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因此,學生化學實驗能力的培養是非常重要的,應該得到廣大師生的重視,教師要積極引導學生做好實驗,并及時反饋,以此來提高學生的實驗能力.那么,在化學教學中如何培養學生的實驗能力呢?
一、化學實驗能力的培養策略
1.在實驗前作好準備
要想讓學生在化學實驗中學到更多的實驗方法和知識,實驗前的準備非常重要.
首先,在做演示實驗前,教師應仔細研究課標要求和教材,理解教材的重、難點,理清楚應給學生做什么示范,哪些讓學生獨立完成,如何通過實驗設計培養學生的實驗能力等.另外,在實驗前,教師應仔細檢查實驗器材,為學生樹立一個嚴謹的榜樣.
其次,化學基礎知識是培養學生實驗能力的基礎.在教學中,教師應要求學生對化學的基本概念和規律掌握清楚,這樣才能保證化學實驗的正常進行.教師可引導學生在實驗前作好預習,清楚了解實驗的基本步驟,以防學生在實驗中操作不當引起危險.需要注意的是,為了培養學生的學習能力,教師應在實驗前給學生設計一些開放性的題目,引導學生在實驗時帶著這些問題進行思考,幫助學生加深實驗印象,有利于開發學生的智力.在實驗前,教師應幫助學生明確實驗目的和操作步驟,這是培養學生化學實驗能力的前提和基礎.
2.在實驗中培養學生的實驗能力
在化學實驗教學過程中,教師須有明確的教學要求.在實驗操作中要做到以下幾點:
(1)教師演示實驗
在學生獨立實驗之前,教師應通過演示實驗培養學生的觀察和分析能力,從而鞏固基礎知識.在實驗演示時,教師要注意做到步驟清楚、規范操作.
例如,做“過濾”實驗時,需要注意:A.防止傾倒的液體擊穿濾紙,要用玻璃棒引流;B.防止液體從漏斗壁和濾紙之間的縫隙流下,液體應低于濾紙邊緣;C.要注意不讓濾液濺出;D.要禁止玻璃棒在漏斗內攪拌.這些都要教師仔細操作并說明.
另外,在演示實驗時,教師應配以科學嚴謹的說明,因為化學學習比較抽象,很多學生對化學材料分不清楚,對化學概念不理解,演示的說明會幫助學生理解實驗步驟,了解實驗的重、難點.
因此,教師規范的演示實驗和科學嚴謹的說明,可幫助學生更為直觀地理解實驗,促使學生掌握實驗器材和化學材料.
(2)教師指導學生實驗
首先,在演示實驗后,教師應引導學生進行實驗并作好實驗記錄.
例如,在做“過濾”實驗時,教師應指導學生掌握“一貼、二低、三靠”.一貼指濾紙緊貼漏斗內壁,不留氣泡;二低指濾紙邊緣低于漏斗邊緣,液體邊緣低于濾紙邊緣;三靠指玻璃棒斜靠三層濾紙處,液體傾倒時,燒杯口緊靠玻璃棒,漏斗末端緊靠燒杯內壁.教師要指導學生在實驗中掌握這些要領.
其次,在實驗中,教師可以適當地給學生提出問題,讓學生積極思考,并把思考和實驗結合起來,實驗后反映在實驗報告中.在化學教學中,教師可以讓學生針對教師提出的問題自己設計實驗.
例如,在做“粗鹽的提純”實驗時,教師可以指導學生自己設計實驗步驟,并操作粗鹽的溶解、過濾和蒸發.這樣,可以培養學生的創新能力,激發學生學習化學的興趣,拓寬學生學習化學知識的視野,變學生的被動模仿為學生的獨立創新.
最后,在實驗中,學生應及時作好實驗記錄以備整理實驗報告,實驗記錄應包括實驗的題目、實驗的目的、實驗的日期、實驗的器材、實驗所需要的化學材料以及實驗的操作步驟和實驗現象、實驗數據等.學生應嚴格地按照實驗記錄整理實驗報告,培養學生嚴謹的實驗態度.
3.實驗后的總結
實驗報告是化學實驗的一部分,可以幫助學生清楚地記錄實驗內容和步驟,幫助學生分析實驗,培養學生的化學實驗能力.在實驗后,教師應引導學生作好實驗總結,并讓學生重視實驗報告.在撰寫實驗報告時,教師應講解哪些要寫、哪些不寫,嚴格規范實驗報告,培養學生嚴謹的科學態度.
1.試題結構分析:(1)從實驗考題的結構上看,卷Ⅱ中主要是以一個實驗題目為主進行發散考核,少數實驗考試題會出現基本理論或元素化合物等知識點的考核。(2)從命題形式上看,傳統實驗題和新型實驗題并存,不局限于課本中的實驗,注重對學生實驗思維和實驗能力的考查,定性與定量相結合,探究性實驗與開放性試題相結合,特別注重探究性實驗的考核。(3)從試題的內容上看,主要是考查高中化學實驗的雙基知識,試題的難度系數相對較低,突出體現低碳、環保知識。通常考查三大原理,即反應、裝置、操作,這三個原理是基礎。評價設計是重點,實驗設計要求原理最科學、方法最簡單、操作最方便、現象最明顯、誤差要最小、結果最理想、成本要經濟、安全加環保。
2.命題角度與特點:(1)考操作、考細節、考表述。考查學生對專用術語、實驗技術的掌握程度和語言表達能力。(2)理論聯系實際,現象和理論相互推斷是一個趨勢。考查學生的觀察能力和分析推理能力。(3)試題涉及完成實驗的全過程。這就要求教師在實驗復習時,對學生進行嚴格的實驗報告制度。一份完整的實驗報告應該包括:實驗目的、實驗用品、實驗步驟、相關計算、問題討論。考查考生對實驗結果進行解釋和分析的能力。
3.高考對化學實驗題目的要求:(1)對開放性的實驗進行自主設計或改進。包括實驗原理的設計、實驗器材的選擇、實驗方案的設計等。(2)掌握化學實驗所要控制的條件以及控制的具體方法。(3)如何對實驗數據進行合理分析和科學處理。(4)能夠畫出實驗操作的裝置圖和特殊儀器的使用方法簡圖等。
二、新課改下化學實驗復習的幾點建議及應對策略
(一)在高中化學實驗的復習過程中,加強對化學實驗的雙基的復習,通過雙基進行發散訓練,提高應用技能
按照學科考試說明的要求,化學實驗復習時應加強對化學實驗雙基的復習,加強對元素化合物等知識的復習,加強成分鑒定、實驗的基本操作、設備的選擇、組裝、調試、生成物質的鑒定、實驗現象的處理、數據的計算等一系列基礎知識的復習。通過復習,讓學生掌握相關的知識信息,提高學生的運用能力。
(二)重視發揮教材中典型化學實驗的引領作用,突出學科特色,注重化學實驗知識的遷移與方法的創新
新課程標準下的高考實驗題目主要以典型實驗為考核對象,但高考試卷基本不會出現原版的試題,都是經過對試題的拓展、知識的遷移或者深化,用以考查學生對知識的發散能力和應用能力,提高學生的實踐技能,落實新課程理念下的教學目標。因此,我們在化學實驗專題復習時應做到:
1.掌握經典實驗的原理、使用的儀器、儀器的安裝、實驗的步驟、記錄實驗現象和采集數據;
2.要注意做到邊做邊思,為什么這樣操作?操作步驟的順序怎樣?否則會出現什么后果?除了這樣操作還可以怎樣做?
