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摘要:化学新课程着眼于提高学生的科学素养,倡导通过以实验为主的多种探究活动,培养学生的创新精神和实践能力。因此,在教学中我们应加强实验技能训练,促进学生科学素养的发展。
关键词:化学;实验技能;科学素养
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)02-037-2
一、示范引路,夯实基础
1.强化实验观察
俄国著名化学家门捷列夫曾说过:“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域,观察是第一步,没有观察就不会有接踵而来的前进。”任何实验都离不开实验观察,教师在实验演示的同时应引导学生学会科学的观察方法,提高他们的实验观察能力。
首先,要让学生明确观察的一般顺序和内容,提高实验观察的全面性。化学实验观察遵循的一般顺序是:物质的物理性质——物质的化学性质;化学实验仪器、装置和操作——反应物——物质的变化过程——生成物。观察的内容主要有实验仪器和装置、实验操作、化学物质及其变化。在具体的观察过程中通常根据实验操作的先后,分别对各项内容进行观察。
其次,要让学生学会正确进行化学实验观察记录,提高实验观察的科学有效性。化学实验观察记录是用文字、化学术语、化学用语、数字、实验仪器、装置图、表格等形式对实验观察对象进行简要、概括描述的一种科学方法。在进行实验观察记录时应事先设计好记录表格,做到真实有序、简明完整、主次分明、用语正确。
2.规范实验操作
首先,让学生掌握中学常用仪器的性能和使用方法。凡是在实验中首次出现的仪器,教师都应做详细的介绍,对一些重点仪器的使用方法和注意事项,在作好示范的同时还应经常复习巩固。
其次,让学生学会正确选用仪器。通过具体的实验例子,如实验室制NH3,让学生明确选择实验仪器一般应考虑以下几方面:①反应物的性质;②反应条件;③反应速度要求;④实验安全;⑤生成物性质;⑥生成物的量;⑦环境保护;⑧操作简单易行等。
第三,让学生学会综合运用实验仪器。通过分析一个典型实验讲清一类实验的操作内容,如通过铜和浓硫酸反应的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:(1)仪器的选择、连接和固定:(2)装置气密性的检查;(3)药品的取用;(4)加热方法;(5)尾气处理;(6)装置的拆卸;(7)废物处理等。对这些操作,都应讲清它们的操作要领和理论根据。
二、体验形成,提高能力
1.加强实验设计
(1)在教学中练习实验方案的改进
教材中的一些实验方案有时并非十分严密,在教学中可以通过引导学生对实验方案进行评价,提出改进意见,从中领悟实验设计的方法和原则。例如,实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气的实验方案,可通过设问“这套实验方案制得的氯气是否纯净?”来引导同学提出改进方案,体会气体制备实验装置设计时应从发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理装置等几方面着手。又如,把实验室制备的乙烯直接通入高锰酸钾溶液、溴水中发生褪色现象,不能说明乙烯能使它们褪色。在教学中可因势利导,提出如下题:①制得的乙烯中有何杂质气体?②高锰酸钾溶液、溴水褪色是否一定是乙烯的原因?③如何证明制得的乙烯气体中混有杂质气体SO2、CO2?④如何除去乙烯气体中混有的SO2、CO2?引导学生讨论、分析、得出结论。
(2)在习题中强化实验方案的设计
实验方案设计还只是个思维蓝图,不受物质和条件的限制,可以在课后习题中进行训练。
例如,教材通过蔗糖和浓硫酸反应的实验说明浓硫酸有脱水性和强氧化性,但没有进一步实验说明氧化产物是CO2。教师可布置习题,设计实验方案,证明碳和浓硫酸反应的产物有CO2、SO2和H2O。
2.开展实验探究
(1)课堂实验探究化
教材中的课堂实验以发现式为多,缺乏探究性,在教学中可进行探究化改进。例如,钠和水的反应实验探究过程如下:
①问题情景:学生分组实验,将一小块钠投入盛水的小烧杯中,提醒仔细观察,提出问题“钠与水反应的产物有哪些?”
