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优化高中化学实验教学培养创新能力

更新时间:2010-9-12:  来源:毕业论文
优化高中化学实验教学培养创新能力
摘要: 化学实验是一种非常重要的教学组织形式。本人结合自己的教学实践和认真思考,针对常规化学实验教学中存在的不足,提出在化学实验中需强化的三种意识:强化探究、勇于创新、关注环保,以促使学生有效学习、主动发展,提高课堂教学有效性。
关键词:有效性   探究  创新  环保
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是科学探究的重要形式,也是非常重要的教学组织形式。新课标明确指出:“通过实验探究,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程。”实验探究,不仅能够培养学生的观察能力、操作能力、思维能力,而且有利于培养学生的创造能力。教师在化学教学中,要注重学生学的过程和获取知识的途径;注重创新思维过程和科学方法;将过程和结论、认知和情感统一起来,以促使学生有效学习、主动发展。因此,结合高中生已具有一定的实验基础操作能力及探究物质本质的心理特点,以培养学生的创新能力为目标,充分挖掘实验的多重功能,提高课堂教学的有效性。
但在常规的实验教学中,往往存在着:重视实验结果,缺乏科学探究的过程;关注实验现象,缺乏对现象的探究;追求实验的直观效果,缺乏实验设计创新及规范的操作;致使教学得不到应有的效果。因此,如何优化化学实验教学,让其发挥更大的作用,是实验教学中相当关键的一环。本人经过认真思考应该从开发实验资源、深挖教材实验、渗透绿色化学       这几方面来抓:
 
利用教材实验进行有效教学模式
1、开发教材实验资源,强化探究意识
开发课程资源的途径是多种多样的,重视课前精心预设,关注课堂即时生成等等。教师创造性地使用教材能提高学生学习的有效性,学生的学习过程是一个永无止境的探究过程,而实验探究是进行科学探究的主要形式。通过实验探究可以使学生掌握实验研究的一般过程和方法;认识科学探究的基本过程和意义,可以发展学生善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神等。因此,在实验的教学中,本人有意识地进行预设、捕捉动态生成的亮点,选择合适的探究点精心设计,运用教学活动,独辟蹊径,极大地提高了学生学习的兴趣和热情。
1.1  引发学生认知冲突,提供探究氛围
课堂上,教师让学生的真实思想充分暴露,过程体验得到充分展示,在学生疑惑的焦点、认知的兴奋、意见的分歧、思维的创新处引导思考并及时调整教学行为,往往能给学生带来探究的气氛。
例如,学习“乙烯的实验室制法”时,本人正在给学生进行演示实验,并做必要的有关实验注意事项的提醒时,有位学生突然问了这样一个问题。
生:“老师,酒精的沸点是78.4℃,反应液的温度就不应该超过78.4℃,那么如何达到170℃呢?”
这一问题的提出,马上引起全体同学的注意:“是呀,为什么呢?”我心里想:“这个学生真会动脑筋,我从来没有想过这样的问题”。
师:这确实是个好问题。不过老师提醒大家先耐心观察实验有无乙烯生成,如果有乙烯生成说明了什么?
这时候同学们观察得比刚才更仔细,等到实验结束,同学们确认反应温度确实达到了170℃这一事实。
师:今天留一个问题:查找有关物质沸点的资料,看哪位同学能解释刚才的问题。
我在课后进行查资料并分析其原因,第二天上课,首先解决上节课的遗留问题,在同学回答的基础上做了必要的补充并指出化学是如此迷人,期待我们去探索更多的奥妙。
上述做法体现了“教师为主导、学生为主体”的关系,激发了学生探索化学问题的兴趣,培养了他们的探索能力。
1.2  选择实验探究点,创设探究过程
选择实验探究点应基于实验中的物质、反应原理、实验装置、实验条件以及实验中的异常现象等预设可能的实验探究点,让学生引起共鸣,这样才会出现更多的实验探究点,再将其进行优化,这样的探究点才是“有生命的”,从而激发学生探究的欲望进一步加深对知识的理解。
例如,教材中关于“铝热反应”实验现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”,“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。学生可能对熔融物的成分感到有疑问。于是选择探究点:落入沙中的熔融物究竟是什么呢?然后引导学生进行猜测与分析熔融物可能是铁也可能铁铝合金还可能是铁铝合金及其氧化物。学生设计了如下实验进行分析:用磁铁吸引熔融物时熔融物能够被吸引;取少量熔融物放入试管中,加入NaOH溶液有气泡产生。紧接着我向学生提供资料卡,反应物和生成物的熔点、沸点相关数据:
物质 Al Fe Fe2O3 Al2O3
熔点(℃) 660 1535 1462 2054
沸点(℃) 2467 2750 —— (2980)
学生分析讨论后结合资料卡内容,得出落入沙中的熔融物是铁铝合金的结论还不太合理。因为该反应放热能使铁熔化,当Fe是融熔态时,Al和Fe2O3一定是液态,Al2O3也有可能呈液态,因此熔融物其实是Al、Fe、Fe2O3、Al2O3等物质的混合物。
在实验教学中,如果探究点选择恰当,学生会产生强烈的认知冲突,教师若能具有预见性并及时调整教学计划,并将其设计为实验的探究点,将是解开学生疑问,培养学生实事求是的科学态度的良好途径。
