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篇1
高中化學探究實驗的具體步驟是按照發現問題—提出問題—提出實驗假設—設計實驗方案—驗證實驗假設—得出實驗結論的順序進行的。在發現問題和提出問題的階段,由于一部分學生只把目光局限于化學課程或化學課本中,所以很難發現問題和提出問題。針對這種情況,教師應該要引導學生將目光范圍擴大,從生活中、學習中發現問題,進而提出問題。教師還要從學生的實際情況以及教學內容出發,幫助學生尋找具有代表性的、可操作性的問題進行探究實驗。在提出實驗假設和設計實驗方案的階段,學生會對已經發現和提出的問題產生好奇,進一步引發學生對問題提出實驗假設,借助教學工具書、互聯網等手段查閱資料,設計實驗方案。教師可以組織學生以小組討論的形式完善實驗設計方案,并對學生的實驗設計方案進行適當地補充,最終確定實驗設計方案。在驗證實驗假設和得出實驗結論的階段,學生在教師的指導和監督下,自行完成實驗,認真記錄實驗中的現象及數據,對實驗現象和數據進行歸納總結,最后得出實驗結論。在實驗完成后,教師要指導學生完成實驗報告,并對學生的實驗進行有效的評價。
二、探究實驗在高中化學教學中的具體應用
(一)高中化學探究實驗應注意的問題
探究實驗應注意以下問題:①策略性問題。教師可以明確高中化學課本中的重難點,進一步幫助學生完成化學探究實驗。②理論性問題。教師需要讓學生理解和掌握探究實驗的理論依據和實驗原理,從而進一步引導學生進行探究實驗。③實事性問題。由于化學與日常生活息息相關,教師可以將化學課堂“生活化”,以達到激發學生學習熱情的效果。
(二)高中化學探究實驗的種類
高中化學探究實驗的種類通常可以分為四類。第一類是高中化學的操作性探究實驗,主要是指學生在進行實驗操作的過程中,通過使用不同的實驗設備完成實驗,達到熟悉和鞏固化學知識的目的。第二類是高中化學的知識性實驗,主要是通過實驗讓學生“溫故而知新”,使學生復習舊知識、學習新知識。第三類是高中化學的能力性實驗,這類實驗主要通過鍛煉學生的動手能力、思維能力以及想象力等,培養學生的綜合能力。第四類是高中化學的創新性實驗,主要讓學生利用所學知識對實驗步驟或實驗方法進行創新,通過對新的實驗步驟或實驗方法進行探索,進一步針對實驗結果分析研究,使學生鞏固所學知識。
(三)高中化學探究實驗的教學實施過程
在進行探究實驗的過程中,教師應該從學生的身心發展特點和教學內容出發,把傳統的驗證性實驗教學轉變為探究性實驗教學,使學生積極主動地參與到探究實驗中,從而達到提高化學課堂效率的目的。
篇2
中考;化學;實驗;科學探究;復習策略\
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗探究是義務教育階段化學課程中科學探究的重要實踐活動。科學探究有助于學生知識的學習和能力的提高,因此,《全日制義務教育化學課程標準》(以下簡稱《課程標準》)提出,將科學探究作為課程改革的突破口,并將科學探究作為義務教育化學學科的一個重要模塊,科學探究已經成為義務教育階段化學課程的重要學習內容。
在初中化學實驗的教學中,無論是教師演示實驗還是學生分組實驗,實驗探究都是實驗教學的重點。全國各省市中考試題及遼寧省各市的《考試說明》均以科學探究為考試重點,尤其是中考中實驗探究題的分值所占比例較大,彰顯了對科學探究的高度重視。近幾年,全國各省市中考試題中化學實驗探究題,都注重考查實驗能力、探究能力,同時注重試題的探究性、開放性。其中,實驗能力考查既包括基本實驗技能,也包括對科學探究的基本思路和方法。
每年的中考試題中,化學綜合實驗題的平均得分率較低,原因在于試題種類較多、知識點混雜、綜合性強、復習難度大。如果能將實驗綜合試題分類、提煉出知識點和能力點,站在比較高的層面上進行復習,能讓學生克服畏懼心理,提高得分率。
如何在復習中提高對科學探究試題的應試能力?一是,認真研究《課程標準》和《考試說明》;二是,研究教材,吃透教材;三是,理解實驗原理,體現科學探究的過程。即應理順知識、明確內容,進而理清考點、把握方法、提高成效。本文從中考試題中選取一定量的試題實例進行分析。
近幾年的中考對實驗探究試題的考查可分為這樣幾個部分:
一、基本實驗操作
【例1】(2006北京)下列物質中,不能與水形成溶液的是( )
A.白糖 B.食鹽 C.純堿 D.植物油
【例2】(2011本溪)下圖所示的實驗操作正確的是( )
【例3】(2015本溪)請根據有關實驗操作回答下列問題:
用酒精燈火焰的外焰給試管內的液體加熱,理由是________。
做鐵絲在氧氣中燃燒實驗時,在集氣瓶中預先放少量水的目的是________。
點燃可燃性氣體之前,首先要進行的操作是________。
測定酸性溶液的酸堿度時,預先潤濕pH試紙,導致測得的結果________(填“偏大”、“偏小”、“不變”)。
分析:這三道試題考查的是常見物質的溶解性及常用儀器的用途和基本操作,均為記憶性知識,影響試題得分率的主要因素是考生對知識的熟悉程度,其中【例3】中的(2)和(4)低于【例1】和【例2】中的(1)、(3),原因在于學習【例1】【例2】中的(1)、(3)大多同學都自己動手做過實驗;(3)雖然做過實驗的很少,但由于涉及到自身安全或教師的演示實驗或播放的視頻印象深刻,得分率較高,其他實驗雖然教師講解過,但不如做過的實驗記憶深刻,因此,丟分較多。
應對策略:重視實驗操作,抓好實驗基礎的復習。
從上述內容可以看出,此類試題以化學實驗為載體,考查化學基礎知識。因此,掌握基礎知識,熟知初中化學實驗基本技能,是提高準確率的前提。復習時可根據實際情況有選擇性地做一些讓全體同學都參與的實驗,讓學生真實感受實驗的過程,強化對實驗知識的記憶,在“做中學”,而不能以“讀文字”代替“做實驗”。
二、演示實驗與學生活動實驗的觀察、記錄與分析
【例4】(2015鐵嶺)請根據相關的實驗,回答下列問題。
(1)“粗鹽中難溶性雜質的去除”實驗步驟為:溶解、______、蒸發、計算產率。在粗鹽溶解的過程中,用玻璃棒攪拌的目的是______。
(2)如右圖所示,在電解水的實驗中,收集到的氫氣和氧氣的體積比為________;說明了水是由________兩種元素組成,依據的是________。
【例5】(2011撫順)請將下列實驗操作可能導致的后果填在對應的橫線上。
A.鐵絲在氧氣中燃燒B.量取一定體積的水 C.測定空氣中氧氣含量
(1)如圖A所示,做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時,集氣瓶內未放少量的水或沙子,可能導致的后果是________。
(2)如圖B所示,用量筒量取43ml的水,俯視讀數,所量取水的實際體積________(填“大于”、“小于”或“等于”)43ml。
(3)如圖C所示,測定空氣中氧氣的含量時,裝置的氣密性不好,所測得的氧氣體積將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
分析:上述試題考查的是學生在探究活動和教師的演示實驗中出現的相關問題,除考查了實驗步驟外,考查了學生在具備了一定實驗操作知識的情況下,分析問題的能力。
應對策略:對教材中的實驗內容進行分析、整合。
讓學生能夠主動把觀察到的實驗現象進行思考、推理和聯想,遠比結論更重要。我們可以將平時教材中的這類實驗尤其是錯得較多的內容錄制成視頻播放,在此過程中引導學生回憶相應實驗內容,讓學生從中指出錯誤,從而進行自我校正的過程,提高辨識能力。
三、物質的制備
【例6】(2013蘭州市)實驗室常利用以下裝置完成氣體制備及性質實驗。請回答:
(1)指出編號儀器的名稱:①________,②________。
(2)以上________(從A―E中選擇)裝置有一處明顯的錯誤,請加以改正________。利用改正后的裝置繼續完成后面的實驗。
(3)欲使用高錳酸鉀制取氧氣,應選擇的發生裝置是________(填字母),反應原理用化學方程式表示為________;為防止高錳酸鉀粉末進入導管,應采取的措施是________;若使用C裝置收集氧氣,實驗結束時,應先從水槽中移出導氣管,再熄滅酒精燈,原因是________。
(4)將CO2和CO的混合氣體通過F裝置(液體藥品均足量),實驗開始時關閉活塞b,打開活塞a,廣口瓶中觀察到的現象是________,此時從導管c逸出的氣體主要是________。一段時間后,再關閉活塞a,打開活塞b,將分液漏斗中的稀鹽酸滴入廣口瓶中,此時逸出的氣體主要是________,反應原理________用化學方程式表示為_______________,欲收集該氣體,應選擇的裝置是________(填字母),驗滿的方法是________。
分析:氣體制備是教師普遍重視、學生有興趣學習的典型實驗內容。其中,還涉及到氣體檢驗、驗滿及儀器的選擇、連接和實驗操作步驟等的考查點。命題的中心是氧氣、二氧化碳、氫氣三大氣體的制備,用來考查學生化學思維和科學態度。仔細分析近幾年中考試題可看出,此類試題在分值以及考查形式上都比較穩定,考查的都是課標要求的重要知識點,要求學生能熟練應用所學化學知識。
應對策略:重視實驗基本功以進行識記類知識的學習。
教師在復習時,主要引導學生通過對知識歸納、掌握規律和方法,理清實驗室制取氣體的思路。如:多功能集氣瓶在不同實驗中的應用,試管在不同實驗中的應用,或者在課堂上展示多種儀器讓學生選擇、組合、操作,等等,將這些知識進行分類、整合,既可提高學生的動手能力,同時增強其應變能力,為高中階段的學習打下基礎。不能因為是復習內容,而把“做”化學實驗變成老師“講”實驗、學生“聽”實驗和“背”實驗的過程,那只能使復習過程枯燥無味。
四、物質的性質
【例7】(2014本溪)化學實驗活動課上,同學們利用下列實驗探究酸和堿的性質。實驗操作如下圖所示。
(1)寫出步驟三試管B中發生反應的化學方應方程式________。
上述三個步驟的A試管中固體始終無明顯減少,那么能說明A試管的水中溶有氫氧化鈣的現象是________。
以上實驗結束后,B試管中固體消失,溶液澄清并呈無色。
【提出問題】步驟三的溶液中,除指示劑外溶質的成分還有什么?
