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摘要: 在化学教学中,为培养学生的探究能力,一要将验证性实验改为探索性实验,让学生进行探索性学习;二要增加化学实验的趣味性,激发学生的学习兴趣;三要加强实验教学,灵活变通各种实验。
关键词: 化学实验 改革教法 培养探究能力
实验是化学的基础,化学并不只是传授给学生一些初步的化学概念和规律,而是通过一系列的教学手段来提高学生的知识水平与研究能力,其中化学实验对培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力具有极其重要的作用。科学探究是一种重要的学习方式,是人们获取科学知识、认知客观世界的重要途径,使人们意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性,明确猜想必须用事实来验证。我就怎样通过改革化学实验来培养学生的探究能力谈谈自己的见解。
一、将验证性实验改为探索性实验,让学生进行探索性学习。
一般情况下,学生的实验课是在讲完新课之后才进行的,而且绝大多数是让学生重复老师课堂上讲过的、课本上的实验。但是从教学效果来看,这样的验证性实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用,学生只是单纯地接受老师和课本上的大量权威性事实和结论,而对这些实验事实和结论的产生原因与发展过程并不清楚。相对于验证性实验,探索性实验具有以下明显的优点。(一)实验前学生不明确实验的现象和结果,因此必须细心地进行操作,仔细地观察,认真地记录。因为一旦出现差错,就不能获得正确的结论。激励他们养成对实验认真负责的态度。(二)探究性试验有利于提高学生的科学素养。在化学实验中,实验现象总是通过多方面表现的,而这些现象恰恰是人们认识事物变化的关键。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力,还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来。例如,在进行二氧化碳的实验室制法一课时,我准备了如下几组实验进行对比:(一)碳酸钠与稀盐酸;(二)纯碳酸钙粉末与稀盐酸;(三)石灰石与稀盐酸;(四)石灰石与浓盐酸;(五)石灰石与稀硫酸。让五组学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们根据反应情况相互讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?经讨论,学生有如下的发现:对于碳酸钠与稀盐酸反应,盐酸太多,反应太剧烈,不利于控制反应速率;盐酸太少,会生成NaHCO3,没有二氧化碳。对于纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应,由于粉末和盐酸的接触面积太大,反应太快,而且产生的泡沫容易随气体喷出,不利于做性质实验和收集气体。石灰石是块状固体,接触面积小,另外含有杂质,也会使反应速度适中,容易控制和收集气体。浓盐酸有挥发性,会使收集的二氧化碳中混有氯化氢。而硫酸与石灰石会生成微溶物,使反应不能继续进行。最后同学们得出了共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳是最佳的方案。学生不仅牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法,明确了这样做的原因,而且学会了优化实验和对比实验的方法与技巧。
二、增加化学实验的趣味性,激发学生的学习兴趣。
灵活改动化学实验,可以激发学生们学习化学的兴趣。由于应试教育的影响残留,很多中学生对化学的学习兴趣不高,有些学生甚至讨厌学习化学。因此,如何增加化学实验的趣味性,让学生喜欢学习化学,成了老师和教育者们开始关注和研究的一个新问题。“趣味实验”是全新的化学实验形式,极大地增加了化学实验的趣味性。“铝器表面刻字”、“粉笔炸弹”、“火山爆发”、“盛夏雪景”、“神蜡自燃”、“纸炮”、“烧不坏的手帕”、“冰川上的火焰”、“滴水着火”、“火炭跳跃”、“寒来暑往”、“神奇的烟灰”、“神壶”、“宝瓶”、“化学酒店”、“白花变成彩色花”、“一杯几色”、“密写墨水”、“动物旅行”、“火龙写字”、“水面鞭炮”、“水中火花”、“可乐变雪碧”、“燃烧出的文字或图案”等都在有趣的实验现象后让同学明白了很多化学知识,可谓一举两得。
三、加强实验教学,灵活变通各种实验。
在平时的教学时,我们可以根据自己知识的积累,将一些原有的实验进行灵活的变通,根据不同的教学内容创设不同的教学情境,以培养、发展学生的探究性思维。例如:在学习化学反应质量守恒定律时,可以通过变通实验来提高学生的科学探究思维。具体过程如下。
首先,提出问题:在化学反应中,反应物之间发生化学变化生成新的物质。那么,反应前后各物质的质量之和会不会发生改变?