3.掌握經典實驗中的方程式和實驗計算題的題型,能夠對經典題型進行拓展延伸,進行思維發散等。
4.在進行高中化學實驗復習時還應該注意做到:某一實驗器材的多種用法,一類裝置的多樣用途,多類裝置的同一用法,出現實驗結果的多種原因,處理數據的方法等。在這一訓練中培養學生的橫向思維能力和創新能力,更好地實現化學思維的遷移,挖掘學生的潛力。
(三)復習過程中應注意的幾個原則
關鍵詞:物理化學實驗;半開放實驗;教學改革
1物理化學實驗課堂教學現狀
1.1教學方法單一
目前我校物理化學的實驗教學模式是讓學生自主預習實驗講義,老師講解實驗原理和實驗步驟,學生做實驗,然后寫實驗報告。在整個過程中,教師花費了很多的時間去講解實驗原理、注意事項和操作步驟,學生沒有時間去思考。整個實驗過程中難以發揮學生的主體作用,導致學生興趣不高,只是機械地按照教師的指導操作一遍,甚至會漏做部分實驗。這種現象導致學生對實驗興趣下降,主動性差,還有部分同學袖手旁觀。最終必然導致動手能力、綜合運用能力以及四大基礎化學基礎知識融會貫通的能力都不理想,在相關化學競賽以及研究生復試時表現能力也差。
1.2儀器數量不足,學生積極性差
目前我校物理化學實驗教學的儀器設備嚴重老化,部分已經損壞,數量不能滿足實驗的需要,只能3-4人1組,甚至4-5人1組,這樣學生動手機會少。做實驗時也是按照實驗講義的步驟或者老師講解的步驟來操作,對實驗現象不主動動腦思考,即使是實驗數據不對都不清楚。實驗中出現問題也不會自己想辦法來解決,而是直接找老師。部分學生只是在一旁觀看動手學生的操作,實驗結束后很多同學共用一組數據,實驗報告也一模一樣,抄襲現象嚴重。所以做完實驗后,學生收效甚微,只是為了完成任務而做實驗,完全體現不了學生在教學中的主體作用,更不用談好的教學效果。
1.3循環實驗造成教學效果不理想
由于受儀器數量的影響,只能采用大循環實驗的方法,即在同一天開設兩個實驗,然后進行輪換。教師要在課堂上輪流對學生講解兩個不同的實驗,學生在做另外一個實驗的時候老師講的實驗原理、基本操作等內容也基本忘記了,造成了時間的浪費。在實驗操作環節中,教師只能為個別學生指導,費時又費力,達不到全面指導學生的效果[2]。學生只能在有限的時間內按照實驗講義或者老師講的步驟去操作,處于被動的學習狀態。對于操作失敗的實驗,受循環實驗的時間限制,也不能再次重復實驗,大大影響了教學效果。顯然傳統的實驗教學模式已不能滿足提高本科教學質量、提高學生的主動性和培養學生創新能力、創新精神的要求,因而建議嘗試半開放的實驗教學法。所謂半開放性的實驗教學方法是指實驗課上老師只指出實驗的名稱,準備好與本實驗相關的儀器和實驗藥品等。而學生通過學習講義和實驗教材,搞懂實驗目的、實驗原理、實驗步驟和注意事項等內容。在實驗操作過程中,教師只負責監督實驗過程(實驗安全和正確的實驗步驟等)、解答學生在實驗操作中遇到的實際問題。實驗室僅在規定時間段向學生開放,學生可以根據自己對實驗的預習情況來安排實驗時間。對于實驗操作不成功或者實驗數據不滿意的學生,實驗時間可以延長。半開放實驗教學是一種全新的教學模式,與傳統的實驗教學模式有著根本的不同。
2物理化學實驗半開放教學方法
2.1建立合理的選課制度
半開放教學模式完全不同于傳統教學的實驗項目和實驗時間固定的情況,教師以4-5個實驗為一個周期進行輪換。每周選取6-8個時間段(每個時間段為3個課時)為選課學生開放實驗。學生可以根據自己的時間安排和對實驗的預習情況,選擇恰當的實驗時間。教師還要建立實驗的“網上預約及管理系統”,系統列出開放的時間、實驗項目以及人數。教師可以很方便的查到哪些學生在哪個時間段選做了哪個實驗。這樣的模式既完成了教學計劃,又鼓勵學生培養了自主學習的能力,并節約了成本。學生在完成必修的實驗學時的前提下,根據自己的興趣選擇更多的實驗內容,有利于開拓學生的視野和對科研的興趣。
2.2建立全面的實驗內容體系
物理化學實驗不僅要讓學生掌握實驗基本操作技能,還要培養創新能力和綜合素質[3]。而物理化學實驗包括基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個體系,對不同的體系要采取不同的教學模式。
2.2.1基礎實驗
物理化學實驗中的許多儀器和實驗方法對大多數學生來說是完全陌生的,如阿貝折光儀的使用、電導率儀的使用、溫度測量與控制技術以及誤差分析和數據處理等。基礎實驗可以訓練學生在無機化學實驗和分析化學實驗中學到的基本技能,并加深學生對物理化學基本理論知識的理解。我校開設的實驗有無水乙醇飽和蒸汽壓的測定、液體表面張力的測定、環己烷-異丙醇氣液平衡相圖的繪制、蔗糖水解反應速率常數的測定等。
2.2.2綜合性實驗
綜合性實驗是基礎實驗的提升,它一般涉及兩個以上的知識點,要分步實施并將各個實驗環節有機地結合在一起,鍛煉學生的實驗技能和思考能力。綜合性實驗側重于培養學生對各個學科所學知識綜合運用的能力,使學生能做到融會貫通。目前開設的實驗有電導率法測定乙酸乙酯皂化反應速率常數、電池電動勢測定的應用、二組分金屬相圖的繪制、液相反應平衡常數的測定,希托夫法測定離子遷移數等。
2.2.3設計性實驗
要求學生查閱相關書籍和文獻資料,設計合理的實驗方案,自主選擇實驗儀器和試劑,獨自完成實驗操作,觀察實驗現象并記錄實驗數據,最后撰寫實驗報告。為避免學生設計出不切實際的方案,教師要給學生提供研究方向,并將實驗室提供的儀器予以說明。通過親身體會實驗過程,學生可以深刻體會到科學實驗的嚴謹性以及理論與實際結合的重要性。開設的實驗有:電導的測定及其應用、液體燃燒焓的測定、表面活性劑對蔗糖二級反應速率的影響等。
2.3注重學生的實驗預習
教師做好預備實驗,系統全面地理解實驗內容和相關的知識背景,熟練掌握儀器設備的使用方法和一般性故障排除方法[4]。學生必須在實驗前認真學習實驗講義、查閱與本次實驗相關的原理,并認真寫好預習報告。教師要認真設計教案,注意授課的邏輯性、表達的準確性和科學性,并在上課前采取抽查提問的方式檢查學生對實驗的預習情況,預習情況不合格的學生不能做實驗,否則學生做實驗也是稀里糊涂,達不到預期目的。
2.4注重數據記錄和實驗操作
實驗教學的根本目的是培養學生的實驗操作能力和嚴謹的科學態度。物理化學實驗基本操作除了無機化學實驗和分析化學實驗的基本操作外,主要涉及到各種儀器設備的使用,如旋光儀、紫外-可見分光光度計、電導率儀、阿貝折射儀等儀器的使用。教師要嚴格要求學生規范操作儀器,糾正錯誤操作。要求學生認真記錄實驗數據和實驗現象,實驗結束時,教師認真檢查實驗數據的準確性并簽字確認。對有拼湊實驗數據和弄虛作假的學生,責令其重做實驗,培養學生實事求是的精神和嚴謹的科學態度。
2.5提高學生撰寫實驗報告的能力
寫好物理化學實驗報告,學生要在課前預習實驗的相關理論知識、基本內容以及實驗過程。通過書寫實驗報告使得學生重視實驗操作的過程,并讓學生對所學知識加以鞏固[5]。數據處理采用繪圖法、列表法和計算法等,讓學生學會用Excel和Origin等計算機軟件進行數據處理。通過對實驗數據的處理和分析,能找到數據誤差產生的原因并找到消除方法。最后要求學生總結實驗心得體會,對實驗現象的解釋和分析以及影響實驗結果的原因。這樣能讓學生更好地掌握實驗的知識點,提高學生分析解決問題的能力,激發學習的興趣。