【猜想】猜想一:溶質為CaCl2、HCl;
猜想二:溶質為CaCl2、Ca(OH)2、HCl;
猜想三:溶質為________。
【小組討論】同學們經過討論得出了猜想________一定是錯誤的。
【實驗探究】小紅同學利用下面的實驗驗證了猜想一。
[實驗操作\&實驗現象\&實驗結論\&將步驟三B試管中溶液倒入盛有鋅粒的試管中\&______\&猜想一正確\&]
【討論交流】小紅同學所做的實驗結束后,試管中所得溶液一定含有的溶質是________。
【例8】(2015北京)眾所周知,酚酞溶液遇NaOH溶液變紅。但是,在分組實驗中(如右圖所示),出現了意想不到的現象:有的溶液變紅后褪色;有的出現白色渾濁物。
【提出問題】分組實驗中,出現意想不到的現象的原因是什么?
【查閱資料】酚酞溶液由酚酞固體溶于酒精配制而成。
【猜想與假設】
Ⅰ.紅色褪去,與NaOH溶液和空氣中的CO2反應有關。
Ⅱ.紅色褪去,與NaOH溶液的濃度有關。
Ⅲ.出現白色渾濁物,與酚酞溶液的濃度有關。
【進行實驗】
【解釋與結論】
(1)NaOH與CO2反應的化學方程式為________。
(2)實驗1的現象表明,猜想與假設1________(填“成立”或“不成立”)。
(3)由實驗2得出結論:出現“溶液變紅后褪色”現象的原因是________。
(4)實驗3的操作步驟:取3支試管,分別加入水,________。
【反思與評價】
(5)依據現有實驗,為了確保紅色不變,若酚酞溶液濃度為0.5%,建議選用NaOH溶液的濃度為________%。
(6)有同學認為,僅通過實驗3得出“猜想與假設Ⅲ成立”證據不足,理由是________。
Ca(OH)2
分析:【例7】試題內容來自人教版初中化學教材下冊69頁學生實驗活動6酸、堿的化學性質實驗步驟(5)。本試題考查的知識點主要是堿的性質,是一道原創試題,目的是考查學生的置于具體實驗活動中的堿的性質與化學實驗知識與技能的結合,考查學生在真實的情景中,應用實驗知識與方法解決問題的能力,若沒有做過該實驗,學生接觸到該題時,會感覺到陌生,尤其是對氫氧化鈣微溶于水這部分知識丟分較多。
相應策略:利用教材內容,開發教材中的實驗。
在教學中,要注重教材中的學生實驗,對教材中的內容要有一定的敏感度,對性質實驗的復習不能局限在“做題”“講題”“對答案”上,而是要結合需要復習的內容,創設真實情景,讓學生對這部分的知識得到升華,所以,要加強對學生活動實驗與重要物質性質的研究,開發教材實驗,促進知識的生成。
分析:【例8】這是一道綜合實驗探究試題,利用實驗中的意外現象,作為“科學探究”問題中心,讓學生自己運用已有的知識選擇恰當的手段,探究未知的現象、數據,并通過對獲得的現象、分析、歸納,得出正確的實驗結論。這樣的實驗探究題,目的是使學生養成實事求是和求異思維的科學探究態度,獲得科學方法,提高運用科學知識解決生產、生活中實際問題的能力,這是中考重點考查的內容之一。
相應策略:主題式探究復習。
教師在帶領學生復習時,可以圍繞具體知識點,利用真實的生活情境,讓學生在一定的情境中發現問題,設計方案,通過主題探究,研究出解決問題的方法的學習活動。如:探究“暖寶寶”的成分;探究食品包裝袋中干燥劑;廚房中的化學系列①調味品與化學②燃料與化學③炊具與化學及【例8】中的實驗意外,等等。
總之,從歷年的大型的實驗探究題來看,考查內容主要有兩類:探究實驗的分析、探究實驗的設計。具體包括:對探究實驗的設計、分析探究的問題、明確探究的方法、預測實驗的現象、分析實驗的結論、修訂實驗方案、分析實驗的數據、查找實驗誤差或差異現象的產生原因等。中考試題中一般不會出現原題,實驗探究題中的探究內容可能是來自書中,也可能是教材以外的內容,命題者都是以《課程標準》和《考試說明》為依據,從教材中都會找到試題的影子,所以,要挖掘教材,整合教材,帶領學生從所給的信息中獲取有價值的信息,提煉規律和原理,在遷移到未知的問題上進行探索。
同時,教師也要提高自身科學素養。美國《國家科學教育課程標準》中有這樣一句話:“科學學科的教師,就是科學界派往課堂的代表”,這句話意味著我們每一位化學教師必須具備足夠的科學素養,尤其是當實驗結果與理論記述不符時,必須尊重事實,找出原因。要對日常生活與化學相關的問題比較敏感,從身邊的小事中發現好的實驗素材用于教學。平時注意熱點問題素材的積累,從中獲取足夠多的信息及學生感興趣的問題,選取相應素材,編制一些高質量的實驗探究試題,以提高復習的質量和效率。
[參 考 文 獻]
篇3
在開展實驗探究式教學的時候,首要任務便是提出實驗探究的主題,并要對實驗的注意事項以及操作技巧、目的、方法進行分析,這樣才能提高學生的實驗操作效率.另外在提出實驗探究主題的時候,還要對問題進行設計,對情景信息設計,要全面考慮外在因素與內在因素.由于高中化學實驗內容與人們的生活聯系密切,所以需要加強情景設計,以提高學生參與實驗探究的意義為主.
1.2重視實驗探究過程
實驗探究過程中要加強學生對化學物品的認識與了解,幫助與組織學生開展實驗設計與操作.引導學生對實驗中出現的現象進行觀察與分析,同時及時進行記錄.讓每位學生都能夠在實驗探究中對化學知識加以了解,并且通過實踐能提高學生的合作探究能力,提高學生的主觀能動性.
1.3對實驗探究進行歸納與總結
在完成實驗之后需要引導學生對實驗現象進行分析,并且還要對化學知識進行歸納與總結.這一過程不僅可以加深學生對化學知識的印象,并且還會幫助學生構建完善的化學知識網絡體系.
1.4對實驗探究進行思考
對化學實驗探究進行思考是最后一個步驟,同樣也是最為關鍵的步驟,在這一步驟之中學生要對整個實驗過程進行反思與分析,并且能根據實驗結果做出實驗報告,對實驗現象提出自己的看法.