其次,提出假设:学生要根据已有的化学知识和平时积累的经验,对该问题提出多种可能的结果。结果有三种:①质量减少;②质量增加;③质量不变。
再次,确定思考途径。
途径一:回忆已有知识:在化学变化中,元素和原子的种类不变,数目不变,原子的质量不变。
途径二:通过实验来验证,根据提出假设的依据和已有的知识设计一套可行的实验方案,分组实施实验,观测并记录结果。
接着,整理实验数据。
实验一:取一截蜡烛固定在一块玻璃板,将玻璃板和蜡烛一起放在托盘天平上,调节砝码,使天平达到平衡;点燃蜡烛,观察天平的平衡情况。
实验二:在烧杯中加入30mL稀硫酸铜溶液,取一根洁净的铁钉,将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称的总质量W1。然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象,并将盛有铁钉和硫酸铜溶液的烧杯放在托盘天平上称量,记录所称的质量W2,比较反应前后质量的变化。
最后,根据以上实验的结果,分析总结之后,产生如下的思考:
蜡烛燃烧后质量减少,是由于生成的气体没有被称量所造成的。
研究蜡烛燃烧反应的质量变化,应将参加反应的氧气和生成的二氧化碳、水一起称量。
如果把蜡烛放在一个集气瓶中点燃,塞上塞子再称,质量可能就不变了。
铁与硫酸铜的反应质量不变,因为反应中既没有气体参加反应,又没有气体生成。
在密闭容器中进行实验,反应前后物质质量肯定不会发生变化。
……
通过学生的讨论和分析,我重新设计了这些实验,取得了可观的成果。通过科学探究,学生们得出了“化学反应前后各物质的质量总和保持不变”的结论。可见,通过化学实验的探究并得出结论,对于培养学生的科学探究思维有极强的促进作用。
实验是化学的基础,培养科学探究能力是新课程改革的重要方面,只有灵活地对实验进行改革,才能有所突破、有所创新,使研究性化学实验与探究性思维相结合,培养学生们的科学探究能力。
关键词: 化学实验 改革教法 培养探究能力
实验是化学的基础,化学并不只是传授给学生一些初步的化学概念和规律,而是通过一系列的教学手段来提高学生的知识水平与研究能力,其中化学实验对培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力具有极其重要的作用。科学探究是一种重要的学习方式,是人们获取科学知识、认知客观世界的重要途径,使人们意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性,明确猜想必须用事实来验证。我就怎样通过改革化学实验来培养学生的探究能力谈谈自己的见解。
一、将验证性实验改为探索性实验,让学生进行探索性学习。
一般情况下,学生的实验课是在讲完新课之后才进行的,而且绝大多数是让学生重复老师课堂上讲过的、课本上的实验。但是从教学效果来看,这样的验证性实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用,学生只是单纯地接受老师和课本上的大量权威性事实和结论,而对这些实验事实和结论的产生原因与发展过程并不清楚。相对于验证性实验,探索性实验具有以下明显的优点。(一)实验前学生不明确实验的现象和结果,因此必须细心地进行操作,仔细地观察,认真地记录。因为一旦出现差错,就不能获得正确的结论。激励他们养成对实验认真负责的态度。(二)探究性试验有利于提高学生的科学素养。在化学实验中,实验现象总是通过多方面表现的,而这些现象恰恰是人们认识事物变化的关键。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力,还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来。例如,在进行二氧化碳的实验室制法一课时,我准备了如下几组实验进行对比:(一)碳酸钠与稀盐酸;(二)纯碳酸钙粉末与稀盐酸;(三)石灰石与稀盐酸;(四)石灰石与浓盐酸;(五)石灰石与稀硫酸。让五组学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们根据反应情况相互讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?