關鍵詞:科學性;安全性;可行性;簡約性;經濟性;綠色化學
一、化學實驗方案的設計
(一)化學實驗方案設計的基本要求
1.科學性:在設計實驗前一定要有足夠充分的理論依據,每一個裝置、每一個步驟都要有足夠的理論支持,使我們的實驗設計具有科學性。
2.安全性:實驗設計要避免危險性實驗,設計時要考慮到實驗的安全系數,避免使用危險性較大的裝置和有毒的藥品。如不可避免涉及到有毒藥品時,要提前考慮到保護人身安全的方案。
3.可行性:設計實驗時,要從現有設備、藥品的基礎上著手設計,保證實驗的可行性。
4.簡約性:實驗方案應遵循簡約的原則,裝置盡量簡單。同時,實驗中使用的藥品要盡量使用經濟實用的藥品。在使用過程中要提前做好精確的藥量計算,保證藥品不浪費。同時也保證實驗效果。
5.經濟性:設計實驗時,要充分考慮器材、藥品的價格,在保證實驗效果的前提下,盡量選用經濟實惠的藥品和器材。
(二)化學實驗方案設計的基本內容
化學實驗設計前一定要充分了解與實驗相關的基本內容,提高設計實驗的準確性及設計效率。實驗方案設計主要包括以下幾方面內容。
1.實驗名稱,保證別人看到名稱能夠大概了解實驗內容。
2.實驗現象,即實驗過程中要驗證的內容,也就是我們的實驗目的。
3.在實驗過程中涉及到的基本原理,包括反應原理、裝置原理等。
4.實驗中運用到的具體器材、藥品等。
5.實驗過程中,實驗裝置的具體安排,藥品的添加以及其他具體的操作步驟。
6.對實驗中容易出現錯誤或安全隱患的地方加以標注警示。
7.詳細記錄實驗過程中現象出現時間以及實驗的最終結果。
8.實驗完成后對實驗的總結反思。
(三)化學實驗方案設計的注意事項
1.藥品和儀器是需要補充還是在限定范圍內選擇。若藥品和儀器只部分給出,則應作出必要的補充,若限制范圍,則應進行篩選和淘汰。
2.條件有無特殊要求。如采用最簡單或最合理的實驗步驟,這些要求對我們考慮反應原理、選擇藥品和裝置、確定操作步驟都作了限定,必須高度重視。
3.實驗過程中的隱蔽性操作。如某些必要的干燥、除雜、冷凝等,這些都是實驗中必不可少的,但容易被忽略。
4.儀器、藥品的描述。有些題目要求指出藥品的名稱,一定要指出試劑的全稱,如:硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外也應該注意某些儀器的規格。
5.會畫簡單的實驗裝置圖。考綱要求能夠繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖,有時要求繪制實物圖,有時則按要求畫出簡筆畫。
6.其他注意事項。如冷凝回流的問題;冷卻問題;防止倒吸問題;具有特殊作用的實驗改進裝置,如為使分液漏斗中的液體能順利流出,用橡皮管連通裝置;為防止氣體從長頸漏斗中逸出,可在發生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。
二、化學實驗方案的評價
化學實驗設計中非常重要的一步就是方案的自我評價。我們要從實驗的實際操作情況入手,評價實驗的嚴密性、科學性、環保性、安全性等幾個方面。
(一)全面分析實驗設計的可行性
實驗設計的可行性是實驗能否正常開展的前提也是對實驗設計評價的開始。對于實驗的可行性評價,應注重從以下幾點著手。
1.實驗設計是否有足夠的理論支持,是否遵循實驗要求,能否有效得到實驗結果。
2.實驗設計的操作過程是否安全可控,是否合理。
3.實驗步驟是否簡潔方便,是否可以用最少的步驟得到明顯的實驗效果。
4.實驗設計是否涉及安全問題,如有涉及,有沒有合理有效的防范措施。
(二)從“綠色化學”視角對實驗方案做出評價
“綠色化學”要求設計安全的、對環境友好的合成路線,降低化學工業生產過程中對人類健康和環境的危害,減少廢棄物的產生和排放。據此,對化學實驗過程或方案從以下4個方面進行綜合評價。
1.反應原料是否易得、安全、無毒。
2.反應速率是否較快。
3.原料利用率以及合成物質的產率是否較高。
4.合成過程中是否造成環境污染。
(三)化學實驗的評價要符合高考理綜考試的要求
理綜實驗試題的設計無論是客觀題還是主觀題,都把問題編制在特定的材料之中,如何提高得分率是每個考生必須高度重視的問題。在做好實驗知識復習準備之后,還需要有針對性地做一些練習題,練習要以學科內綜合為主,適度進行跨學科綜合訓練,有利于我們形成解題新思路、新角度、新視點和新方法。具體要做到以下。
1.認真讀題審題,讀懂材料在說什么,從中提取有效信息;讀清設問在問什么,搞清設問的特殊指向性,即從什么角度,運用什么知識,切忌沒讀清題意就盲目作答,那只會離題太遠,影響得分。
2.聯系教材,回扣教材,針對問題,反饋教材、發散思維,找準切入知識的角度,一般會涉及多個角度,把這些知識點羅列出來,然后,聯系材料概括作答。
3.精心組織答案,一目了然,答案要序號化、步驟化、要點化,并且字跡要整潔,語言要流暢,這些都是影響得分的因素,都值得注意和參考。
理綜中對實驗的要求是必須緊緊抓住課本,突出重點和主干,又不放過任何一處細小的知識點,還要掌握每一個實驗知識點,每一節與其他章節的聯系,從而構建自己的知識體系網絡,提升自己宏觀駕馭實驗的能力。
三、結語
高中化學實驗教學,是化學教學中的重中之重。我們每一名化學教師都應做好實驗設計以保證實驗教學的有效開展,提高學生的學習效率和學習興趣。同時,教師引導學生學會自己設計實驗。實驗方案設計應注意以下幾點。
1.從教學內容出發,充分分析教學涉及到的知識點,保證實驗的切題性,并選用最能體現教學內容的實驗原理。
2.確定好實驗原理后,選用經濟實惠的藥品和能夠使實驗效果最明顯的顯示出來的實驗裝置。
3.實驗設計好后,要反復驗證實驗的有效性,現象是否能夠呈現,原理運用是否正確,進一步完善實驗。要針對實驗中的裝置、藥品與實驗中涉及到的實驗原理反復驗證,保證實驗能夠順利進行。對實驗中容易出現錯誤的地方,要反復思考。
參考文獻:
1.張芳賢,《新課標下中學化學課堂教學如何引導學生進行實驗》,2008.1
關鍵詞 化學;實驗;動手能力;思維和創新能力
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)13-0146-02
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,它的一些結論是經過了大量的實驗和生活實踐總結出來的,與當前的科學技術也有著密不可分的聯系。隨著我國教育形式的轉型,培養高素質、應用型人才已經成為國家和社會對人才的基本要求,此時培養和鍛煉學生的動手實踐能力是強化技能的前提與基礎。所謂化學學習中的動手能力,是指學生自己動手完成實驗的能力,是一種理論聯系實際,理性轉化為感性認識,或將感性認識提升到理性認識的能力,其主要表現形式往往是看是否能獨立完成驗證性實驗與探索性實驗。而當前的化學教學還只是局限于教師講授,學生死記硬背公式定律,實驗演示很少,即便有實驗課,也基本上是教師做、學生看,達不到化學實驗教學的基本目標,更不用說提高學生的動手能力。由此可見,加強化學實驗教學,提高學生動手能力勢在必行。那么,如何通過加強化學實驗教學提高學生的動手能力呢?