2、深挖教材实验,强化创新意识
对化学实验进行不断改进和创新,化学实验才会充满生命和活力、保持其在化学教学中的独特魅力。优化组合、原型改进是教师常用的两种方法。
2.1 优化组合化学实验即创新
优化组合就是将一些相关的化学实验按某种关联因素或特征进行新的组合,构成新的实验方案的创新法。爱因斯坦曾说过:“我认为,为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。”组合即创新。
例如:高中化学教材在学习NO、NO2时,只介绍了它们的一些物理性质和化学性质,没有编排验证实验。对硝酸的性质,教材中安排了浓硝酸、稀硝酸分别与铜片反应的实验,但实验现象不太理想且产生的气体逸到空气中污染环境。本人对这两个实验进行组合,即铜与浓硝酸反应制NO2¬及NO2溶于水的性质实验:在滴管中放入绕成螺旋状的铜丝,用滴管吸入浓硝酸浸没铜丝,即可进行反应,产生红棕色的NO2¬气体,并将浓硝酸排出,直至与铜丝脱离,反应停止。将浓硝酸挤出,吸入少量水,振荡,红棕色的气体变为无色,气体量减少,再将溶液挤出,吸入少量空气,无色气体又变成红棕色(铜与稀硝酸反应制NO及NO的性质实验同理)。
本实验在滴管中进行,消耗药品少,又不会有气体逸出而污染环境,现象明显,且可重复进行。
2.2原型改进化学实验即创新
原型改进是指发现现有实验的不足或对原实验内容作新的设想,使实验目的聚集成焦点,再加以改进的方法。创新就是解决问题,每发现一个缺点、提出一个问题,也就是找到一个创新课题。化学实验在体现某些优越性的同时,可能体现某些缺陷。所以,对化学实验进行观察、研究、分析,发现其缺陷,并在此基础上探索改进,就可以对化学实验进行创新。
例如教材中铜与稀硝酸反应的实验是在试管中进行的,其缺陷有:生成的气体会外逸对环境有污染;生成的一氧化氮气体的无色不易观察;无色气体变为棕色的界限不清。针对上述缺陷,我在教学中一边引导一边层层设问:
问题1:怎样才能做到生成的气体逸不出来?(装置密封)
(先取下注射器活塞,在注射器内放入一团铜丝,塞上活塞后,吸入适量的稀硝酸,将注射器细管端用橡皮塞密封。)
问题2:怎样才能让生成的气体不受装置中空气的影响呢?(让NO和NO2分阶段生成)
(反应开始,生成的气体富集在筒内,让学生观察气体为无色后,取下橡皮塞,拉动活塞吸入空气,无色气体即变为棕色气体。)
问题3:振荡后气体怎么变成无色呢?
(NO2与稀硝酸中的水反应有生成了NO)  
  化学实验的改进和创新的思想方法远不止这些,在实际对实验的创新和改进过程中,所使用的方法并不是单一的,往往是几种方法交融并串的综合应用。化学实验的改进和创新永无止境,各种现代化媒体与化学实验的结合为实验创新提供了广阔的领域,只要我们勤于探索、勇于开拓,一定会有更多更合理的创新实验产生。
3、渗透绿色化学思想,增强学生的社会责任感
教师应有意识地将绿色化学的思想渗透在化学实验教学中,使学生体验绿色化学实验的量少、无毒、无污染、省时、省力、省钱等优越性。这对培养学生的可持续发展理念和人文精神具有积极的意义,也是学生提升创新、实践能力,树立节约、环保意识的启发剂。因此,在化学实验教学中,可以从实验仪器、实验药品及废气物处理等做一些改进和优化设计,强化环保意识。
3.1医用器材组装进行实验
对于氯气、二氧化硫、乙炔等气体制备和性质检验等实验,我利用已用的一次性医用器材(确保安全无害)组装后进行实验,效果也很好。主要对一些气体的制备和性质检验的综合性实验进行尝试,结果发现大多数实验都能取得较好的效果。毕业论文http://www.lwfree.cn
如图所示组装好仪器,在2、3、4号小药瓶中分别加入CuSO4溶液、酸性KMnO4溶液、溴水,在1号小药瓶中加绿豆大小的一小块电石,再加一小团棉花,用注射器向电石上滴一、
             (1)     (2)      (3)     (4)
二滴饱和食盐水,反应进行一会儿,3号、4号两小瓶中的溶液颜色均褪去,再点燃最后出
口的气体,观察气体燃烧时的现象。
通过对微型实验的研究和实践,这样可有效地培养学生的创新能力、动手能力,培养学生的节约意识、环保意识。
3.2将装置进行改进
例如,Cu在Cl2中燃烧, Cl2及产物CuCl2很容易逸出,可把装置进行改进:将橡皮塞上端的两根铜丝接通学生电源两极,即可观察到铜丝剧烈燃烧,产生棕色的烟,往尖嘴玻璃管上端滴入水,振荡可观察到绿色或蓝色溶液。实验现象明显、操作简便、不污染环境。
总之,在强化三维一体的实验教学中,我们发现学生对化学学习的兴趣增强了,学习目的性明确,实验能力有了明显提高,取得了以前没有的一些效果。比如,无论实验是否成功,学生都能够处理和分析实验问题;对意外现象的发现很自然地引起了他们对问题的探讨;对实验装置的合理性、简洁性、严密性有了很好地辨别力;学生观察比以前更细致,思维比以前更加开阔灵活;提高了学生综合运用知识的能力。
因此,要让化学实验真正发挥其功能,学生真正获得收获和进步,教师在日常教学中就要不断地做自我反思:我如何能激发学生的学习兴趣?我教学真的有效吗?有没有比我所用的更有效的教学法?学生需要什么知识铺垫?教师应充分利用每一次机会,尽一切可能创造机会增加学生的参与度与内心体验,使每一个学生都成为成功的有效的学习者。
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