摘 要: 新課程改革背景下,化學實驗的地位越來越突出,我們必須重視高中化學實驗教學的創(chuàng)新。教學中要以趣味化學實驗激發(fā)學生的學習興趣;通過探究性實驗培養(yǎng)學生的探究能力;開展實驗設計,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識;拓展化學課外實驗,提高學生解決問題的能力。
關鍵詞: 高中化學 實驗教學 創(chuàng)新
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。新課改對化學實驗教學提出了許多要求,其中最重要的是:(1)了解化學實驗是科學探究過程的一種重要方法;(2)能根據(jù)實驗試題要求,設計、評價或改進實驗方案;(3)注重引導學生學習科學探究方法,要求考核初步實踐化學實驗探究的一般過程,掌握化學實驗的基本方法與技能。正如著名化學家戴安邦所說:“化學實驗教學是全面實施化學教育的一種最有效的形式。”化學實驗不僅是化學教學的重點,而且一直是高考重點和難點。因此,我們必須重視高中創(chuàng)新化學實驗教學,重視興趣的激發(fā),努力培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新意識和解決問題的能力。下面,筆者結合多年的教學實踐,談談高中化學實驗教學的做法和體會。
一、以趣味化學實驗為開頭,激發(fā)學生的學習興趣
興趣是學生萌生創(chuàng)新意識和展開創(chuàng)新思維最原始、最直接、最強勁的動力。在這種動力的推動下,學生的學習熱情會被激發(fā)。所以,在課堂的前十分鐘,我不是急于講課本的內(nèi)容,而是演示一些跟本堂課知識有關的化學實驗。如:講到三價鐵離子的性質(zhì)時,為了引起學生的興趣,我表演了“仙姑驅(qū)鬼”,即用一蘿卜雕刻成鬼怪狀,預先放在KSCN溶液中浸泡,表演時再用一蘸有FeCl3溶液的小刀砍向鬼怪狀的雕刻物,即刻可看見血紅色的液體流出。通過這樣一個趣味化學實驗,學生對于Fe3+的檢驗方法就非常熟悉了。因此,以趣味化學實驗為開頭的教學,不僅激發(fā)了學生學習化學的興趣和探索化學奧秘的欲望,而且為化學實驗創(chuàng)新教學創(chuàng)造了前提條件。
二、以探究性實驗為過程,培養(yǎng)學生的探究能力
現(xiàn)行教材中的演示實驗大多數(shù)為驗證性實驗,學生往往處于一種被動接受的狀態(tài),不利于學生思維的培養(yǎng),若將其改為探究性實驗,效果會更好。探究性的化學實驗教學其實是一種以學生為主體,教師為指導的探究性活動。在活動過程中,學生模仿科學家獲取知識的思維方式,即通過教師提供一定的知識背景,發(fā)現(xiàn)問題,提出猜想與假設,并通過設計實驗方案,探究實驗,查資料等方式對自己提出的猜想與假設進行論證,從而獲取知識。這樣,學生不僅能建構自己的知識體系,形成化學科學觀念,而且能提高自身獲取知識的能力,掌握解決問題的方法。同時充分調(diào)動學生的積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。因此,我們應當積極開展以化學實驗為基礎的探究式教學。
案例一:探究鐵及其化合物的氧化性和還原性
[創(chuàng)設情境]利用視頻播放:自然界中鐵的發(fā)現(xiàn)和應用,以及生產(chǎn)、生活中鋼鐵的腐蝕及防護。這樣能引起學生探究鐵及其化合物的氧化性和還原性的興趣。
?。郯l(fā)現(xiàn)問題]鐵為什么會生銹?再鐵單質(zhì)和鐵的化合物中,哪些具有氧化性,哪些具有還原性?哪些既有還原性又有氧化性?