1 教師要充分認識實驗教學,做好實驗,激發學生實驗興趣
教師在進行實驗課之前要充分了解該節實驗課的目的和基本要求,同時對實驗的整個過程有充分的準備,對實驗過程中可能出現的一些問題提前做好備案,以便在進行實驗課講課時做好實驗。教師演示實驗時,注意教導學生多進行觀察和實驗后思考,這樣可以為學生提供感性認識,培養學生的獨立觀察能力和實驗分析能力。因此,教師要精心設計課堂教學實驗,合理安排好每一個實驗,做好充分的實驗準備工作,用嚴謹的科學的實驗態度去影響學生,決不敷衍了事。同時為了激發學生的實驗動手興趣,教師可適當選擇一些趣味實驗,讓學生多動手,設置一些趣味化學問題,把學生帶入精彩的絢麗多姿的化學世界。
如在能量變化教學中不用火柴能不能點燃酒精燈?學生置疑,然后教師用玻璃棒蘸取濃硫酸后再蘸取高錳酸鉀,立即放到酒精燈的燃蕊上,酒精燈點燃,如此一定會激發學生學習化學的興趣,也提高學生的動手能力。在激發學生興趣方面要做到以下幾點。
1)教師要提前讓學生做好預習,培養學生化學實驗準備意識。當前很多學生在參加化學實驗教學時,經常左手拿課本、右手做實驗,這是沒有進行課前預習,不熟悉具體操作程序引起的。這樣不僅容易造成儀器損壞、藥品和時間浪費,還會導致教師對實驗課的效果無法把握,無法掌握學生掌握的程度。提高化學實驗教學的質量,首先要有充分的準備,根據實驗的根本目的和主要內容,幫助學生了解實驗的相關知識,讓學生明確實驗目的,弄清實驗的具體內容、基本原理以及操作步驟,以便學生能獨立完成實驗,養成實驗準備的習慣,提高實驗的效率。
2)開發家庭小實驗,讓學生課后回家自己動手做實驗。教學實踐表明,家庭小實驗的引入使課堂教學延伸至課外,它對激發學習興趣、鞏固知識技能、培養能力、開發智力起到一定作用。家庭小實驗的開發,不僅豐富了學生課余生活,使學生開闊了視野,培養了動手實驗能力和觀察分析能力,而且由于它們與課堂教學內容同步,也對知識的理解和鞏固起到促進作用。
3)開展形式多樣的課外實驗活動。組織化學興趣小組是開展課外活動的很好方式,興趣小組活動除了舉辦擴展課內所學過的知識內容的專題講座外,還可以做化學趣味實驗、制作實驗教具、組織參觀、進行社會調查等多種形式展開。
2 加強學生化學實驗操作和理論知識的有效結合,真正強化學生的動手能力
毋庸置疑,化學實驗的操作離不開化學理論的指導,因此,化學教師在開展和進行化學實驗教學時,必須時刻以化學理論知識為基礎。同時,化學實驗是培養學生獨立思考、周密地進行觀察和探究的好機會,理應大力加強。教師要適時更新化學教學理念,改變傳統化學教育重理論知識傳授、輕實踐能力培養的傾向,充分認識化學實驗的重要性,嚴格按照課程標準的規定,開足開好所有學生分組實驗課,充分做好儀器的準備工作,積極創造條件,讓學生人人都能動手做實驗。要重視實驗中的操作指導:講清實驗目的要求,幫助學生明確操作正確步驟,規范操作動作,加強巡視,發現問題及時糾正,指導學生掌握各種觀察方法,提高觀察能力。通過加強學生實驗教學,學生的觀察能力、探究能力將會大大提高。
再次,化學教師要重視“實驗育人,事實勝于雄辯”的觀點。教書育人是教師的天職,那么可以說實驗育人是化學教師的職責。進行化學實驗教學工作時,化學教師要自覺地將必要的思想教育滲透到每個實驗環節中,以自己嚴謹、務實的科學作風潛移默化地影響學生。因此,教師的演示實驗非常重要,當教師給學生演示實驗時,不管是儀器安裝的順序,還是試劑的取用方法,都必須規范動作、有章可循,給學生留下一個良好的印象,真正起到示范作用,逐步培養學生運用實驗來發現問題與解決問題的能力。此外,在實驗的過程中,教師還要當好幫扶者的角色,鼓勵學生認真觀察實驗現象,引導分析產生這些現象的原因、變化的實質、為什么這樣操作以及用它能解決何種問題等,從而讓學生能夠自發地形成一種觀念:化學實驗動手能力的培養是一件非常認真嚴肅的事情,不能有一丁點兒的馬虎,必須堅持求真務實的科學實驗態度,采用科學方法,否則將難以獲得準確的結論,實驗動手能力的強化也會流于形式,成為一紙空文。
3 建立合理的適合學生的化學實驗成績考核體系,鞏固學生的動手能力
科學地公平公正地對學生的操作實驗進行考核,是化學實驗教學的基本要求,是促使學生重視化學實驗課程、端正實驗態度、認真學習化學實驗的有效手段。可以通過4個方面實現對學生化學實驗課程的考核:1)從學生的預習報告、實驗課堂的討論與提問以及最后的實驗報告考核學生對實驗基礎知識以及基本原理的理解與掌握情況;2)通過觀察學生的實驗過程考核對實驗基本技能和實驗方法的掌握與熟練程度;3)通過實驗現象和原始數據的記錄情況、實驗結果的準確度和精密度以及實驗報告的質量等考核對實驗結果的處理情況;4)通過在整個實驗過程和實驗報告中所表現出來的觀察問題、分析問題和創造性解決問題的能力來考核學生的思維和創新能力的水平。
4 結語
總之,通過化學實驗教學加強學生的動手能力是化學教學的一個必然要求,也是化學教育發展的一個必然結果,是培養應用型人才的有效途徑。強化化學實驗教學,提高學生動手能力,需要化學教師不斷探索和實踐。
參考文獻
[1]趙功寶.如何利用化學實驗提高學生動手能力[J].現代企業教育,2007(7X):2.
【關鍵詞】高中化學 實驗教學 探究實驗
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)01-0244-01
《全日制普通高級中學化學化學課程標準》理論與實踐已隨著新課程的推廣深入全國各大中學。《課程標準》把培養具有高素質的現代化人才作為教育教學目標,這給新時代的高中化學教學賦予了新的教育內涵。高中化學教學已經不單單只是傳授學生基礎的理論知識與基本技能,學生探索精神探究精神的培養是人才培養的關鍵,所以實驗教學的發展愈發注重探究與實踐,本文就如何在高中化學實驗課程開展探究式教學展開討論。
一、探究式實驗教學的準備階段
高中新課標對化學實驗課程做了相關要求闡述,倡導以化學實驗為主的探究活動,讓學生參與其中,強化其探究意識,培養創新與實踐能力。開展成功的化學實驗教學,教師做好必要的準備工作是必不可少的,比如創設引入實驗的情境,提出與實驗課程相關的實驗問題,這樣才能喚起學生對探究式化學實驗的興趣。
1、巧妙創設實驗情境,合理提出實驗問題
實驗情境的創設本質是設置實驗背景,目的是通過一個日常可見的案例或者提出一個淺顯卻能切入實驗主題的問題激發學生的實驗興趣、學習積極性,以此讓學生能夠自主的參與到實驗的課程中來,而后對化學現象后的本質的探索研究,最終達到實驗教學的目的。比如在做鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時,學生對燃燒的鐵絲產生了濃厚的興趣,甚至很多學生在實驗材料面前躍躍欲試,教師適時提出問題:是什么氣體能讓鐵絲都能燃燒,并且燃燒的如此劇烈呢?此情境的創設與問題的提出,就是探究式實驗課程開展的第一步。
2、結合教材實際,制定實驗方案
結合教材實際就是進行知識準備,知識準備的主體包括學生同樣包括組織學生進行實驗的教師。理論基礎是探究式實驗得以開展的保障。新課程標準下的探究式實驗確立以教師為主導,學生為主體的教學地位,就是為了能夠在日常實驗課程教學中,將學生的探究創新精神發揮到極致。在高中化學理論課程中,涉及物質的性質與變化、物質的組成與結構、化學反應規律與原理等重要實驗教學。教師在設計實驗方案時,要啟發學生掌握實驗的基本思路,對實驗的原理、步驟形成系統性、結構性的認識。教師也要關注本階段學生的學習要求,以階段性知識為主,設計相關探究實驗,強化本階段的理論知識。
3、優化實驗環境,儀器用品得當
