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摘要:伴随着新课改的推进,加上现代教育理念的普及,创新教学形式和内容成为教育的主要目标。化学实验课程教学能充分地锻炼学生的创新、实践和研究综合能力,但以往的高中化学实验课程大多教学方式单一枯燥,教学形式陈旧,影响了教学的质量和效率。为此,文章结合具体例子来进行高中化学创新实验课程的设计,提出高中化学创新实验设计实施策略,试图给相关工作者以参考。
关键词:高中化学;创新实验课程;课程设计;设计实施
教育部发布的《普通高中化学课程标准(实验)》对化学教学中实验的重要地位进行了强调。随着教育理念的更新改革,以往的“知识导向”变为“知识与技能培养”再到“学生核心素养培养”,而为了达到这一目标,有必要创新化学实验课程。教师可以通过引导学生去探究实验过程、观察实验现象、分析实验结果,来强化学生的问题分析和解决能力,以此促进学生化学知识实践操作的全面发展。本文从“铜与浓稀硝酸的反应”这一实验人手,分析研究高中化学创新实验课程的设计与实施。
一、高中化学创新实验课程设计
(一)设计背景
选择苏教版化学必修一“硫、氮和可持续发展”中第二单元“生产生活中的含氮化合物”里面的第三部分内容“硝酸的性质——铜与浓稀硝酸的反应”这一实验来进行设计。经过前面的学习,学生已经基本上掌握了化学实验的基本操作,且有相关的知识基础,再来学习和操作本部分实验就比较简单。通过实验,能够帮助学生掌握元素化合物知识,并培养其化学观念,让学生对化学产生更浓厚的学习兴趣。
(二)以往实验课程存在的不足
在教材中,铜与浓稀硝酸的反应只给出了化学方程式和简单的实验操作介绍。因此,有许多化学教师认为该实验不十分重要,大多给学生讲解下相关的实验原理后就进行下一知识。该做法会让学生留下许多问题而无法解决,从而挫败了学生学习化学的积极性。这是以往“铜与浓稀硝酸”实验课程教学存在的不足,也是创新实验课程设计需要解决的问题。
(三)创新点
因为“铜与浓稀硝酸的反应”实验中需要用到浓硝酸和稀硝酸这类危险化学药品,因此教师往往会顾虑实验的安全性而选择放弃;并且,实验的时候,产生的有毒气体二氧化氮和一氧化氮,也和绿色化学理念相违背,这让许多教师即使想发挥实验教学的功能,也只能简单略过。本次实验课程教学正基于此来进行创新设计。
(四)创新设计过程
(1)实验装置见图:
(2)实验所需仪器、药品:注射器两支,具支试管两支,止水夹两支,铜粉,浓硝酸溶液,胶头滴管等。
(4)实验操作步骤和优势:第一步,将两具支试管以一段塑料导管连接起来,作为反应装置,以注射器当作分液漏斗。如此,能保证实验装置的简单性、生活性和科学性。
第二步,浓硝酸注入左边注射器的时候,Cu与左边试管浓硝酸发生反应,产生NO2。这时将止水夹打开,红棕色二氧化氮会马上溢入右边试管内,和右边试管内的水发生反应,产生稀硝酸,实验自制出稀硝酸之后,稀硝酸又会和铜粉发生反应。这一实验过程,既简单又方便,还安全。
第三步,在反应产生红棕色气体后,学生会感到抽象,而产生蓝色溶液后,学生又会觉得十分神奇。止水夹打开,a试管内产生的二氧化氮会溶于b试管,和其蒸馏水反应而产生稀硝酸;再将止水夹关闭,稀硝酸又会和铜粉反应。该实验的创新设计,不单单能获得预想中的化学反应现象,还能吸引学生的注意力,激发学生的化学实验兴趣,培养学生的探究意识,并以直观的方式解决学生心中的问题,让学生爱上化学实验课程。
(5)小结:①教师和学生在观察的过程中,根据实验现象得到了下面的化学反应:
教师可以先让学生分小组讨论,自由提出自己的想法,自主思考得出化学反应式,最后再由教师进行总结。
②教师以学生为主体,学生在教师的引领下对该实验进行操作探究。在实验中,学生的观察力、探究力、化学实验力等都能够得到强化,还能够培养化学思维,锻炼创新能力。
二、高中化学创新实验课程设计实施策略
(一)善于创设教学情境
在教学中,教师要善于创设教学情境,可通过实验环节中的问题来激发学生的好奇心,教师要讲究“引”法,留下使学生生疑的“空白点”以及思维的“开发区”。在学生有了自主探究欲望后,教师只需顺势引导,让学生先思考分析,再合作谈论,最后总结概括,即可達到解决问题释疑,并巩固学生知识、培养学生实验能力的效果。
(二)树立学生主体地位
创新实验课程设计并实施,确立了学生主体地位,着重引导学生去思考和解决问题,让学生能独立思考,发挥自身的积极性、主动性和创造性。在面对一些不容易操作的实验时,如本次实验中的“铜与浓稀硝酸的反应”,其危险性较高且不符合绿色化学理念,教师也不应选择回避,而应思考怎样创新实验设计来解决这一问题。在解决问题后,通过创新实验展示,给予学生思考的空间和营造交流的氛围,学生也能积极主动地投入到实验设计、推理和结果预计中去。可以说,创新实验课程,能激发学生探索的热情,强化学生自我意识,也有助于学生合作精神的培养。
(三)简化实验仪器应用
高中化学创新实验课程设计,应简化步骤,使用最少的实验仪器来获得最佳的实验效果。其不单单是化学课程的基本要求,也是引导学生探索知识,开发实验分析思维的重要方法,也符合当下绿色化学理念。上面的“铜与浓稀硝酸的反应”创新化学实验设计中,教师设计的实验装置,只需要用到注射器两支、具支试管两支、止水夹两支、铜粉、浓硝酸溶液等,体现了简单、生活和科学性。科学简化实验仪器,既能减少实验的危险性,也能获得良好的实验成果。
总而言之,高中化学实验课程教学,是学生创新思维开发、创新精神树立和创新能力强化的重要途径。教师应积极创新化学实验课程设计,并采取有效的实施策略,来逐步引导学生开展化学实验,分析问题,解决问题,吃透相关化学知识,培养良好化学学习习惯和掌握化学学习方法。在实验中,教师应充分开发学生潜能,创设教学情境,树立学生的主体地位,简化实验仪器应用以及营造和谐讨论氛围,方能促进学生整体素质发展。
关键词:高中化学;创新实验课程;课程设计;设计实施
教育部发布的《普通高中化学课程标准(实验)》对化学教学中实验的重要地位进行了强调。随着教育理念的更新改革,以往的“知识导向”变为“知识与技能培养”再到“学生核心素养培养”,而为了达到这一目标,有必要创新化学实验课程。教师可以通过引导学生去探究实验过程、观察实验现象、分析实验结果,来强化学生的问题分析和解决能力,以此促进学生化学知识实践操作的全面发展。本文从“铜与浓稀硝酸的反应”这一实验人手,分析研究高中化学创新实验课程的设计与实施。
一、高中化学创新实验课程设计
(一)设计背景
选择苏教版化学必修一“硫、氮和可持续发展”中第二单元“生产生活中的含氮化合物”里面的第三部分内容“硝酸的性质——铜与浓稀硝酸的反应”这一实验来进行设计。经过前面的学习,学生已经基本上掌握了化学实验的基本操作,且有相关的知识基础,再来学习和操作本部分实验就比较简单。通过实验,能够帮助学生掌握元素化合物知识,并培养其化学观念,让学生对化学产生更浓厚的学习兴趣。
(二)以往实验课程存在的不足
在教材中,铜与浓稀硝酸的反应只给出了化学方程式和简单的实验操作介绍。因此,有许多化学教师认为该实验不十分重要,大多给学生讲解下相关的实验原理后就进行下一知识。该做法会让学生留下许多问题而无法解决,从而挫败了学生学习化学的积极性。这是以往“铜与浓稀硝酸”实验课程教学存在的不足,也是创新实验课程设计需要解决的问题。
(三)创新点