2實驗探究式教學模式的實施
篇4
一、認真閱讀化學課本
初中化學課本內容的特點是比較零散、需要記憶的內容較多,常被學生稱為“第二外語”。針對這個特點,認真閱讀課本,抓住課本,也就抓住了基礎知識。為了使學生更好地掌握基礎知識,課本在復習時至少閱讀兩遍。第一遍,在閱讀過程中,教師要指導學生在全面看的基礎上,對每節內容在頭腦中形成一個初步整體的印象,抓住教材的重點、難點和關鍵用語等,認真反復琢磨。看書時要積極思考,掌握重點,逐步突破難點。第二遍,學生獨立閱讀,在閱讀過程中,學生自己歸納總結每一章、每一節的主要內容,并對其進行整理,使知識系統化,在頭腦中形成合理的認知結構,并將其落實到實處,即每名學生都要將主要內容以表格或網狀的形式總結出來,這樣既加深了學生的記憶,又提高了學生的總結能力。
二、注重典型化學實驗
實驗是化學的靈魂,是化學魅力和激發學生學習興趣的主要源泉。俗話說:“興趣是最好的老師。”良好的學習興趣,是求知欲的源泉,是思維的動力。而化學又是以實驗為基礎的學科。實驗能考查學生的觀察能力、思維能力、實驗能力和探究能力,能使學生學會科學探究方法。所以,復習時一定要重視化學實驗,學生通過探究實驗,可以幫助其形成化學概念,理解和鞏固化學知識,掌握實驗技能,從而培養學生解決實際問題的能力。
三、注意聯系生活實際
化學與生活有著密切的聯系,要想學好化學,就不能脫離生活,在復習過程中,教師要引導學生從自己身邊熟悉的現象入手,及時發現問題、展開探究,加深對化學知識在生活中應用的認識。歷年的中考化學都在向生活實際靠攏,所以,一定要讓學生學會理論聯系實際,絕不能脫離實際,讓學生深刻地體會到生活中處處有化學,生活離不開化學,化學源于生活。必要時可讓學生上網查一些這方面的內容。
篇5
比如,在做“燃燒條件”這一化學實驗時,在學生初步了解了化學實驗的步驟后,我讓學生分組進行實驗,然后完成一份實驗報告,實驗報告內容為實驗步驟、實驗現象、實驗結論,而后讓每個小組成員之間交流討論:通過上述實驗,你能得出物質燃燒與哪些因素有關?待學生討論完畢后,每個小組派出一名代表說出本組所得的結論,然后我們一起進行分組實驗活動小結:燃燒需要的條件是______。這樣,我通過組織學生進行分組實驗,給學生提供了親身經歷探究的過程,鍛煉了學生的動手操作能力和團隊合作意識,更為重要的是發揮了學生的主體作用,培養了學生的科學探究能力。
二、在演示實驗中培養學生的探究能力
在當前的初中實驗教學中,大部分實驗為演示實驗,而且實驗過程是教師做、學生看,學生幾乎沒有參與實驗活動的機會,這造成的后果就是學生只是對教師所做實驗的步驟、結論等進行死記硬背,實踐能力和探究能力卻得不到有效的培養。所以,這就要求我們在演示實驗中尋找機會,如將其改為探究性實驗,讓學生有動手、動口、動腦的機會,充分發揮學生的學習主體作用,培養學生的科學探究能力。
比如,在做“氧氣的制取與性質”這一實驗時,我并沒有直接親身做實驗讓學生觀看,而是讓學生觀察高錳酸鉀制取氧氣的實驗裝置圖,讓學生思考以下問題:(1)實驗由哪些儀器組成?(2)哪部分是發生裝置?哪部分是收集裝置?(3)為何能用排水法收集氧氣?(4)收集安裝原則是什么?待學生回答完畢后,讓學生了解實驗步驟,而后讓學生自己親自動手實驗,制取兩瓶純凈的氧氣,并自選試劑驗證氧氣的氧化性,然后,讓學生分析實驗過程和現象,如說出對高錳酸鉀制取氧氣這一實驗過程的感受,分析所選用試劑是如何完成“氧氣的氧化性驗證”的。這樣,我就將演示實驗變為探究性實驗,提高了學生對化學實驗探究活動的分析問題能力和解決問題能力,培養了學生的科學探究能力。
三、在課外實驗中培養學生的探究能力
篇6
高中化學;培養學生;探究式教學
化學是一門自然學科,與生活聯系很大。在學習中為了提高學生對化學的興趣,往往利用簡單的實驗來吸引學生的眼球。但是隨著教學的深入,很多知識無法通過直觀的現象或者單純的講解就讓學生最快地掌握、理解并很好運用。為了改變學生被動的學習方式,教師在教學中不斷創新教學模式,改進教學手段,在教和學中正真體現出“教師是主導,學生是主體”的教學理念。在很多教學方式中,化學探究式教學就是一種行之有效的教學手段。這種教學法主要是從創設問題情境,引導學生提出問題和假設并通過實驗得出結論的教學實踐對其進行初步的探討。教學實踐已經證明,學生學習方式的改變不僅使學生在知識技能方面保持了原有的優勢,提高了學習興趣,增強了課堂參與率,學生在學習中充分發揮自己的想象力,積極動手參與,開動腦筋分析問題、解決問題。化學探究學習方式為學生提供了一個充分展現自我的舞臺。下面我就教學過程中出現的問題談幾點體會。
1高中化學探究性學習內容
高中化學探究性學習主要以小實驗、小文獻、小調查為突破口,在課堂內進行小組合作學習,教師充分調動學生主動參與探究學習的積極性,引導學生通過實驗、觀察、調查、資料收集、討論等方法養成多角度研究和探索問題的習慣,激發學習興趣,提高學生的創新意識和實踐能力。在課內進行探究性學習時,問題的切入口一定要小,質疑與討論一定要充分深入。例如,在學習元素周期律時,可以以鹵族元素的性質遞變規律為例,先劃出一定的課時,讓學生運用解決問題的一般步驟和科學的實驗方法,進行鹵族元素的性質相應實驗的探索,然后利用一定課時,讓學生討論、歸納、形成單元知識的認知網絡,培養學生綜合應用知識的能力,提高學生的認知策略,培養學生的創新精神和實踐能力。在高中化學學習中,教師除了選擇有關課題在課內有計劃開展研究性學習活動外,還應積極幫助學生捕捉思維的靈感,鼓勵他們大膽提出問題,并抓住學習過程中學生自己的問題,安排一定的課內外時間及時展開研究,充分體現開放性、主體性特點。
2高中化學探究性學習模式
綜合各種學習理論及課程內容的要求,根據探究性學習及化學學科特點,結合各種課堂教學實踐,我認為以下幾種模式更有利于在化學教學中開展探究性學習活動。
2.1實驗驗證模式:
實驗驗證模式主要利用各種信息和原有的認知網絡對問題進行假設,通過科學實驗(或邏輯推理)來獲得實驗現象及數據,并加以處理,能對實驗現象做出合理解釋,運用比較、歸納、分析、綜合等方法初步揭示化學變化的規律,從而構建新的認知網絡。在探究性活動開展初期,教師還應該有計劃、有目的地安排某些步驟的專題研究活動,讓學生及時掌握各步驟的研究方法,為今后全過程研究打好基礎。我們知道研究物質有許多方法,在化學學習中一般采用實驗研究的方法,實驗研究的步驟一般為:提出問題→收集信息→設計方案并進行討論→實驗驗證→得出結論。研究氯水的成分及性質時就可采用實驗探究的方法,首先提出問題:干燥的氯氣具有漂白性還是濕潤的氯氣具有漂白性呢?然后讓學生根據已有的知識討論并設計實驗進行探究。實驗探究:將干燥的有色布條和濕潤的有色布條分別放入兩瓶干燥的氯氣中,觀察現象。學生邊實驗邊觀察,很容易得出結論:干燥的氯氣沒有漂白性,濕潤的氯氣有漂白性。
2.2文獻探究模式:
文獻探究是通過搜集研究某些現象的發生發展和演變的事實,加以系統客觀的分析研究,從而揭示其發展規律的研究方法。然后通過搜集和鑒別資料,對資料進行分析研究,提出自己的觀點。
3探究性學習的思考
3.1探究性學習活動的重點是培養學生的問題意識:
探究性學習的問題應具備兩個條件:一是在學生的能力范圍之內,即學生應具備解決問題應有的言語信息、智慧技能和認知策略。二是新穎而富有挑戰性,即新穎而富有挑戰性的問題可以刺激學生原有認知結構的回憶和提取,從而激發學生解決問題的態度。這是探究性學習活動開展的前提。問題可以來源于學生的生活,也可以由教師設置適當的問題情境加以激發。在教學中關鍵是鼓勵學生大膽提出問題,并鼓勵學生科學實驗,從而得出正確結論。因此,為更好地開展探究性學習,我在完成教學進度的基礎上,對相關知識進行適當拓展,為學生提供探究空間,鼓勵學生多提問題,促使學生在探究的過程中不斷提高自身素質和學習成績。
3.2探究性學習活動的關鍵是教師的指導:
教師除了創設適當的問題情境外,主要表現為適當的言語教學。它可以激活學生原有的認知結構,使學生養成多向思維的習慣,引導學生對問題進行深入思考與分析,形成新的獨特的見解,從而全面合理、科學地解決問題,順利完成探究性學習活動。但言語指導不能太多,要留有思考的空間,否則會限制學生對原有認知結構的提取,局限他們思維的范圍,抹殺學生的創造力。教師的指導還應促進學生的認知結構不斷完善,提高解決問題的能力。
篇7
一、高中化學實驗教學的現狀
目前的實驗教學基本上遵循這樣一個固定流程:實驗員準備實驗儀器藥品,學生進行必要的預習教師板書實驗目的、原理和步驟,講解實驗要領及注意事項學生按照規定的程序操作,得到“預期的結果”學生寫出實驗“報告”。在這種程式化的教學中,學生非常輕松,基本上不需要思考,即使實驗不能達到預期結果,師生往往也不會探討原因。實驗結束后,學生對實驗內容也就開始漸漸淡忘。這種教學,不可能培養出具有創造性思維的人才。在新課程背景下,探究性實驗教學受到充分關注。以實驗為載體的科學探究性試題的出現是新高考的一大亮點。科學探究的主要基本步驟是“提出問題猜想假設科學探究得出結論表達交流”,高考化學試題可能考查這幾個主要步驟,也可能考查其中的一個或兩個步驟。
二、探究性實驗的特點
探究性實驗是相對驗證性實驗而提出的一種學習方式。在教學過程中,驗證性實驗是強調演示和證明科學內容的活動,它注重實驗結果,忽略實驗過程。與驗證性實驗重視獲取知識的目標不同,探究性實驗注重過程。它以學生的直接經驗為基礎,在選擇和探究問題的過程中,學生可以依據自己的興趣愛好特長等參與活動,在此過程中,他們始終處于緊張積極興奮狀態。從選擇內容到動手實驗,得出結果,都是學生自己進行價值判斷的過程,學生不是被動地接受知識,而是主動地選擇和獲得新知,教師只是起指導組織和協助作用。它可以真正體現學生在學習過程中積極主動地獲取化學知識,認識和解決化學問題的自主性。因此,探究性實驗教學有利于學生知識和能力的遷移,有利于學生掌握科學的學習方法。
三、革新教法,挖掘高中化學探究性實驗教學資源
與探究性實驗模式相適應的教學應該具備的典型特征是:以學生為主體,以活動過程為線索,以問題解決為基本形式,以能力培養為核心,據此,可以構建許多具有個性的教學模式。在教學中可以多渠道地采掘探究性實驗的教學資源,開展形式多樣的探究性實驗。
1.轉化教材中的演示實驗,變驗證性實驗為探索性實驗。
教材中有豐富的演示實驗素材。在教學中,教師可以加以創造性的處理和運用,變驗證為探究,從而升華實驗價值。如下是筆者的一個任教片段:
教師活動:演示Cu和濃硫酸反應。
學生活動:觀察現象,判斷溶液中發生了氧化還原反應,推測可能反應。
教師引導:如何驗證產物?