探究式實驗講究學生的自主動手能力,中國人口基數大,學生人數眾多,師資與教學資源短缺,實驗教學更是很難惠及到每一個學生,儀器用品等硬件設備的優良與數量的齊全是一堂實驗課程成功開展的保證。在開展探究式實驗之前,教師務必要通過理論教學將儀器與藥品的正確使用方法傳授給學生,化學實驗主要以藥品實驗為主,學生的安全正規的實驗操作是對其人生安全的保證。
二、探究式實驗教學的進行階段
化學實驗是高中化學實驗課程的有效組成成分。為了全面普及素質教育,培養高素質人才。化學實驗課程的開展是保證學生自主創新能力、探究式學習能力培養的基礎。實驗課程的進行階段是化學實驗教學的核心。
1、認清實驗理論本質,先觀察,后動手
化學探究實驗,學生的主體地位不容忽視,所以在化學實驗教學中讓學生參與其中是必不可少的。在實驗進行的開始階段,教師要正確引導學生,講明此次實驗的基本步驟,實驗要點,注意事項等,先讓學生以觀察為主,弄清實驗本質后,再將學生分成各個小組進行下一步的具體實驗操作。
2、深入淺出進行實驗,理論與實踐融會貫通
高中化學實驗的組成包括化學實驗的基本操作、物質制備與合成、物質的分離提純等。實驗的基礎性教學較強,教師進行深入淺出式的實驗課程可以讓學生更能領悟實驗課程所要表達的能力教學目標。在實驗過程中,培養學生規范化操作,養成良好的實驗習慣。化學實驗是學生鞏固化學理論知識的主要形式,理論與實驗教學結合教學能有效培養學生的自主探究精神。
3、實驗合作進行,提高效率
強調分組實驗教學的目的就是為了能夠讓學生學會與組員進行交流合作,從而能夠更好的完成試驗任務,讓因人為因素產生的實驗誤差降到最低。合作交流不僅僅是將實驗任務分攤到團隊來完成那么簡單,學生與學生之間的合作的同時進行的知識交流、思維交流能夠最大范圍的將學生個體之間的優勢發揮到最大,更是有效的一種資源整合。探究式實驗中,學生的團隊意識與團隊能力的培養也是至關重要的。
三、探究式實驗教學的總結交流階段
一個成功的探究實驗的完成,不僅只是引導學生完成一堂實驗課那么簡單。課堂實驗只是探究實驗的一個主要組成部分,最重要的是進行課后的總結與交流。總結與交流可以使分散的探究知識變得條理化、系統化。
1、把握探究實驗內容總結,將知識化零為整
知識的獲取是一個看似簡單卻又復雜的過程。探究性實驗的實質,就是將零碎的知識整合后上升為理論高度。學生更深度的理解化學概念、化學解析式、化學方法等教材內容,并將實驗總結的知識內化為一種能力。這種探究式的學習過程與方法是提升學生自主學習能力的有效教學手段。
2、多種交流總結形式相結合,深度挖掘實驗知識
就開展的實驗總結形式而言,同樣是可以多種角度、多主體進行交流。比如在探究式實驗后,教師可以有目的的向學生提出實驗相關問題,引導學生課后自主討論后得出結果,也可以讓學生與第三方教學設備互動,比如在課堂上播放多媒體、在互聯網上查閱相關資料與文獻,豐富課后知識。
四、高中探究式實驗教學的開展是新課程改革的必然趨勢
綜合以上筆者的觀點與理論,高中化學實驗教學中,探究式實驗教學的關鍵點在于以"教師為主導,學生為主導"的自主學習,并且學生運用化學理論知識才能進行探究式實驗。探究式實驗教學為高中化學教學提供了教學思路,此教育模式可大力發展學生探究思維能力、學科創新能力。在探究式實驗的設計方面,教師要結合教學與學生實際進行實驗課程的設計,真正做到提高學生探究學習興趣的同時,讓學生學會掌握與解決問題的方法。
參考文獻:
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關鍵詞:初中化學;微型實驗;探索;實踐
很多化學理論都是在化學實驗中得到驗證并深化理解的。針對課程標準的要求,積極利用微型化學實驗培養學生的實踐能力和創造能力以及樹立節約資源和保護環境意識。在實驗設計、實驗操作、儀器保護清洗、實驗廢物回收等方面進行正確引導,增加學生動手的機會,引導學生從實際生活出發學習化學。
一、微型實驗的含義
新時期的學科教學,要注重轉變傳統教學模式,更多地關心學生的個性需求和身心發展特點。傳統的以教師演示實驗的模式已經落后,無法滿足新課程和學生的需求。微型化學實驗的核心就是以盡量少的化學試劑來獲取理論信息的實驗方法和技術。所以,微型實驗既方便,安全且無污染,又培養了學生的資源節約、環境保護意識、動手能力和創新意識。
二、初中化學微型實驗的優缺點
1.優點
化學實驗課中采用了微型實驗,根據實踐經驗可以總結出以下優點:(1)它所需的化學試劑較少而實驗效果明顯,經濟簡單易操作。而且微型化學實驗主要以塑料微型儀器實驗箱為主,攜帶方便、經濟實惠、安全且功能多,每個學生都可以配置;(2)可以進行集體化學實驗操作,微型實驗可以讓大部分學生有動手實驗的機會,并且通過互相探討、設計、合作,激發學生的主觀能動性和創新意識;(3)它可以有效地降低實驗室空氣和水污染,減少環境污染和資源浪費,有利于保護師生的身體健康。
2.缺點
(1)微型化學在實際操作中通常會忽略基本操作的規范性;(2)鑒于實驗儀器較小而試劑較少導致的實驗效果不明顯現象;(3)受制于塑料儀器不能夠進行高溫及加熱,所以有些微型實驗做不了;(4)一些微型實驗效果持續時間短,易失敗;(5)教師或管理員的工作量增加,需提前準備,且要考慮的東西也增加;(6)學生對理論知識和實驗操作規范的掌握程度不同,導致實際操作中很多學生的實驗效果不理想或完不成任務,而且也加重了教師維護課堂紀律的時間和工作量。
三、初中化學微型實驗的實踐
1.交代實驗室基本操作規范和實驗操作步驟
微型實驗可以使每個學生都有動手操作的機會,所以要教導學生正確的實驗室基本操作規范和基本的實驗步驟,這樣學生在實際操作中就不會手忙腳亂而破壞儀器或污染實驗室。對實驗室安全和洗滌、用水、廢液回收、教室通風、節約資源等方面也要提前教與學生掌握清楚。這是微型實驗教學順利開展的重要前提條件,否則達不到理想的教學目的。
2.創設實驗情境
化學實驗都是跟生活實際分不開的,學生通過化學實驗才逐漸明白了生活中的很多現象,教師要根據學生身心特點和生活情況積極創設情境,引起學生的興趣。例如,在“NaOH與CO2反應的探究”中學生已經知道,向澄清的石灰水中通入CO2氣體,澄清的石灰水變渾濁。NaOH能與CO2反應嗎?學生設計實驗方案并驗證。教師通過創設這樣的問題情境,使學生處于急切想要解決疑難問題的心理情境中,從而讓學生親臨其境的感受到化學實驗的樂趣。
3.家庭小實驗
家庭小實驗也是微型實驗的重要組成部分,教師要善于運用。在家庭中自行設計和操作的實驗一定要簡便且安全。例如,學習了軟硬水知識后,可以讓學生在家里試著把使用時間長而變干的毛巾變軟或是布置學生除去水壺的水垢來了解鹽和酸的性質等,這些易操作的家庭小實驗也以開展微型實驗的方式來提高學生的技能和獨立思維的能力。
4.理論聯系實際
教師在指導學生進行微型實驗操作時,要注意將實驗理論聯系生活實際。例如,對鐵為什么會生銹以及怎么去除鐵銹實驗,在進行實驗之前先讓學生自己去觀察和體會。在學習CO2性質時,可以借助微型實驗來學習,對二氧化碳的收集方法、檢驗、能否供給呼吸和燃燒、用石蕊試劑檢驗變紅等這些性質都可以在課堂微型實驗中進行檢驗,要注重學生個人動手操作和自我體驗。
總之,微型實驗是初中化學根據學生個性需求和學科性質創設的有利于教學目的實現的新型的教學方式,為轉變以往以教師演示實驗的滯后方法,微型實驗可以滿足學生個體所有學生動手操作的需求,并用少量試劑和較少的儀器實現最佳的實驗效果。它對學生的創新精神、動手能力、遵守規范、節約資源和保護環境的意識都有很大的提高。
參考文獻:
[1]鐘樹秋.微型實驗在初中化學教學中的應用[J].教學論壇,2012(10).
