败中寻找原因的机会,缺少克服困难而取得成功的体验,这也不利于锻炼和提高学生的心理素质,减少了从过程与方法、情感态度与价值观对学生进行教育的机会。在化学教学中,绝不能放弃化学的学科特点,将最直观最有说服力的传统化学实验放下不管,而简单地去搞新型实验教学,只有将先进的教学手段同传统化学实验、教学工作实际结合起来,才能取得更佳的教学效果。
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