學生探究:討論分析,推測溶液中可能有Cu■,還產生氣體可能是氫氣或SO■。設計實驗方案,分組實驗驗證:①取反應后溶液少量加入大量水中,觀察現象;②將氣體收集后再做點燃實驗;③將氣體通過品紅溶液。
師生交流:溶液中有Cu■存,說明Cu被氧化。產生的氣體為不能被點燃,但能使品紅溶液退色。說明Cu與濃硫酸反應時,是+6價的S元素得電子被還原。
教學中,學生經歷了觀察現象、提出假設、擬訂方案、實驗驗證、理論分析、再實驗驗證、歸納結論的過程,自主獲得了Cu與濃硫酸反應的結論。這樣處理,避免了生硬地出示結論和學生機械地接受結論,突出教師主導下的學生主體探究,使學生在積極的情感體驗中獲得知識和科學方法,形成嚴謹的科學態度。
2.抓住教學中的學生疑問,變結論性解釋為過程性探索。
教學中,師生對某一個問題會從不同角度進行理解,產生不同認識。師生思維的碰撞極容易擦出創新的火花,但需要教師敏銳地捕捉,靈活地將其轉化為教學資源。
在講授硫酸銅水解,引導學生分析外界條件對水解平衡的影響。在分析鎂片加入到硫酸銅溶液的現象時,有學生提出,鎂與銅離子發生置換反應,促使水解平衡左移,溶液藍色變淺;有學生則認為硫酸銅水解生成了硫酸,鎂與硫酸反應生成氣體,且水解平衡右移,有藍色沉淀產生。對于兩方的爭論,我沒有給出結論,只是在肯定他們質疑精神的同時告訴他們,實驗是最公正的裁判。在課外活動時間,兩方觀念的持有者和同伴一起進入實驗室實驗、觀察。他們驚奇地發現:將除去氧化膜的鎂片投入硫酸銅溶液中,鎂片表面立即產生大量氣泡,鎂片被托起懸浮在溶液中。不久,鎂片表面漸附上紅色的固體,有些紅色固體散落到溶液中,同時,溶液中出現藍色懸浮物。一段時間后,附有紅色物質的鎂片下沉,產生氣泡變慢,表面上出現藍色析出物……經過分析,學生認識到,自己原來的觀念具有一定的片面性,理論和實踐結合才是獲取真理的最佳途徑。
教學中,教師要善于捕捉學生提出的問題閃光點,選擇性地引導學生應用已有知識進行實驗探索,其產生的教學效果遠遠優于教師的苦心講授和解釋。
3.拓展實驗習題的功能,變“紙上談兵”為“實戰演練”。
實驗習題具有考查和評價作用。隨著教改的推進,化學實驗習題中“探究性”綜合實驗題逐漸出現,對于學生的綜合實驗能力提出了較高要求。很多高考實驗題雖取材于教材實驗的改進和衍變,但凸顯出探究性、綜合性。充分拓展這些實驗習題的功能,組織學生進行實際探究,會讓學生體驗學習的樂趣,體會學習的奧妙。不少習題是編者精心設計的,凝聚了編者的智慧。教師在教學中如果多一些資源意識,就可以發現很多探究的點子,為習題教學注入活力。
篇8
作為精神和理念,實驗與探究是并存的,都是歷來已久的;但作為教學和學習的方式,實驗教學已經形成了較為完整的理論系統和實踐體系。因此,依托實驗教學的已有體系可以為實驗探究開辟更廣闊的天地。具體的化學實驗在內容和形式上不盡相同,但一個相對完整的化學實驗方案,一般包括實驗課題、目的、原理、用品及規格、步驟和操作、現象和結果處理、討論與交流[1]等基本要素。分析和研究實驗要素可以為實驗探究搭建更多的平臺。
1實驗目的:由“驗證”向“探究”轉化
實驗目的是實驗要素中的核心要素。這是因為,實驗的目不同,實驗的內容、手段和方法就不同。筆者認為,實驗目的的轉變是理念層面的轉變,即給學生充分探索答案的機會[2]。在新課程實施的今天,學生仍然使用“實驗手冊”,這大大地減輕了師生設計實驗方案的負擔,同時也抹殺了學生充分探索答案的機會,也會導致一部分教師“有而無憂”的心理,形成“飯來張口、衣來伸手”的壞習慣,磨滅了再創造的機會。倘若教師有“實驗手冊”而學生沒有,教師的再創造是完全可能的,學生探索的機會也會增大。
有些“實驗手冊”中的實驗,雖有“探究”之名,而無“探究”之實,或由于“實驗手冊”的存在而喪失了探究的可能。如一個“探究乙醇的性質”實驗的“思考與猜想”欄目中,設置了如下內容:寫出乙醇和水的結構式,請猜測金屬鈉能否跟乙醇發生化學反應?你為什么做出這樣的猜想?將一塊金屬銅片放在酒精燈火焰的外焰上灼燒,可能發生什么反應?反應中銅表現出什么性質?將灼熱的表面變黑的銅片伸入盛有氫氣的瓶中,可能發生什么反應?反應中氫氣表現出什么性質?你認為乙醇是否具有還原性?將灼熱的表面變黑的銅片立即放入無水乙醇中,可能發生什么現象?請你將你的猜想設計成一個化學實驗加以證明。這一設置表明了編者的“良苦用心”,千方百計“引導”學生設計實驗方案,但就是因為“過分的設計”和“手冊的出現”(后續問題的導向作用)導致了探究很難達到預期的效果。
該實驗的內容則是乙醇與鈉和氧化銅兩個反應,只要稍作分析:乙醇與鈉反應表現出氧化性;與氧化銅反應表現出還原性。可見,乙醇的氧化還原性是并存的,實際上,這是絕大多數物質的通性。倘若以此出發,可以設置如下問題引導學生進行猜想和方案設計:①乙醇有沒有氧化性和還原性?理由是什么?②怎樣證明乙醇有氧化性或還原性?可以選擇哪些化學試劑?通過這樣的問題設計,其開放性大,探究的可能性就更大,即使在“手冊”里預先呈現,也不會給學生以暗示。
2實驗原理:由“單一”向“發散”轉化
一般實驗中,實驗原理是事先給定的,教師也很難對實驗原理進行干預或改變,但制備物質往往有不同的途徑,不同的制備途徑所應用的原理可能有所差別。因此,在物質制備實驗中可以對實驗的原理進行探究,從而設計多種實驗方案,并進行合理的選擇。如制備Al(OH)3的各種方案是基于不同原理的:
①Al3++3OH-=Al(OH)3;
②Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3+3NH4+;
③AlO2-+H++H2O=Al(OH)3;
④2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH)3+CO32-;
⑤Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。
通過方案的設計、對比和分析,既鞏固和拓展了知識,又使學生清晰建立Al(OH)3兩性的概念。
又如,教材采用在沸水中滴加FeCl3的方法,利用加熱促進FeCl3水解制取Fe(OH)3膠體:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3HCl。然后,引導學生思考:促進FeCl3水解的方法也不僅僅是加熱,學生通過實驗證明,將少量Na2SO3固體或溶液加入FeCl3溶液中同樣也可以得到Fe(OH)3膠體,此法比教材實驗更為方便,同時給化學實驗尋找到更多的探究空間。
3實驗裝置:由“給予”向“創造”轉化
化學實驗中的實驗裝置往往是事先給予的,這不僅會導致學生對課本實驗裝置的僵化,同時也會對新的實驗裝置的解讀產生困難,從而喪失了創新和創造的機會。化學實驗裝置往往由常見的玻璃儀器拼湊而成,一種任務可由不同裝置完成。利用裝置的分析解剖或技術改進創造新的實驗裝置,為實驗探究找到了新的切入點和有效的途徑。對具體裝置的分析和研究中發現其存在的缺陷,設計新的裝置來加以改進以創造更合理的裝置。如氣體發生裝置、氣體收集裝置、尾氣處理裝置的改進和創造就是最為典型的例子。
通過對裝置的改進和創造的探究,既讓學生從原理上理解了裝置的功能優劣,又拓展了視野,還培養發散和輻合思維,發展學生的創造性思維。通過氣體收集裝置的改進和改造,學生還總結出:收集密度比空氣大的氣體采用的裝置是低進高出,收集密度比空氣大的氣體采用的裝置是高進低出,排水法的收集裝置實質上也是高進低出,這是由于氣體的密度小于水的密度決定的。
實驗裝置的工業化又是裝置有效探究的內容之一,如在氯堿工業裝置的改進和創造過程中,不僅加深了學生對工業裝置的理解,同時又明晰了科學技術發展的歷程。
4實驗步驟:由“指定”向“設計”轉化