经讨论,学生有如下的发现:对于碳酸钠与稀盐酸反应,盐酸太多,反应太剧烈,不利于控制反应速率;盐酸太少,会生成NaHCO3,没有二氧化碳。对于纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应,由于粉末和盐酸的接触面积太大,反应太快,而且产生的泡沫容易随气体喷出,不利于做性质实验和收集气体。石灰石是块状固体,接触面积小,另外含有杂质,也会使反应速度适中,容易控制和收集气体。浓盐酸有挥发性,会使收集的二氧化碳中混有氯化氢。而硫酸与石灰石会生成微溶物,使反应不能继续进行。最后同学们得出了共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳是最佳的方案。学生不仅牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法,明确了这样做的原因,而且学会了优化实验和对比实验的方法与技巧。
二、增加化学实验的趣味性,激发学生的学习兴趣。
灵活改动化学实验,可以激发学生们学习化学的兴趣。由于应试教育的影响残留,很多中学生对化学的学习兴趣不高,有些学生甚至讨厌学习化学。因此,如何增加化学实验的趣味性,让学生喜欢学习化学,成了老师和教育者们开始关注和研究的一个新问题。“趣味实验”是全新的化学实验形式,极大地增加了化学实验的趣味性。“铝器表面刻字”、“粉笔炸弹”、“火山爆发”、“盛夏雪景”、“神蜡自燃”、“纸炮”、“烧不坏的手帕”、“冰川上的火焰”、“滴水着火”、“火炭跳跃”、“寒来暑往”、“神奇的烟灰”、“神壶”、“宝瓶”、“化学酒店”、“白花变成彩色花”、“一杯几色”、“密写墨水”、“动物旅行”、“火龙写字”、“水面鞭炮”、“水中火花”、“可乐变雪碧”、“燃烧出的文字或图案”等都在有趣的实验现象后让同学明白了很多化学知识,可谓一举两得。
三、加强实验教学,灵活变通各种实验。
在平时的教学时,我们可以根据自己知识的积累,将一些原有的实验进行灵活的变通,根据不同的教学内容创设不同的教学情境,以培养、发展学生的探究性思维。例如:在学习化学反应质量守恒定律时,可以通过变通实验来提高学生的科学探究思维。具体过程如下。
首先,提出问题:在化学反应中,反应物之间发生化学变化生成新的物质。那么,反应前后各物质的质量之和会不会发生改变?
其次,提出假设:学生要根据已有的化学知识和平时积累的经验,对该问题提出多种可能的结果。结果有三种:①质量减少;②质量增加;③质量不变。
再次,确定思考途径。
途径一:回忆已有知识:在化学变化中,元素和原子的种类不变,数目不变,原子的质量不变。
途径二:通过实验来验证,根据提出假设的依据和已有的知识设计一套可行的实验方案,分组实施实验,观测并记录结果。
接着,整理实验数据。
实验一:取一截蜡烛固定在一块玻璃板,将玻璃板和蜡烛一起放在托盘天平上,调节砝码,使天平达到平衡;点燃蜡烛,观察天平的平衡情况。
实验二:在烧杯中加入30mL稀硫酸铜溶液,取一根洁净的铁钉,将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称的总质量W1。然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象,并将盛有铁钉和硫酸铜溶液的烧杯放在托盘天平上称量,记录所称的质量W2,比较反应前后质量的变化。
最后,根据以上实验的结果,分析总结之后,产生如下的思考:
蜡烛燃烧后质量减少,是由于生成的气体没有被称量所造成的。
研究蜡烛燃烧反应的质量变化,应将参加反应的氧气和生成的二氧化碳、水一起称量。
如果把蜡烛放在一个集气瓶中点燃,塞上塞子再称,质量可能就不变了。
铁与硫酸铜的反应质量不变,因为反应中既没有气体参加反应,又没有气体生成。
在密闭容器中进行实验,反应前后物质质量肯定不会发生变化。
……
通过学生的讨论和分析,我重新设计了这些实验,取得了可观的成果。通过科学探究,学生们得出了“化学反应前后各物质的质量总和保持不变”的结论。可见,通过化学实验的探究并得出结论,对于培养学生的科学探究思维有极强的促进作用。
实验是化学的基础,培养科学探究能力是新课程改革的重要方面,只有灵活地对实验进行改革,才能有所突破、有所创新,使研究性化学实验与探究性思维相结合,培养学生们的科学探究能力。