關鍵詞:新課改;多媒體;高中化學
1.前言
現代多媒體是一門集文字、聲音、圖像于一體,具有強烈可視性和表現力的科學技術,應用于高中化學的實驗教學中,不僅能為學生演示規范的化學實驗,提高實驗的可視性,提高學生學習的積極性,而且能向學生展示規范的化學實驗過程,提高化學實驗教學的效率[1]。同時在高中化學實驗課堂教學中應用多媒體教學,對培養學生的自主、合作、探究的能力也有重要的意義。
2.高中化學實驗教學的現狀
實驗教學是高中化學課程的基本內容,能夠培養學生的操作能力、觀察能力、發現問題和解決問題的能力。然而實際的教學過程中,由于受到學校實驗教學條件的限制,有一部分的化學實驗并不能起到其應有的作用。例如一些需要觀察氣體產生、顏色變化的實驗,高中化學教師通常會在講臺上演示實驗的整個過程,再進行講解。然而學生由于沒有進行實際操作,對于這些實驗并沒有直觀的感受。而且由于有些化學實驗的反應發生得太快,或者有些學生沒有看清教師的演示過程,對于實驗的現象學生難以觀察到,導致高中化學實驗教學不能取得應有的效果,極大地降低了學生的實驗熱情,影響了化學課堂教學的質量[2]。此外,部分高中化學教師由于自身的專業水平不夠,對于一些化學實驗進行了錯誤的示范,導致學生接受到錯誤的信息,也是影響到高中化學實驗教學質量的重要因素。
3.新課改下多媒體技術突破高中化學實驗教學難點的運用
3.1多媒體技術增強高中化學實驗的直觀性
高中化學實驗的直觀性非常強,然而由于受到條件的限制,學生難以實際操作化學實驗,直觀地觀察到實驗現象。因此,為了增加學生的實驗熱情,達到實驗教學的課堂效果,教師應努力增加實驗的可視性,使學生積極地參與到化學實驗中來。現代多媒體技術可以做到這一點,其投影技術可以將化學實驗的步驟和發生的反應記錄并放大, 并向學生進行直觀的展示。高中化學教師可以利用現代多媒體技術的這一特點將需要演示的化學實驗的具體步驟和反應定格和放大,在實驗教學中利用投影技術展示給學生看,使學生能夠直觀地感受到實驗的效果,幫助學生理解和掌握化學的知識[3]。
例如在水和金屬鈉發生反應的演示實驗中,按照傳統的化學實驗教學模式,教師會在講臺上進行演示,即將金屬鈉和水一起放在大燒杯中,再引導學生觀察其發生的反應。然而金屬鈉和水的反應過程非常快,學生難以捕捉。將多媒體技術應用到高中化學實驗教學后,教師可在實驗教學前先將金屬鈉和水放入方形試管中, 記錄其實驗的過程,定格并且放大實驗的反應現象,在實驗教學時再利用多媒體的投影技術將實驗的過程和反應投影出來,極大地提高了實驗的直觀性,使學生能夠清晰地觀察到實驗的反應,達到實驗教學的目的。
3.2多媒體技術增加高中化學實驗的規范性
高中化學的實驗教學中由于有一部分實驗的操作步驟非常復雜,以及部分化學教師本身的專業水平不夠,教師在進行化學實驗的演示過程中也會出現一些不規范的動作。高中的學生正處在模仿能力極強的階段,一旦他們模仿化學教師的錯誤示范動作,將會影響到化學實驗的結果,而且由于化學實驗具有一定的危險性,錯誤的實驗步驟甚至會威脅到學生的安全,嚴重影響高中化學實驗課堂教學的質量[4]。因此,為了提高化學實驗的規范性,使學生能夠快速掌握實驗的過程,教師可以采用多媒體技術,將演示實驗的規范步驟事先做成PPT,在實驗課堂教學前播放,以使學生快速的掌握實驗的規范步驟,提高實驗教學的課堂效果。
例如,“中和滴定”這一實驗的操作步驟非常繁瑣,包括洗滌,查漏,注液,除氣泡,滴定,調零,讀數等,這就要求教師要能夠明確此實驗的規范步驟,并進行規范的操作演示。而在實際的實驗教學和操作演示的過程中,教師化學教師的演示動作也會有不夠規范的地方,因此,在進行此類實驗的教學時,教師首先應明確此實驗的所有步驟,再利用現代多媒體將“中和滴定”這一實驗的規范操作過程事先制成PPT,并在實驗課堂教學前向學生播放。同時,對此實驗過程中所有的關鍵步驟教師都應利用特寫技術事先標出,并向學生進行重點展示,以加深學生的印象,使學生快速地掌握實驗的規范步驟,并且能夠在以后的學習中注意這些重點展示過的實驗細節。需要注意的是,教師在利用多媒體向學生展示實驗過程的時候,也應遵循實驗步驟的規范性,將實驗過程的每個步驟都清晰地展示出來。同時在播放PPT時不能隨意打斷,以避免破壞實驗的完整性,影響學生思路。此外,在制作PPT的時候,教師應仔細認真地檢查每個實驗步驟,確保實驗的規范性和準確性。
3.3多媒體技術提高學生的觀察能力
在高中化學實驗教學中,對實驗現象的觀察十分重要,因此,教師應明確實驗教學的要求及內容,耐心地引導學生觀察實驗發生的現象,以使學生理解實驗教學的重點和難點,進而理解化學知識。然而高中學生的觀察能力十分有限,再加上部分化學實驗的反應過程十分迅速,學生在對實驗現象進行觀察的過程中容易忽視部分不易察覺和快速消失的實驗現象,使得整個實驗教學過程缺乏整體性和知識性。因此,高中化學教師可采用多媒體技術將這些不易察覺或者快速消失的實驗現象定格下來,并將其放大,耐心地引導學生去觀察這些容易忽視的實驗現象,提高學生的觀察能力,并進一步提高高中化學實驗教學的質量,以達到實驗教學的要求。
例如,將銅和稀硝酸一起放入試管中,觀察其反應的現象。銅和稀硝酸發生反應,會生成一氧化氮,由于一氧化氮是無色的氣體,學生肉眼通常難以觀察到這一現象。而由于一氧化氮容易被空氣中的氧氣所氧化,在氧化后則會產生氣體二氧化氮,二氧化氮的顏色是紅棕色,學生肉眼通常能夠觀察到。而這樣的觀察結果就會使學生忽視生成的氣體一氧化氮,反而將其氧化后產生的紅棕色氣體二氧化氮誤認為是銅和稀硝酸發生反應的結果,從而降低了實驗教學的質量。將現代多媒體技術應用到高中化學實驗教學中,教師就可利用多媒體技術將銅和稀硝酸發生反應生成一氧化氮的瞬間進行定格和放大,以使學生能夠清楚地觀察到這一現象,進而使學生認識到紅棕色的氣體并不是銅和稀硝酸發生反應的結果,提高化學實驗教學的質量。
4.結束語
現代多媒體技術能夠向學生展示化學實驗的整個過程,為學生帶來直觀感受,使學生快速掌握化學實驗的知識及步驟,有利于提高學生參加化學實驗的熱情。然而,高中化學實驗還是應該重視實際的操作過程,因此,教師應將多媒體和實驗教學有機的結合起來,以提高高中化學實驗課堂教學的質量達到高中化學實驗教學的目的和要求,使學生能夠更好地理解化學這門課程,投入到化學知識的學習中來。
參考文獻:
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關鍵詞:有機化學實驗;創新能力;實驗教學
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1671―1580(2014)01―0012―04
創造能力是指“運用一切已知信息開展創造性的活動,產生某種新穎獨特,具有社會價值或個人價值的新產品的能力”。有機化學實驗教學,對提高學生綜合素質,培養學生創新意識和創造能力有重要的意義。
一、傳統有機化學實驗教學中存在的問題
1.教學內容方面的問題