實驗步驟是由實驗假設和實驗方案決定的,一個實驗目的就有多種實驗假設,會產生更多的實驗方案,從而導致多種多樣的操作步驟。而“實驗手冊”中卻以“經典”步驟,把學生“做實驗”的實踐過程禁錮在“讀實驗”的文本對話中。教材需要“讀”,實驗也要“讀”,實驗在多重因素的影響下,自覺不自覺地走上了“只讀不做”的大道。因此,有學者提出要突破和超越“讀”的觀念,強化對“做”的認識,在讀與做之間尋求動態的發展,也許可以讓科學教育走向一片更廣闊的天空。
實驗是“做”的良好機會,如果希望學生“做”,那必須給學生一定的“做”的自。例如,在探究氯水的漂白作用時,根據Cl2+H2O≒H++Cl-+HClO及H2O≒H++OH-和HClO≒H++ClO-可知氯水的成分主要有H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO,還有極少量的ClO-和OH-,因此,對氯水中起漂白作用的微粒的假設是多樣的,可能是一種微粒或多種微粒的共同作用,根據不同假設而設計的實驗的方案也應該是多樣的,學生選擇實驗的操作順序則更應該是多樣的。只有這樣,實驗的步驟才真正是學生自己親手設計的。當學生親手實踐著自己的想法和設計,那是何等的享受啊!這是學生在“閱讀”實驗步驟時所無法享受的。
筆者認為,“實驗手冊”應該隱退為教師的教學參考用書,讓學生有更大的實踐自。在學生手里,應該是一張空白的實驗報告單,這需要學生去書寫、去創造。但這會給教師批改實驗報告單帶來很大的挑戰,因為機遇與挑戰并存,教師會迎接挑戰;因為教育是為學生服務的,教師有責任迎接挑戰;因為實驗報告單是學生的作品,教師會學會欣賞。
5實驗現象:由“事實”向“問題”轉化
實驗中,實際得到的理論預測的實驗現象間存在3種關系:即完全一致,有些偏差,或截然不同。
如果實驗現象與預測的截然不同,一般認為是基于不同機理導致的,教師往往會帶領學生深入探究。如在進行Al的性質實驗時發現,用除去氧化膜的Al片分別與H+濃度相同的稀HCl和稀H2SO4反應時,發現存在明顯不同的現象:①跟稀鹽酸反應快,產生氣泡多;②跟稀硫酸反應慢,產生氣泡很少。從而提出假設:①氯離子對反應有促進作用;②硫酸根離子對反應有抑制作用。并設計兩種實驗方案進行探究:①在稀硫酸中加入固體食鹽,發現反應明顯加快;②在稀鹽酸中加入固體硫酸鈉,發現反應幾乎沒有什么影響。最后得出結論氯離子對鋁片跟H+反應有促進作用,這一探索結論與Cl-與Al3+形成配合物AlCl4-[4]從而加速致密氧化膜結構的破壞這一科學結論是一致的。:
如果實驗現象與預測現象有些偏差,一般認為化學試劑的純度原因,稍作解釋以了事。實際上,這可能涉及更為廣泛的反應機理,更有必要探究。如在盛有少量FeCl2溶液的試管中滴入數滴KSCN溶液(Fe2+不能使KSCN溶液變血紅色),再向混合液中加入一定量的新制氯水時只有一點點淺紅色,并沒有預測中的血紅色。這一探究活動中發現,滴加試劑的順序不同會導致不同的實驗結果,從而對操作步驟進行改進。
現實的問題往往是綜合性的,化學實驗中的意外現象、學生生活中遇到一些化學問題往往能開闊學生的思路,成為實驗教學中的良好素材和探究起點。即使是與理論預測完全一致的結論也可以質疑。
6實驗結論:由“確認”向“批判”轉化
一般地,現象與預測吻合,結論與所學知識一致,這是實驗成功的標志。筆者認為,這同樣有推敲的必要性和可能性。如在比較酒精燈火焰溫度的實驗中,將一根小木條迅速平放入火焰中,1~2秒鐘后取出觀察[5],發現在外焰部分的木條被燒黑了,從而得出“酒精在外焰燃燒最充分,火焰中外焰溫度最高”的結論。最新研究表明:酒精燈火焰溫度的高低順序為:內焰>外焰>焰心[6]。由此反思,小木條在酒精燈火焰中的炭化能否證明酒精燈火焰的溫度高低?木材的炭化是一個復雜的化學過程,其炭化程度是由受熱的溫度、受熱的時間和氧氣的含量等多種因素共同決定。因此,木條的炭化程度不能反映酒精燈火焰溫度的高低。從這一事例可以說明,即使是正確的結論也只能是相對正確的,科學是不斷發展的,因此也有必要質疑,從而發展學生的批判性思維。教師決不能把教材的結論作為神圣的教條,而把自己和學生淪為書本的奴隸。學習和教學都需要質疑,有必要采用不同的方法和眼光進行閱讀和思考,以免唯書本定勢[7]。
上述6轉化實現了3個層次的超越:首先,是理念層次上的超越,即實驗目的由“驗證”向“探究”轉化;其次,是思維層次上的超越,實驗原理由“單一”向“發散”轉化突出了發散思維,實驗現象由“事實”向“問題”轉化和實驗結論由“確認”向“批判”轉化則突出了逆向思維和批判性思維;第三,是實踐層面上的超越,即實驗裝置由“給予”向“創造”轉化和實驗步驟由“指定”向“設計”轉化。因此,通過對各個實驗要素進行方向性的調整都可以為實驗探究搭建有效的平臺。
然而,在實驗探究過程中會遇到各種困難,以中學生所擁有的知識水平,很難得出完全符合實際的正確的結論,但這既是實驗探究的特點,更是實驗探究的精髓——注重結果更注重過程。
參考文獻
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[3]劉德華.“點擊”學校課程:走在十字路口的科學教育,福州:福建教育出版社,2001:66
[4]北京師范大學無機化學教研室等編.無機化學.下冊.第4版,北京:高等教育出版社,2003:674
篇9
【作者簡介】周開軍,安徽省淮北市西園中學(安徽淮北,235000)副校長,高級教師,安徽省特級教師。
一、傳統化學實驗教學存在的問題
化學實驗在化學學科的發展歷程中一直扮演著極為重要的角色。化學中的各種定律和學說源于實驗,又為實驗所檢驗。因而,在化學教學中,實驗教學的重要性毋庸置疑。縱觀世界各國化學教學改革的趨勢,化學實驗教學已從過去的講授示范活動,逐步發展成為整個學習過程中的核心活動。在我國,自2001年教育部頒布《基礎教育課程改革綱要(試行)》之后,各種有關化學實驗教學的重要性、實驗教學方法的改進以及探究式、趣味性實驗的設計等方面的研究成果層出不窮。[1]大家對化學實驗教學的重視可見一斑。
然而,通過對近幾年初中化學實驗教學活動的研究,筆者發現在化學實驗教學設計和學生學習過程中,仍然存在著很多問題,實驗投入的時間、人力、物力和學生學習的成效,往往不相稱。首先,在實驗前的預習中,由于學生的預習情況各有不同,對實驗操作的理解也會有所差異,因而會導致學生對實驗目的理解的不確定性。其次,在做實驗的過程中,很多學生對實驗的目的不明確,往往大部分時間花在觀察實驗現象本身上,以求得到“標準”的實驗結果,卻很少去關注現象背后的概念、原理或理論。筆者曾在一次調研活動中,在實驗結束后立刻開始隨堂測試,發現不少學生只記得有哪些實驗步驟,對實驗步驟的前因后果以及實驗步驟里面隱含的道理并不知曉。
總之,導致這些現象的原因有兩條,一是學生無法清晰掌握做實驗的目標;另一個原因是做實驗前后,沒有好的教學策略,以致學生無法將實驗操作的經驗和相關的知識點聯系在一起。針對實驗教學中遇到的這些問題,筆者將美國教育心理學家Novak博士和Gowin博士提出的V-map(V圖)法[2,3]引入初中化學實驗教學中,取得了良好的效果。
二、V-map法詳述
Novak與Gowin的V圖法是圍繞所關注的問題去觀察相關的事件或對象,思考相關的概念、理論及原則的一種學習方法。它可用于協助學生分辨科學實驗工作的本質及目的,并獲取相關知識,明晰知識如何被建構及運用。圖1所示的是一個典型的V圖,它主要由四部分組成,分別是:位于V圖頂端的,亦是V圖核心的“聚焦的問題”;位于V圖左邊的,對某一事件或物件的“概念性”描述模塊,包括相關理論、原理和概念等內容;位于V圖右邊的對應的“方法性”相關模塊,包含記錄(實驗步驟和實驗現象)、轉換(提取實驗結果)和命題(提煉實驗結論)等活動;這兩個模塊中間以“V”型順次連接,并在V圖的底端總結左右模塊的相互關系。
V圖法是相當具有啟發性的工具,簡單、易操作,很適合初中化學實驗教學的探究活動。在進行實驗前,讓學生首先閱讀分析教材的內容,了解以下五個基本問題。
1.本實驗的主要問題是什么?