②提出假设:学生根据现象进行假设,钠与水反应放热;钠与水反应生成氢气和NaOH;钠与水反应生成氧气和NaOH。
③设计方案,验证假设,教师指导。
④实验验证:(三组代表)
现象:两组均产生大量气泡;用带火星的木条靠近烧杯口,木条不复燃;用燃着的火柴靠近烧杯口,有爆鸣声;反应后溶液温度升高,加酚酞溶液变红。
结论:反应是放热反应;反应产生氢气;有碱性物质生成。
⑤结论:钠与水能反应,放出的热量使钠熔成小球,生成的氢气推动钠块四处游动,生成的NaOH使酚酞变红。
(2)拓展、延伸课外实验
课外实验是指在没有教师现场指导下,学生在课外用一些简单易得的器材,独立完成设计、操作并得出结论的实验。如:学习影响平衡移动的因素后,可让学生探究温度对某加酶洗衣粉去污效果的影响;学习卤素性质后,可让学生检测家里用的食盐是否是加碘盐,探究不使碘份流失的适宜温度;学习溶液的酸碱性时,可让学生用pH试纸检测当地污水、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解决办法等。并尝试将实验的方法和结论写成论文或研究报告。
通过亲历实验的探究过程,学生既学到了化学知识与技能,同时也学习了多种科学方法,提高了动手能力,从而有效地培养学生的创造精神和科学探究能力。
三、评价导向,提供动力
研究表明,要使学习达到最佳状态,学习者必须能有意识、有目的地监测和调节自己的知识、加工以及认知和情感状态。积极有效的评价能让学生发现自己学习上的闪光点,保持健康、向上的心态,为学生的学习创造良好的心理环境。同时,教师应注意诊断学生在学习中存在的问题偏差,使学生能扬长避短,优化学习过程,使自己不断发展。
活动表现评价注重过程性,它通过观察、记录和分析学生在学习活动中的表现,对学生的参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、发现和分析解决问题的能力以及表达交流技能等进行较全面的评价。开展活动表现评价,能在真实的活动情景和过程中对学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的发展进行全面评价,是促进学生科学素养发展的一种较为有效的评价方式。
为充分发挥活动表现评价的优势,在学生进行实验活动前,首先教师应确定评价目标、编制评价指标体系和标准,设置活动表现任务等,并让学生明确活动任务。然后,在学生活动过程中科学、合理、全面地收集信息。接着,对获得的原始资料进行分析处理,形成综合判断。最后,根据评价结果,参照评价目标和标准,以发展的观点指出学生的优势和不足,并提出有针对性的改进建议。
关键词:化学;实验技能;科学素养
中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)02-037-2
一、示范引路,夯实基础
1.强化实验观察
俄国著名化学家门捷列夫曾说过:“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域,观察是第一步,没有观察就不会有接踵而来的前进。”任何实验都离不开实验观察,教师在实验演示的同时应引导学生学会科学的观察方法,提高他们的实验观察能力。
首先,要让学生明确观察的一般顺序和内容,提高实验观察的全面性。化学实验观察遵循的一般顺序是:物质的物理性质——物质的化学性质;化学实验仪器、装置和操作——反应物——物质的变化过程——生成物。观察的内容主要有实验仪器和装置、实验操作、化学物质及其变化。在具体的观察过程中通常根据实验操作的先后,分别对各项内容进行观察。
其次,要让学生学会正确进行化学实验观察记录,提高实验观察的科学有效性。化学实验观察记录是用文字、化学术语、化学用语、数字、实验仪器、装置图、表格等形式对实验观察对象进行简要、概括描述的一种科学方法。在进行实验观察记录时应事先设计好记录表格,做到真实有序、简明完整、主次分明、用语正确。
2.规范实验操作
首先,让学生掌握中学常用仪器的性能和使用方法。凡是在实验中首次出现的仪器,教师都应做详细的介绍,对一些重点仪器的使用方法和注意事项,在作好示范的同时还应经常复习巩固。
其次,让学生学会正确选用仪器。通过具体的实验例子,如实验室制NH3,让学生明确选择实验仪器一般应考虑以下几方面:①反应物的性质;②反应条件;③反应速度要求;④实验安全;⑤生成物性质;⑥生成物的量;⑦环境保护;⑧操作简单易行等。