有機化學實驗教學在教學內容上不適應形勢發展的要求,實驗的學術化傾向嚴重。實驗內容脫離學生的生活實際和社會實際,重視實驗的認知性結果,而忽視學生的過程性體驗,實驗內容的設計留給學生主動探究的空間很少,驗證性實驗過多,不利于實驗功能的充分發揮,不利于學生創新能力的培養。
2.教學方法方面的問題
有機化學實驗教學在教學方法上,教學程序大多是先由教師講解實驗目的、實驗原理、操作步驟、實驗成敗關鍵及注意事項等,然后學生機械地進行操作,實驗操作照方抓藥、照本宣科,過分孤立地強調化學實驗操作技能的訓練,使基本操作技能的訓練游離于具體的實驗探究之外。這些做法既枯燥乏味,同時效率也不高,容易造成學生的思維定勢,抑制學生的創新思維,更減弱了學生的化學學習興趣。
3.教學評價方面的問題
有機化學實驗教學在實驗評價上過于強調和看重學生的實驗成績,而忽視學生創新能力等的發展。評價的主體只是教師而不包括學生[1],評價形式單一,主要采取紙筆測驗和實驗操作來評價學生的成績,而紙筆測驗相對占有很大的比重,從而降低了學生化學實驗學習的積極性,阻礙了學生創新意識的發展。
二、調整教學內容,培養學生創造能力
針對傳統有機化學實驗內容存在的主要問題,在實驗教學中要調整實驗教學內容,全面體現以實驗為基礎的化學教學觀。教學內容的選擇要貼近生活、貼近社會,體現綠色化學思想,注重實驗的綜合性和趣味性,培養學生創新能力。
1.刪減、合并驗證性實驗,加大綜合性實驗的比例
以往的一些有機化學實驗存在一定的局限性,過分孤立地訓練學生的基本操作,而不是將實驗與所學習的理論知識相結合,沒有實現學以致用的教學效果[2]。對于某些實驗,學生只是按照教科書上的操作步驟照方抓藥式地做,沒有經過大腦思考這些實驗的相關知識,只是機械地進行操作,更不能體現創新性。鑒于這種情況,我們刪減教學內容中簡單的驗證性實驗,把一部分實驗基本操作和性質實驗融合在物質的制備實驗中,將原來的驗證性實驗變為探索性實驗,相對增加綜合性實驗的比例,例如將蒸餾操作和折光率的測定操作等結合到“環己烯的制備”實驗中。當學生在實驗中遇到問題時,樂于自己動腦思考與探索,學生親自動手實施自己的實驗設計方案,有助于培養學生廣闊和多向的思維方式,誘發出創新動機,并且學生可以從中找出反應迅速、現象明顯易于觀察、操作簡便、綠色化的最佳實驗方案。因此,這種實驗能夠增強學生的獨立思考能力和創新能力。
2.采用連續性實驗,提高學生的環保意識和創新能力
傳統的有機化學實驗教學內容通常是由若干個相互獨立的實驗組成,不利于知識在學生頭腦中的整合,同時有機化學實驗中經常用到一些有毒或者易揮發的有機物,如果處理不當,會產生不利影響。通過串聯相關的實驗內容,把上一個實驗得到的產物作為下一個實驗的反應物,同時增加產物的鑒定這一步驟,形成連續性的多步驟合成實驗[3]。例如,將苯胺和乙酰苯胺的制備編排在一起,可以組合成一個連續合成實驗。為得到目標產物,學生在實驗前必須親自動手查閱文獻,掌握實驗原理,確定合成路線。同時,在實驗過程中,鼓勵學生設計實驗對有害物質及副產物進行處理,在一定程度上加深學生對每個實驗的深入程度,有利于培養學生的創新能力。連續性實驗將“物質的制備物質的分離與提純物質的表征”作為一個有機整體,涉及更加全面的有機化學實驗基本操作,不僅有利于提高學生的綜合實驗技能,而且每步產品能得到循環利用,增強了學生的環保意識。
3.推行微型有機化學實驗
微型化學實驗是指在微型化的裝置中進行的化學實驗,試劑用量比常規實驗要小很多,而且既節約
時間又能減少污染,學生動手機會多,實驗的趣味性強,容易普及[4]。化學實驗應該鼓勵學生利用身邊的材料開發簡易裝置,自己動手驗證設計的微型實驗是否可行,這樣不僅激發了學生的創造精神,而且可以減少資源的浪費。例如乙炔制取與性質的微型實驗裝置見圖1。
圖1中的裝置具有節約原料、安全快速、操作簡便等特點。在教學過程中,應該倡導學生開動腦筋,充分開發和利用社會生活中常用的廉價物品和材料或者廢棄物,制成簡易安全可行的實驗儀器,或用生活中的常用品代替化學藥品,如醋酸、酒精、小蘇打等都可以發揮一定的作用。這樣既有利于解決化學實驗中實驗儀器和藥品等的短缺問題,豐富實驗教學資源,又可以培養學生的環保意識。比如充分利用注射器、點滴瓶等原料開發微型實驗裝置,實現化學實驗的創新。
三、改革教學方法,培養學生創新能力
在傳統的有機化學實驗教學中,教師容易把“教”當作是實驗教學的目的,而忽視了學生的主體作用。學生在實驗課上只是按照教師講的內容和實驗書上寫的詳細步驟,照本宣科地進行實驗,學生在實驗過程中很難有自己創造性的想法。因此要改革教學方法,在教學中以“學為主體,教為主導”為原則,處理好學生的主體作用與教師主導作用之間的關系,才能充分發揮實驗教學的功能。
1.創設問題情景,啟發學生思維
在實驗教學過程中,教師要以啟發式教學為主,創設問題情景,啟發學生思維,做到少講多問,提高學生分析問題、處理問題和收集資料信息的能力。對于重點、難點問題,教師要針對性地展開講解和釋疑。例如在乙酸乙酯的制備實驗中,教師可以創設這樣的問題情景:“大家都知道酯化反應是一個可逆反應,那么該實驗要如何創造條件促使酯化反應盡可能地向生成物方向移動呢?”學生通過思考這個問題,可以對該反應的相關知識有更深刻的認識。教師也可以在實驗前安排學生預習,學生會在預習中自己發現問題,并能嘗試著自己尋找問題的答案。問題情景的創設要緊密聯系學生日常生活實際,有利于啟發學生的思維。有效地創設實驗問題情境,能夠促進學生的學習[5]。
2.提倡實驗討論,培養創新能力
在實驗教學中采用實驗討論的方式, 能夠使學生在激烈的爭論中充分理解實驗原理,掌握實驗操作關鍵及注意事項,并培養學生分析解決實際問題以及表達與交流的能力[6]。例如溴乙烷的制備實驗,讓學生討論實驗有哪些副反應,實驗得到的產物溴乙烷的產率往往不高,分析有幾種可能的影響因素等等。學生在進行討論的過程中可以各抒己見,對實驗就會有不同的見解。教師要針對學生提出的新穎獨特的見解加以解釋并肯定學生的積極動腦,鼓勵學生創新思維。
3.采取互動式教學方法,讓學生參與講課
以往的有機化學實驗教學過程通常是教師在學生做實驗前先詳細地給學生講解實驗原理、實驗步驟和實驗成功的關鍵等,然后學生按照教材和教師所講照本宣科地進行實驗操作[7],甚至匆忙完成、敷衍了事。為了改變“教師講,學生聽”的灌輸式教學現象,可以采取互動式教學方法,每章都留出2至3個學時,讓學生親自參與講課,講課內容可以是教師指定的內容,也可以是學生來選擇與有機化學實驗相關的自己感興趣的知識進行講解。為了更好地完成自己要講的內容,學生可以用課余時間利用各種方式收集資料和事實。在講課結束之后,老師與同學可以隨機提出問題,其他學生可以補充并幫助回答問題。這種互動式教學方法給了學生更廣闊的思考空間,由原來被動接受式轉變為主動發現式的學習方式,提高了學生獨立發現和解決實際問題以及探索創新的能力。例如,從茶葉中提取咖啡因的實驗,參與講課的學生除了細致講解實驗書中所寫的實驗原理、實驗方法和實驗步驟等[8],還通過查閱資料和小組討論了解了索氏提取器及從茶葉中提取咖啡因的其他方法。其他同學在聽講過程中也更加積極主動,對一些實驗步驟提出改進意見。可見,培養學生的創新能力,首先要調動學生學習的積極性和主動性,激發學生對實驗的熱情,這樣才能發揮出學生的創新型思維。