事實上,這就是V圖里的“聚焦的問題”部分,它不但是整個V圖的核心,亦是整個化學實驗圍繞的焦點。在開展化學實驗之前,每一名學生必須要明白本實驗需要聚焦的核心問題是什么。筆者在開展V圖實驗教學的早期會先指定實驗所“聚焦的問題”給學生,再引導學生完成其他V圖部分。一般在開展2~3次V圖實驗教學后,學生即能掌握要領,根據教材內容自主提取實驗所“聚焦的問題”。
2.本實驗所依據的主要概念、理論及原理有哪些?
這一基本問題對應的是V圖左側的“概念性”描述模塊。我們會要求學生依據本實驗“聚焦的問題”盡可能多地提供與此相關的各類概念、理論及原理。這些內容可以以小組討論的形式,根據已有知識,提煉出多個關鍵詞。每一個關鍵詞的提取都對應著學生對本實驗“聚焦的問題”的某一個角度的理解,有助于其知識網絡的形成。而通過小組討論并自主提煉的學習形式,加深了學生的記憶深度。
3.本實驗的探究活動如何進行?(即程序性的步驟)
這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“記錄”部分。教學中,可以讓學生以小組討論的形式分析:基于實驗聚焦的問題以及我們所知的概念性理論知識,我們需要設計怎樣的實驗步驟來驗證或回答問題?需不需要對照實驗?實驗進行中需要記錄哪些內容?通過對本問題的思考和討論,學生得以明晰化學實驗的程序性步驟,以及實際實驗進行中需要觀察的主要實驗現象和記錄的主要實驗數據,并在實驗中將實驗的主要步驟和實驗結果記錄到V圖的右下角。
4.本實驗涉及哪些主要的科學知識?
這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“轉換”部分。學生通過實驗的開展和實驗現象與數據的記錄,采用科學數據圖的形式對結果進行分析。在開展實驗前,教師需適當引導學生進行相關科學知識的準備,尤其是圖表等記錄形式的設計等知識。
5.本實驗涉及哪些有價值的命題或判斷?
這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“命題”部分和V圖中央的“相互關系”部分。其中,“命題”部分是對實驗結果的提煉和總結,學生需要思考:這些實驗現象和實驗結果反映了什么題?在此基礎上,總結提煉出“概念性”模塊和“方法性”模塊的相互關系,回答實驗“聚焦的問題”。
通過以上五個基本問題的回答,教師可以很容易地引導學生構建V圖,在實驗進行時記錄實驗現象,轉換提取實驗結果,進而提出命題,并與理論相互比對及驗證。下圖所示的是“鹽濃度對沸點的影響”實驗中一名學生建立的V圖的示意圖。
從上述描述可以看到,V圖法在實驗教學中具有嚴密的邏輯性同時又具有相當的可操作性。引導學生構建V圖,可加強學生在實驗操作前對整個實驗的理解,明晰實驗目的。此外,V圖的構建均由教師引導,以學生為中心展開,提高了學生對化學實驗的探究興趣;通過邏輯思維、發散思維和形象記憶的有機結合,有助于學生對實驗進行時各部分之間的邏輯關系,如背景理論、實驗步驟和所欲觀察的現象等,作全盤性的掌握。對化學教師而言,通過對學生構建的V圖的審閱,既可加強其對學生實驗預習、學習情況的了解,從而在化學實驗教學中有所針對,查缺補漏;也有助于教師在化學教學中的教學反思,改善實驗教學。
總之,使用V圖法既可有效加強學生對實驗概念的記憶和操作技能的訓練,又有助于教師把握學生的學習進度,對實驗教學的開展有著事半功倍的效果。
【參考文獻】
篇10
文獻標識碼 A
文章編號 1005-4634(2012)05-0109-03
化學實驗過程本身就是一個探究的過程,學生在實驗過程中能夠發現有探究價值的問題,通過實驗可以收集解決問題的證據,還可以運用實驗檢驗結論的合理性,并能從中體驗科學家科學探究的方法,獲得探究的樂趣和成功的喜悅。為了有效地促進學生發展,在我國新一輪基礎教育課程改革中強調“通過以化學實驗為主的多種探究活動,使學生體驗科學研究的過程,激發學習化學的興趣,強化科學探究的意識,促進學習方式的轉變,培養學生的創新精神和實踐能力”。這在一定程度上改變了原有課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,特別強調學生在學習過程中的自主學習、探究學習、合作學習。這種學習方式的改變,將科學探究引入了化學課堂,力圖通過化學實驗教學這一途徑,全面體現化學新課程的全新理念,探索化學實驗教學的新體系。
1 人教社新、舊版化學教材中實驗的變化
1.1增加“探究性”實驗欄目
較舊版教材,2007年版人教社高中化學新教材增加了“科學探究”實驗欄目,并且比例較大,“科學探究”實驗占實驗總數的25%。新教材沒有嚴格區分學生分組實驗和演示實驗,在設置上,實驗內容與化學知識緊密配合,提倡“以生為本”,采取教師指導下學生親自實驗、親自體驗的教學形式。教材中涌現出了一些新的實驗呈現方式,如:實驗活動陳述式、實驗情境創設式、激勵質疑式、引導探究式、總結提煉式等,可見新教材注重對學生探究能力的培養。
1.2強調學生要更多的參與探究性實驗
化學實驗作為研究化學的重要手段,逐漸成為學生認識化學世界的工具,更是吸引學生主動學習化學的重要動力。舊教材在每個實驗后面都有相應的實驗現象和解釋,所以設置的表格非常少,而新教材中許多實驗現象和數據必須在實驗過程中才能夠得到,實驗結束后由學生自己去整理填寫。這說明新教材為了發揮實驗在培養未來公民科學素養中的重要作用,采用預先設置大量過程性客觀題的方式,“強制性”的讓學生參與動手實驗,獲得第一手數據。
1.3新教材化學實驗呈現鮮明的探究性思想
新課程標準中提出“通過以化學實驗為主的多種探究活動,使學生體驗科學研究的過程,激發學習化學的興趣,強化科學探究的意識,促進學習方式的轉變,培養學生的創新精神和實踐能力”。化學實驗在中學化學教學中應當成為學生探索、發現、驗證知識的重要手段。舊版本教材中有關實驗探究的內容基本屬于驗證性實驗,而新教材中的實驗則更加突出了以學生為主體的教學思路,不僅做到了探究性活動內容與知識內容結合,更加注意探究能力和實踐能力的培養,因此加強實驗探究,發揮其重要的作用,是實現高中化學新課程標準的關鍵之一。例如:實驗二氧化氮跟水反應(3NO2+H2O=2HNO3+NO),舊版教材中只是簡單介紹了工業上利用該反應制硝酸時,為了提高吸收效率,同時避免污染,需要補充過量氧氣,多次氧化NO、多次吸收。學生對此理解不深刻,印象膚淺。新教材將該實驗更改為設計實驗:提供一試管NO2氣體,其他藥品和儀器自選,實驗要求盡可能多地使NO2被水吸收,通過該實驗設計,對工業生產硝酸有哪些啟示?通過這一實驗設計,不僅使學生明確了對原料(NO2)的充分利用、為保護環境要減少有害氣體(NO)的排放等道理,還培養了學生實驗設計的能力。
2 實驗設計與探究試題的特點
2.1創設情境、體現創新
“創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。”當前教育的根本目的就是培養具有創新能力的高素質人才。縱觀新課標高考中各省份的化學實驗試題,多數以創設新穎情景為出題口,主要體現在以下三個方面:一是多數高考試題雖然取材于教材,但在藥品使用、儀器拓展、實驗操作、實驗步驟等方面做了優化和創新,有時則是對教材上多個實驗進行“組團”式考查(如2010年新課標全國理綜卷實驗題);二是關注實驗過程的創新。如實驗原理、實驗條件的創新,實驗途徑及步驟的創新(如2008年新課標全國理綜卷測定鐵元素含量、2009年探究堿式碳酸銅組成的兩種方法)等;三是大多數探究性試題的情景都是目前社會生活、科技、資源、環境等熱點問題。這就意味著學生中學化學知識考查不僅要有“知識性”、“學術性”,還要有“社會性”和“時代性”。