[知識儲備]教師提供以下兩個背景,學生可以閱讀這些資料,并且獲取相關的有用的信息。
1.如何證明物質(zhì)具有氧化性或還原性?如果你預測某物質(zhì)具有氧化性(或還原性),就應該尋找具有還原性(或氧化性)的另一物質(zhì),通過實驗證實兩者能發(fā)生氧化還原反應。
2.以Fe?葑Fe2+?葑Fe3+價態(tài)線讓學生分析這些物質(zhì)的性質(zhì)。
[提出假設]
1.只具有氧化性的物質(zhì):FeCl3溶液。
2.只具有還原性的物質(zhì):Fe。
3.既有還原性又有氧化性的物質(zhì):FeCl2溶液。
[實驗方案]教師提供實驗試劑,學生進行分組討論,由組長匯報實驗方案,最后教師給予適當點評,最終定下比較科學、合理、簡單易行的實驗方案(即表一)。
實驗試劑:鐵粉、稀硫酸、氯化鐵溶液、氯化亞鐵溶液、氯水、稀硝酸、銅片、鋅片、硫氰化鉀溶液。
實驗方案設計不僅能調(diào)動學生的能動性,還能培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力,提高化學科學修養(yǎng)。這樣能讓每個學生都積極參與,人人都有事做,使學生的積極性被充分調(diào)動起來。
?。鄯纸M實驗]學生通過分組做實驗如實記錄實驗現(xiàn)象,并得出結論(表二)。
[實驗結論]FeCl3溶液只有氧化性,F(xiàn)eCl2溶液具有還原性又有氧化性,F(xiàn)e只有還原性(即低價還,高價氧,中間價態(tài)兩頭轉(zhuǎn))。
三、以實驗設計為載體,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識
實驗設計是一個動手動腦并可培養(yǎng)學生各方面能力的過程。讓學生自己思考設計實驗,既可以培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力,又可以使學生的創(chuàng)新能力得到發(fā)展。我們在組織學生開展實驗設計時,可引導學生閱讀相關化學知識,查找一些實驗原理、藥品、儀器和實驗裝置的改進等,然后提出針對性的、分層次的問題,讓學生嘗試自主設計實驗,動手做實驗。
案例二:Fe(OH)2制備方法的探究
學生分組進行討論,各組匯報自己的方案,方案如下:
方案1:如圖一將盛有NaOH溶液的膠頭滴管直接插入試管里FeCl2溶液的下面,慢慢擠出NaOH溶液。觀察現(xiàn)象。
方案2:如圖二在試管中先加入新制的FeCl2溶液,再加入一定量的植物油或汽油液封,然后將膠頭滴管插入液面下,逐滴滴入事先煮沸過的NaOH溶液。
方案3:如圖三,(1)在試管Ⅰ里先加入鐵粉,稀硫酸。(2)在試管Ⅱ里加入NaOH溶液。先打開止水夾,待氣體連續(xù)冒出時關閉止水夾。
[分組實驗]教師事先準備好實驗試劑,材料。學生分組進行實驗,并認真記錄實驗現(xiàn)象。
方案1:立即見到灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色沉淀。
方案2:滴入后還是立即見到灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色沉淀。
方案3:產(chǎn)生白色沉淀,且能保持較長時間。
?。蹖嶒灲Y論]制備Fe(OH)2一定要隔絕空氣,方案3效果較好。經(jīng)過學生動手動腦,創(chuàng)新改進,深入探究,既激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識,獲得情感體驗,調(diào)到了學生的學習積極性,又培養(yǎng)和鍛煉了學生創(chuàng)新思維的能力,達到事半功倍的效果。
四、以化學課外活動為輔助,提高學生解決實際問題的能力
新課程理念下的化學教學更注重知識與生活的整合,加強課內(nèi)知識與社會生活、科技發(fā)展相聯(lián)系,重視學生已有的生活經(jīng)驗和形成過程的體驗,更加貼近社會、貼近生活。因此,中學化學老師要善于從日常社會生活中的現(xiàn)象,對有關知識內(nèi)容進行適當延伸,而化學實驗可以探究生活、社會中的化學問題,解釋、解決日常生活中的實際問題,拓展化學實驗的功能,提高學生解決問題的能力。
例如:制作“水果電池”
設計實驗方案:(1)學生選擇實驗材料,材料應從生活中選取,且要實用、環(huán)保、實惠、易獲得。如找到廢棄干電池的碳棒,鐵釘,導線,小燈泡,蘋果(或檸檬)。(2)組成原電池。(3)通過小燈泡,測量不同水果在相同條件下所產(chǎn)生的電流,并做好記錄,得出論證。
例如:高一講到蛋白質(zhì)的性質(zhì)——鹽析和變性,有些同學對兩個概念會混淆。為了突出這兩個重點,我鼓勵學生利用身邊最常見的物質(zhì)進行化學實驗。實驗前學生已經(jīng)掌握了一些基本概念。如鹽析:往蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的輕金屬鹽或銨鹽,可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而析出。鹽析是物理變化的,加水又可重新溶解。變性:蛋白質(zhì)在加熱,酸、堿、重金屬鹽和紫外線等作用下,會使蛋白質(zhì)發(fā)生凝聚,失去生理活性。變性是不可逆的,是化學變化。
設計實驗方案:(1)向蛋清溶液加入幾滴飽和的氯化鈉溶液,觀察現(xiàn)象,再加水,觀察現(xiàn)象。(2)給雞蛋清溶液加熱,觀察現(xiàn)象,再加水,觀察現(xiàn)象。
總之,通過化學實驗創(chuàng)新教學培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是其他學習方法不可替代的?;瘜W實驗教學要有意識地引導學生積極參與到探究活動中來。探究可以讓學生大膽地進行猜想和假設,發(fā)表見解,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,體會到從“學會”到“會學”的樂趣,真正感受到探究的艱辛,同時充分調(diào)動積極性,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,切實提高實驗能力和科學素養(yǎng)。
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