第三,让学生学会综合运用实验仪器。通过分析一个典型实验讲清一类实验的操作内容,如通过铜和浓硫酸反应的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:(1)仪器的选择、连接和固定:(2)装置气密性的检查;(3)药品的取用;(4)加热方法;(5)尾气处理;(6)装置的拆卸;(7)废物处理等。对这些操作,都应讲清它们的操作要领和理论根据。
二、体验形成,提高能力
1.加强实验设计
(1)在教学中练习实验方案的改进
教材中的一些实验方案有时并非十分严密,在教学中可以通过引导学生对实验方案进行评价,提出改进意见,从中领悟实验设计的方法和原则。例如,实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气的实验方案,可通过设问“这套实验方案制得的氯气是否纯净?”来引导同学提出改进方案,体会气体制备实验装置设计时应从发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理装置等几方面着手。又如,把实验室制备的乙烯直接通入高锰酸钾溶液、溴水中发生褪色现象,不能说明乙烯能使它们褪色。在教学中可因势利导,提出如下题:①制得的乙烯中有何杂质气体?②高锰酸钾溶液、溴水褪色是否一定是乙烯的原因?③如何证明制得的乙烯气体中混有杂质气体SO2、CO2?④如何除去乙烯气体中混有的SO2、CO2?引导学生讨论、分析、得出结论。
(2)在习题中强化实验方案的设计
实验方案设计还只是个思维蓝图,不受物质和条件的限制,可以在课后习题中进行训练。
例如,教材通过蔗糖和浓硫酸反应的实验说明浓硫酸有脱水性和强氧化性,但没有进一步实验说明氧化产物是CO2。教师可布置习题,设计实验方案,证明碳和浓硫酸反应的产物有CO2、SO2和H2O。
2.开展实验探究
(1)课堂实验探究化
教材中的课堂实验以发现式为多,缺乏探究性,在教学中可进行探究化改进。例如,钠和水的反应实验探究过程如下:
①问题情景:学生分组实验,将一小块钠投入盛水的小烧杯中,提醒仔细观察,提出问题“钠与水反应的产物有哪些?”
②提出假设:学生根据现象进行假设,钠与水反应放热;钠与水反应生成氢气和NaOH;钠与水反应生成氧气和NaOH。
③设计方案,验证假设,教师指导。
④实验验证:(三组代表)
现象:两组均产生大量气泡;用带火星的木条靠近烧杯口,木条不复燃;用燃着的火柴靠近烧杯口,有爆鸣声;反应后溶液温度升高,加酚酞溶液变红。
结论:反应是放热反应;反应产生氢气;有碱性物质生成。
⑤结论:钠与水能反应,放出的热量使钠熔成小球,生成的氢气推动钠块四处游动,生成的NaOH使酚酞变红。
(2)拓展、延伸课外实验
课外实验是指在没有教师现场指导下,学生在课外用一些简单易得的器材,独立完成设计、操作并得出结论的实验。如:学习影响平衡移动的因素后,可让学生探究温度对某加酶洗衣粉去污效果的影响;学习卤素性质后,可让学生检测家里用的食盐是否是加碘盐,探究不使碘份流失的适宜温度;学习溶液的酸碱性时,可让学生用pH试纸检测当地污水、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解决办法等。并尝试将实验的方法和结论写成论文或研究报告。
通过亲历实验的探究过程,学生既学到了化学知识与技能,同时也学习了多种科学方法,提高了动手能力,从而有效地培养学生的创造精神和科学探究能力。
三、评价导向,提供动力
研究表明,要使学习达到最佳状态,学习者必须能有意识、有目的地监测和调节自己的知识、加工以及认知和情感状态。积极有效的评价能让学生发现自己学习上的闪光点,保持健康、向上的心态,为学生的学习创造良好的心理环境。同时,教师应注意诊断学生在学习中存在的问题偏差,使学生能扬长避短,优化学习过程,使自己不断发展。
活动表现评价注重过程性,它通过观察、记录和分析学生在学习活动中的表现,对学生的参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、发现和分析解决问题的能力以及表达交流技能等进行较全面的评价。开展活动表现评价,能在真实的活动情景和过程中对学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的发展进行全面评价,是促进学生科学素养发展的一种较为有效的评价方式。
为充分发挥活动表现评价的优势,在学生进行实验活动前,首先教师应确定评价目标、编制评价指标体系和标准,设置活动表现任务等,并让学生明确活动任务。然后,在学生活动过程中科学、合理、全面地收集信息。接着,对获得的原始资料进行分析处理,形成综合判断。最后,根据评价结果,参照评价目标和标准,以发展的观点指出学生的优势和不足,并提出有针对性的改进建议。