2.2考查基礎、側重綜合
從近幾年高考實驗試題來看,所考查知識源于教材中的典型實驗,但“立足教材、高于教材”。中學最基礎的內容依舊是考查的重點,但試題的綜合性更強。考查要點包括重要物質的制備與性質、實驗原理、基本實驗操作、重要儀器的使用等。命題經常以元素化合物知識為載體,將實驗原理、計算、設計、評價、推斷融合在其中,把能力的考查提升到一個更高的高度。在新課標高考中定量實驗更是高頻考點。
2.3重視能力、提高要求
新課程背景下高考中的實驗題著重考查學生的三種能力:(1)實驗設計和評價能力。在實驗設計方面重點考查實驗操作、儀器的選擇與連接、局部裝置的優化、化學原理的驗證、實驗步驟的補充與設計等。在評價方面側重考查局部實驗裝置的優、缺點并進行改進,實驗原理的評價,實驗數據誤差分析等;(2)實驗表達能力。命題人往往要求學生把設計目的、具體操作、實驗步驟、實驗現象、實驗結論等用語言表達出來。在作答時一定要注意兩點:一是要注意敘述的有序性,為了完成某個操作需要幾步進行,觀察到某些實驗現象,要把每一步敘述到位,如檢查氣密性,一般要有構造密閉體系、改變壓強、產生相關現象、得出結論四步。二是要用規范的化學語言敘述,杜絕使用口頭語,如“通入二氧化硫氣體”不能說成“加入二氧化硫氣體”;少量二氧化碳通入澄清石灰水,現象應為“溶液變渾濁”,而不能表述成“溶液變白”;(3)計算能力。從近幾年新課標高考試題來看,定量實驗是考查的高頻考點。考查的模式主要有兩種:一是“數據的測量一數據的處理一得出結論”型;二是“給出數據一分析數據一發現規律”型。無論是哪種題型都可能會涉及數據的處理和對計算能力的考查。
3 實驗設計與探究題的解題策略
3.1思考問題的順序
1)思考實驗考察的核心問題。如為達到實驗目的選擇的實驗路線、方法是否恰當;實驗原理是否科學、合理;所選用藥品與儀器是否簡單合理;實驗現象是否直觀、明顯(是否有干擾);實驗過程是否安全、環保。
2)思考常規實驗操作。回顧與本實驗有關物質的制備、凈化、吸收、存放、環保、安全等問題,還要注意實驗的具體目的:是否需驅趕空氣裝置、需防止空氣中的CO2、H2O進入裝置等具體問題。
3)思考常規實驗儀器及裝置的連接順序。一般為氣體發生裝置-凈化裝置(包括干燥、凈化、除雜)-主體實驗裝置-尾氣處理。有些實驗還需要增加驅趕空氣裝置、防倒吸裝置、防止空氣中有關氣體進入等裝置。
4)思考實驗操作的順序以及要求注意的相關問題。實驗操作順序一般為:連接儀器-檢查氣密性-裝藥品-進行實驗。儀器連接一般按照從下至上、從左到右的順序。在整套儀器連接完畢后,應先檢查裝置的氣密性,檢查裝置氣密性的方法依裝置的特點而定,然后裝入藥品進行后續操作。
5)思考實驗現象,得出合理結論。為了答題’全面,回答實驗現象時一般也是按照實驗裝置從下至上、從左到右的順序進行觀察,根據實驗中觀察到的現象推導出實驗結論。
3.2結合具體類型科學作答
1)物質制備型。單純從應試角度來看,所見到的制備類實驗,從左到右,一般會出現下列幾部分裝置:氣體(物質)制備-除雜-干燥-主體實驗-(尾氣處理)-(收集)-(凈化)。括號中的裝置不同的實驗會有所取舍。遇到具體實驗問題時,只要對照上述裝置路線進行適當的取舍,就可以理清命題人的目的了。就近幾年的高考實驗試題看,制備實驗中實驗裝置除了上面這幾部分基本裝置外,為了使實驗更加科學、合理、完美,經常出現改進、優化類裝置,如水浴加熱裝置、防倒吸的裝置、平衡壓強的裝置、不同氣體充分混合裝置、冷凝回流的裝置、冷卻收集的裝置等。應該扎實地記住上面這幾部分裝置,當題中給出裝置時,可以對照上述順序把整套裝置劃分為幾個模塊,便于理清思路。當需要自己設計制備裝置時,可以把它作為路線圖,便于設計最佳的制備方案。物質的制備中往往涉及到多個物質之間的相互轉化,從起始物質到最終產物的實現可能存在多種途徑,如何從這幾種途徑中選擇最佳方案?關鍵是對制備原理的選擇,此選擇以原料和產物的性質為基礎,以操作過程的簡捷與可操作性為前提,以原料的利用率和產物的產出率為終極目標。
2)性質驗證型。此類問題一般解題思路為:分析物質的結構確定所屬類型-典型代表物的性質-推測其可能具有的性質-推測可能發生的化學反應-利用反應產生的現象證明是否具備這樣的性質。此類題型主要有兩種:一種是條件限制型的,即對實驗試劑、檢驗方法、實驗裝置做了限定,需要根據命題人的思路進行探究并作答。作為應試題目,限制型的題目是考查的重點;另一種是開放型的,即不論哪種實驗方法只要能達到驗證目的即可。解決限制型的試題首先要根據題設條件綜合分析命題人的意圖,弄清整體思路,然后再具體作答,切忌自己主觀臆斷,否則得到的答案往往與標準答案相差甚遠。其次要注意驗證某性質一般應通過某個具體化學反應的實驗現象來達到驗證目的,因此做這類題目時要排除其他干擾因素對驗證的影響。如探究二氧化硫與過氧化鈉的反應:二氧化硫與二氧化碳在組成上具有相似性,于是可以推測二氧化硫可能與過氧化鈉反應生成亞硫酸鈉,但考慮到二氧化硫具有還原性,所以與過氧化鈉反應時還可能生成硫酸鈉,因此,就可以根據亞硫酸鈉與硫酸鈉的性質,設計合適的化學反應,從而驗證二氧化硫和過氧化鈉可能發生的反應。
篇11
高中化學教學中應用探究實驗,是以學生為主體單位,老師僅僅是一個引導角色,對學生的方向進行指引與提供必要性幫助。學生自己針對問題提出猜想與假設,然后在教師的指導下開始設計關于猜想與假設的實驗,實驗基礎條件達成后學生進而開始動手操作實驗,逐漸驗證猜想與假設。最終學生根據實驗結構反思整個實驗過程,并進行書面或口頭總結匯報,老師對匯報內容進行指導性回復。
2.探究實驗主要程序過程
從上文中我們可以得知探究實驗主要是學生自己或團隊完成的,整個程序包括:①提出問題;②學生根據提出的問題進行猜想或假設;③設計實驗方案,以待完成驗證;④學生動手實驗,驗證實驗;⑤實驗得出結論;⑥對實驗過程進行反思并匯報;⑦老師指導總結。這幾個步驟是主要的程序過程,其主要程序如圖1-1.2:
從上文主要的程序過程中我們可以看出,探究實驗過程就是學生動手思考總結的過程,學生在這個過程中能最大限度激發學習興趣與自主能動性,充分發揮學生優勢與潛力,對于促進學生綜合發展有十分重要的意義,因此,在高中化學中實行探究實驗教學模式勢在必行。
二、探究實驗在高中化學教學中的實際應用
高中化學中并不是所有的實驗都是操作性實驗,除此之外還存在知識性實驗與能力性實驗與創新演示性實驗。
1.操作性實驗
操作性實驗是高中化學中最為常見的一種實驗類型,以動手操作為主,能夠在實驗操作后即時得出實驗結果。其主要目的在于讓學生熟悉實驗器材、實驗步驟,加深對知識的掌握程度。
2.知識性實驗
高中化學中有一個較為簡單的實驗:氯水漂白實驗。將未知液體加入試管,液體占1/3位置。用鑷子夾起事先準備好的紫色紙條,放入液體,進行充分振蕩,1~3分鐘后紙條顏色褪去,實驗結果證明該未知液體中含有含氯物質。此類實驗需要用到以往學習過的舊知識,引入新的知識,進行有機融合。
3.能力性實驗
能力性實驗的主要目的是培養學生的動手、觀察、思維、分析能力,是一種綜合性較強的探究實驗。
4.創新演示性實驗
此類實驗主要是建立在原有基礎知識上,通過演示性實驗的改進對實驗后的現象進行總結分析解釋,通過新的改進實驗幫助學生鞏固所學舊知識。
三、高中化學教學中應用探究實驗教學策略
為了方便闡述如何在高中化學教學中應用探究實驗教學模式,本文以高中化學中較為常見的《碳酸氫鈉與稀硫酸反應》實驗作為研究對象。
1.提出問題
碳酸氫鈉與稀硫酸反應需要的條件是什么?反應結果是什么?生成何種物質?化學式如何構成?