4.每個學生單獨完成實驗,儀器配備齊全
有機化學實驗具有整體性,學生在操作過程中要膽大而心細,化學實驗是動手操作和動腦思考相結合的過程,獨立地完成實驗,對于培養學生科研創新能力具有重要的作用。這種形式雖然相對小組合作形式浪費時間,但是每個學生單獨進行實驗,使學生都能親自動手操作,選擇實驗儀器并安裝好復雜的實驗裝置,避免了小組合作中通常出現的相互依賴、互等互靠的現象。學生的主動性會明顯提高,在實驗過程中不依賴他人,并能認真觀察實驗現象,專注于實驗操作,對裝置不足之處提出改進意見,這樣有利于培養學生的實驗觀察能力和自主決策能力。同時每名學生安排固定的實驗臺,實驗臺上事先準備好此次實驗所需的實驗儀器、裝置和相關藥品,這樣既可以保證實驗課堂的秩序,也可以節約學生的時間,避免學生因為缺少儀器或藥品而四處尋找的混亂局面,保證學生較快進入實驗狀態,獨立完成實驗操作,積極思考與創新。同時保證一節實驗課的人數適度,如果人數過多,鑒于學校的實驗教學資源有限,就不能保證每個學生單獨完成實驗,也會使課堂秩序混亂;人數相應減少,則有利于教師觀察學生的實驗情況,給以及時指導和準確評價。
5.開展科研立項和競賽等活動,重視實驗室建設
學校或學院可以開展各種大學生創新實驗活動以及科研立項等活動,以這些實驗活動為契機,激發學生學習和研究有機化學實驗的興趣,培養學生的實驗儀器選擇技能、實驗基本操作技能和綜合運用技能。學生要成功地進行科研立項,必須具備良好的實驗能力和實驗素養,并能夠自己查閱文獻,發散思維,獨立思考[9]。學生在創新實驗項目中獲得好的結果則成為他們前進的動力,所以我們在實驗教學中要積極以各種大學生創新活動為契機,課內教學與課外活動相結合,加強對學生在有機化學實驗中創新能力的培養,課內課外形成良好的教學互動,相互促進和補充。同時努力實現實驗室開放制度,實現實驗室建設標準化,管理規范化。學生設計的實驗方案有的需要實驗驗證,卻沒有合適的場所來完成實驗操作,實驗室開放制度可以較好地解決這一問題。需要做實驗的學生可以事先統計好自己要做的實驗,向老師提出申請,學校實驗室則選派一名教師對學生進行適當的指導,讓學生到實驗室選做自己感興趣的實驗,或者是在實驗課上未做成功還存在困惑的化學實驗。增加學生親自動手操作的機會有利于發展學生的個性特長,培養學生的創新能力,同時也提高了實驗室資源的利用率。
6.計算機和多媒體輔助化學實驗教學
一些有機化學實驗具有一定的危險性,或者反應速率過慢,實驗現象不明顯,不適合安排學生實驗,可以運用計算機和多媒體來演示這些實驗。以計算機為代表的信息化資源具有信息量大、智能化、虛擬化等特點,可以反復呈現實驗現象,便于學生觀察。還可以利用化學軟件設置計算機仿真模擬實驗,學生可在計算機前自由操作,進行模擬實驗儀器的選擇、實驗儀器的安裝和拆卸順序等,從而進一步了解實驗原理、實驗用品和實驗裝置圖等,增強了實驗的新鮮感。為了使學生的實驗課前預習和課后復習更加方便,我們可以利用校園網建立完善的有機化學實驗網絡課程平臺,實現教學資源的共享。平臺內容可以涉及有機化學實驗課程的基本情況、電子教案、多媒體課件、參考文獻、網上答疑系統等,既有助于教師備課,也能夠極大地擴展學生的學習空間,培養學生探索和創新能力。
四、完善教學評價體系,合理評價教學過程
有機化學實驗教學功能的有效發揮,學生創新能力的培養,都離不開化學實驗教學評價觀的更新、評價內容的完善以及多樣化的實驗考核方式。實驗成績的評定制度是否合理會直接影響到學生對實驗課程學習的態度,如果實驗評價體系不夠完善,學生也就不會對實驗課加以重視。合理的實驗成績評價體系可以充分調動學生學習的主動性和積極性,培養學生的綜合素養和創新能力。
1.倡導新的有機化學實驗教學評價觀
傳統的實驗課的成績評價通常是以學生的預習報告和實驗報告為依據,結合簡單的操作考試和期末實驗筆試成績來評定,其中筆試成績占有較大的比重,這種評價方式不能正確評價學生的真實水平,不利于創新能力的培養。新的有機化學實驗教學評價觀要求建立促進學生全面發展的評價體系,提供多樣化的評價方式,既考查學生有機化學實驗基礎知識的掌握程度,又注重評價學生的實驗探究能力和創新能力,使學生成為實驗的主體。
2.構建開放性的考試內容
有機化學實驗考試不應僅考查學生的基礎知識和基本技能,片面注重實驗結果,而應對學生進行綜合全面的考核與評價,更多地關注學生科學素養的主動全面發展,注重學生在實驗過程中所運用的方法,以及所體現的情感態度和價值觀,注重對學生的實驗考核做出形成性的評價,而不僅僅是總結性評價。考試內容包括預習、課上回答問題情況、實驗報告、設計實驗方案、實驗操作考試等,增加創新元素在總成績中的比例。把單純的知識考試變成知識、技能、方法、態度和價值觀的全面考查,設計開放性的考試內容,學生可以按照自己的觀點和想法做出新穎獨特的解答,重視學生的個性差異和科學素養基礎,鼓勵學生的創新性回答。
3.實施多樣化的考核方式
有機化學實驗課程的最終成績分為三部分,包括平時成績(30%)、設計性實驗成績(30%)和期末筆試成績(40%),使學生在化學實驗過程中有創新的機會[10]。
平時成績根據實驗預習、課內討論、實驗操作的認真程度以及實驗報告的內容和質量來評定,占總成績的30%。要求學生的實驗報告中體現創新因素,即能對實驗現象及實驗失敗的原因發表自己的新見解,解釋合理可行則給高分。
設計性實驗成績占總成績的30%。對設計性實驗的考核,主要從文獻查閱、實驗方案設計、實驗操作、數據處理和實驗結果分析等方面進行考查,對別出心裁和新穎獨特的實驗方案進行適當加分,以鼓勵學生能夠積極思考和創新。教師可以在課程結束前3周給出設計性實驗的題目,要求學生利用課外時間運用多種手段查閱資料和搜集信息,進行實驗方案的設計等工作,然后統一在規定的時間里獨立完成自己的實驗設計,教師對每位學生的實驗操作及完成情況進行評分。通過設計性實驗的考核,學生會更加注重有機化學實驗課程的每一個環節,激發學生對有機化學實驗學習的熱情和動手操作能力。
期末筆試成績主要考核有機化學實驗的一些基礎知識,實驗成功的關鍵和注意事項,常見化學藥品和化學儀器的性質、規格和使用條件,一些重要有機化學實驗的操作原理及裝置圖以及實驗中的思考題等。可以在筆試題目中設置開放性試題,啟發學生創新思維。
五、小結
合理的有機化學實驗教學系統可以有效地培養學生的創新能力,要把學生作為實驗教學過程中的主體,充分發揮學生的創新能力,在教學內容、教學方法和教學評價方面深化改革,著眼于學生創新能力的培養。
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