因为“铜与浓稀硝酸的反应”实验中需要用到浓硝酸和稀硝酸这类危险化学药品,因此教师往往会顾虑实验的安全性而选择放弃;并且,实验的时候,产生的有毒气体二氧化氮和一氧化氮,也和绿色化学理念相违背,这让许多教师即使想发挥实验教学的功能,也只能简单略过。本次实验课程教学正基于此来进行创新设计。
(四)创新设计过程
(1)实验装置见图:
(2)实验所需仪器、药品:注射器两支,具支试管两支,止水夹两支,铜粉,浓硝酸溶液,胶头滴管等。
(4)实验操作步骤和优势:第一步,将两具支试管以一段塑料导管连接起来,作为反应装置,以注射器当作分液漏斗。如此,能保证实验装置的简单性、生活性和科学性。
第二步,浓硝酸注入左边注射器的时候,Cu与左边试管浓硝酸发生反应,产生NO2。这时将止水夹打开,红棕色二氧化氮会马上溢入右边试管内,和右边试管内的水发生反应,产生稀硝酸,实验自制出稀硝酸之后,稀硝酸又会和铜粉发生反应。这一实验过程,既简单又方便,还安全。
第三步,在反应产生红棕色气体后,学生会感到抽象,而产生蓝色溶液后,学生又会觉得十分神奇。止水夹打开,a试管内产生的二氧化氮会溶于b试管,和其蒸馏水反应而产生稀硝酸;再将止水夹关闭,稀硝酸又会和铜粉反应。该实验的创新设计,不单单能获得预想中的化学反应现象,还能吸引学生的注意力,激发学生的化学实验兴趣,培养学生的探究意识,并以直观的方式解决学生心中的问题,让学生爱上化学实验课程。
(5)小结:①教师和学生在观察的过程中,根据实验现象得到了下面的化学反应:
教师可以先让学生分小组讨论,自由提出自己的想法,自主思考得出化学反应式,最后再由教师进行总结。
②教师以学生为主体,学生在教师的引领下对该实验进行操作探究。在实验中,学生的观察力、探究力、化学实验力等都能够得到强化,还能够培养化学思维,锻炼创新能力。
二、高中化学创新实验课程设计实施策略
(一)善于创设教学情境
在教学中,教师要善于创设教学情境,可通过实验环节中的问题来激发学生的好奇心,教师要讲究“引”法,留下使学生生疑的“空白点”以及思维的“开发区”。在学生有了自主探究欲望后,教师只需顺势引导,让学生先思考分析,再合作谈论,最后总结概括,即可達到解决问题释疑,并巩固学生知识、培养学生实验能力的效果。
(二)树立学生主体地位
创新实验课程设计并实施,确立了学生主体地位,着重引导学生去思考和解决问题,让学生能独立思考,发挥自身的积极性、主动性和创造性。在面对一些不容易操作的实验时,如本次实验中的“铜与浓稀硝酸的反应”,其危险性较高且不符合绿色化学理念,教师也不应选择回避,而应思考怎样创新实验设计来解决这一问题。在解决问题后,通过创新实验展示,给予学生思考的空间和营造交流的氛围,学生也能积极主动地投入到实验设计、推理和结果预计中去。可以说,创新实验课程,能激发学生探索的热情,强化学生自我意识,也有助于学生合作精神的培养。
(三)简化实验仪器应用
高中化学创新实验课程设计,应简化步骤,使用最少的实验仪器来获得最佳的实验效果。其不单单是化学课程的基本要求,也是引导学生探索知识,开发实验分析思维的重要方法,也符合当下绿色化学理念。上面的“铜与浓稀硝酸的反应”创新化学实验设计中,教师设计的实验装置,只需要用到注射器两支、具支试管两支、止水夹两支、铜粉、浓硝酸溶液等,体现了简单、生活和科学性。科学简化实验仪器,既能减少实验的危险性,也能获得良好的实验成果。
总而言之,高中化学实验课程教学,是学生创新思维开发、创新精神树立和创新能力强化的重要途径。教师应积极创新化学实验课程设计,并采取有效的实施策略,来逐步引导学生开展化学实验,分析问题,解决问题,吃透相关化学知识,培养良好化学学习习惯和掌握化学学习方法。在实验中,教师应充分开发学生潜能,创设教学情境,树立学生的主体地位,简化实验仪器应用以及营造和谐讨论氛围,方能促进学生整体素质发展。