2.猜想與假設
碳酸氫鈉與稀硫酸反應需要常溫/加熱或者振蕩/攪拌反應條件,反應結果物質中應該包含有硫酸、鈉、水等分子,化學式需要實驗加以證明。
3.設計實驗方案
首先準備實驗器材:鐵架臺、分液漏斗、平底燒瓶、瓶塞、燒杯、玻璃蓋等,準備反應物質:稀硫酸、氫氧化鈉。將實驗器材按照教材規定步驟進行組裝,學生在組裝過程中,老師進行指導與糾正。
4.進行實驗,驗證猜想與假設
扭開裝有稀硫酸的分液漏斗,讓稀硫酸緩緩流入裝有氫氧化鈉的平底燒瓶。這時候可以通過平底燒瓶清楚看見,稀硫酸溶入氫氧化鈉開始產生劇烈反應,以白色泡沫為主,產生氣體通過燒杯以向上排空氣法進行收集產生氣體。將燃燒的蠟燭置入收集的氣體,蠟燭熄滅,說明收集的氣體不能提供氧氣,根據所學知識向學生提問:“這種氣體最有可能是哪一種氣體”,學生紛紛回答:“CO2”,實驗操作完成。
5.得出結論
針對以上實驗,老師對學生進行引導性教學:“從剛才的實驗過程中,大家認為此反應需要的反應條件是什么呢?”此時學生紛紛回答:“常溫反應,不需要加熱”;“反應過程中需要振蕩或者攪拌么?”,“不需要”;“我們反應前兩種物質是H2SO4與NaHCO3,根據能量守恒定律,我們已知得出氣體有CO2,那么同學們根據我們前面所學知識假設反應結果中含有硫酸、鈉、水等分子,這個猜想是正確的,有誰知道具體的反應物質”這里學生開始紛紛思考與計算化合價,充分調動學生思維與自主能動性。經過適當的引導與討論,老師將正確的化學式寫出:
篇12
新課改要求改變傳統的教學模式,保證學生在課堂上的主體地位,作為教師更要充分認識到課堂是學生的課堂,教師開展的教學活動都是為了學生更好地學習服務的。教學過程中,教師要激發和培養學生對化學的興趣,正確對待學生的差異,并且要樹立新型的師生關系,鼓勵學生敢于提問、敢于質疑、敢于挑戰。
二、實驗是培養學生探究能力的重要方式
1.教師要讓學生在實驗之前對實驗的步驟做好預習
因為實驗的步驟不一樣,可能導致實驗的結果不一樣,如果學生在實驗時沒有得到想要的效果,教師也要啟發學生思考,而不要一再強調和注重實驗的成功性。
2.教師要啟發學生用多種方法進行試驗
探究性學習就是要讓學生不斷地研究,而不是禁錮學生的思維。例如,在介紹氫氣的制取時,除了課堂上用的鋅粒和稀硫酸,是否可以找到別的物品代替?例如,常見的電池外殼鋅皮和家里用的食醋可以嗎?鼓勵學生發散思維,探究多種學習方法。
3.教師在課堂上引導學生實驗之后,也可以留出一部分時間聽取學生的實驗心得
比如,在實驗中,哪個同學遇到什么問題,是怎么解決的;或者對實驗學生是否有新的見解,大家交流的同時也拓寬了學生的思維,分享了每個人在探究時遇到的問題。
初中化學教學中,培養學生的自主探究能力是教學中的一個新突破。課堂上,雖然教師講授得很多,但并沒有達到拓展學生的思維的效果,學生一直處于被動地位,而培養學生的探究能力恰恰改變了這一不良現象。目前,培養學生探究能力的方法在教學中已經有很多,本文只是做了初步探討,希望對提升學生學習效率,提高化學教學有效性盡微薄之力。
篇13
一、化學趣味實驗
《普通高中化學課程標準》指出:“發展學習化學的興趣,樂于探究物質變化的奧秘,體驗科學探究的艱辛和喜悅,感受化學世界的奇妙與和諧。”也就是說,在實際教學過程中,教師可以采取探究性實驗,使學生在不斷探索中找到學習化學的樂趣。下面以教學“硫酸”為例,對高中化學實驗校本課程進行簡單的介紹。
【課程設計】
知識與技能:
認識硫酸的物理性質;學習并掌握濃硫酸的特殊性:吸水性、脫水性、強氧化性;知道硫酸在生產中的應用。
情感態度與價值觀:
激發學生學習化學的興趣,體驗科學探究的艱辛與喜悅;形成實事求是、嚴謹細致的科學態度,具有批判精神與創新意識。
【課程內容】
這節課的主要目的是為了讓學生了解硫酸的一些性質,每個知識點都有相對應的實驗原理和操作說明,這對學生理解相關的知識起著非常重要的作用。本節課通過三個簡單的實驗來驗證濃硫酸的三個特殊性:吸水性、脫水性和強氧化性,促使學生在形象的實驗中準確地掌握濃硫酸的性質,提高學生的學習效率,而且,通過趣味性的實驗,還有助于培養學生嚴謹求實的科學態度和勇于求異的創新精神。
【課程實施】
實驗一:驗證濃硫酸的吸水性。
實驗器材:燒杯 玻璃棒 試管 藥匙 水 膽礬。
實驗步驟:在試管中放入少量膽礬,并滴入少量濃硫酸,并用玻璃棒不斷攪拌,觀察固體和溶液的顏色變化。
實驗結論:濃硫酸能夠吸收結晶水。
實驗二:驗證濃硫酸的脫水性(黑面包實驗)
實驗器材:稀硫酸、濃硫酸、水、蔗糖、燒杯、玻璃棒、試劑瓶、膠頭滴管。
實驗步驟:在燒杯中放入蔗糖,然后加入一定的稀硫酸,迅速攪拌,觀察實驗現象;再取一個燒杯放入等量的蔗糖,加入一定的濃硫酸,迅速攪拌,觀察實驗現象。
實驗現象:蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀物質;有大量氣體和刺激性氣味產生。
實驗結論:濃硫酸具有脫水性。
實驗三:驗證濃硫酸的強氧化性。
實驗器材:試管、導管、酒精燈、鐵架臺、石蕊試液、品紅試液、銅絲、稀硫酸和濃硫酸。
實驗步驟:實施對比實驗。
實驗:濃硫酸和銅在加熱的情況下進行實驗,觀察品紅試液和石蕊試液的顏色變化;
對照試驗:稀硫酸和銅反應,觀察品紅試液和石蕊試液的顏色變化情況;
實驗現象:稀硫酸和銅在加熱的情況下不反應,石蕊試液和品紅試液的顏色沒有發生變化;
濃硫酸和銅在加熱的情況下反應有氣體產生,該氣體能夠使品紅溶液褪色、紫色石蕊溶液變紅,說明生成了二氧化硫。
實驗結論:說明濃硫酸具有強氧化性。
【課程評價】
在傳統教學模式中,教師常常忽視實驗的價值,課堂基本呈現的是單一說教式的教學模式,導致學生根本意識不到實驗的價值。然而,本節課進行了三個有趣的實驗,不僅可以幫助學生更好地理解本節課的重難點內容,而且,使學生以良好的學習心態走進化學學習當中。所以,在評價過程中,我對學生積極的學習態度給予肯定評價。
二、化學自主性實驗
“要為教師和學生提供充分的自由,這種自由是個性化教育的必要條件”這是校本課程基本的核心思想。因此,在化學實驗校本課程中,教師可以鼓勵學生進行自主操作實驗,讓學生在獲得知識的過程中感受成功的喜悅。下面以“Al(OH)3的制備及兩性探究”為例進行介紹。
【課程設計】
教學目標:了解Al(OH)3的制備及Al(OH)3的兩性。
【教學過程】
實驗器材:Al2(SO4)3溶液、稀氨水、稀NaOH溶液、稀鹽酸、試管若干、膠頭滴管。
探究問題一:為什么當氨水過量時,白色沉淀不會溶解?
探究問題二:在實驗室里能否用氧化鋁和水反應制備氫氧化鋁?
探究問題三:當氫氧化鈉溶液過量時,白色沉淀溶解,能否說明氫氧化鋁具有兩性?
引導進行自主實驗,驗證上述三個問題,以培養學生的自主學習能力,提高學生的探究性。
【課程評價】
該過程主要評價學生的主動性和實驗操作能力,目的是讓學生在自主觀察實驗的過程中理解相關的知識點,以促使學生養成自主探究意識。
總之,在化學校本課程的開發與實施中,教師要堅持以生為本,調動學生的學習積極性,使學生在教師創設的多樣化的教學模式中找到探究化學的樂趣,進而促使學生獲得自主選擇和發展的空間。
參考文獻: