前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的化學實驗教學案例主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:無機化學實驗室;實驗室安全管理;教學改革
中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1001-9677(2015)024-0219-02
無機化學實驗是學生從中學步人大學后所接觸的第一門實驗課,在整個化學教學中占有舉足輕重的地位,該課程對于培養學生的實驗操作能力,提高學生的觀察能力、獨立思考、分析問題、解決問題的能力,激發學生的創新意識,啟發學生的科學思維方法,使學生養成嚴謹的科學態度和良好的實驗素質等方面起著非常重要的作用。然而,當前部分高校無機化學實驗室的安全管理相對滯后,存在著安全問題,實驗教學中存在一些共同性問題,嚴重制約著無機化學實驗人才培養目標的實現。
實驗室安全管理方面存在著:(1)實驗準備階段粗略化、大量化,易造成實驗過程中試劑用量加大、有機溶劑大量揮發等問題;(2)實驗臺藥品架上化學試劑擺放混亂,存在安全風險;(3)實驗教學過程中監管不夠,部分學生將實驗過程中產生的廢液隨意傾倒在下水道,固體廢棄物隨便丟棄在垃圾桶里,有些同學甚至將試劑、制備的產品等帶出實驗室,存在著安全問題。教學過程中存在著:(1)教學模式和教學方法單一實驗課堂以教師講授為主,實驗步驟、實驗現象、實驗中會出現的問題等都給學生講到,無法激發學生的創新意識、探索意識;(2)實驗內容過于陳舊實驗內容基本以驗證基礎理論為主,反映不出當前化學學科的最新成就和發展趨勢,缺少綜合性、設計性實驗;(3)實驗課考核方式單一[1]實驗課考核僅重視期末考試成績,忽視了學生平時的表現,不能客觀全面地反映學生的學習情況,不利于提高學生的上課積極性。
1加強無機化學實驗室的安全管理與教學改革
淮陰師范學院一直以來非常重視無機化學實驗在培養創新人才能力方面的重要作用,采取了一些切實可行的措施,加強無機化學實驗室的安全管理與教學改革探討:
1.1實驗室安全管理方面
(1)實驗準備階段精細化、少量化和綠色化。在實驗準備階段,充分考慮實驗中化學試劑的用量,做到精細化、少量化和綠色化,從而在實驗的源頭上節約化學試劑,減少污染。例如,無機化學實驗很多是定性實驗,可以在不影響學生觀察實驗現象的情況下,將藥品的濃度減??;在不影響實驗效果的前提下,將固體實驗藥品的藥勺由大的換成小的,液體藥品裝在滴瓶中,從而可以減少學生的取樣量;一些易揮發、易氧化的試劑可以現場配制,學生用多少配多少,避免浪費。總之,懷著精細化、少量化和綠色化的觀念,多考慮和關注實驗準備階段的細節,更加科學化的準備實驗,以達到減少藥品揮發、浪費,減少對環境污染的目的。
(2)藥品按類別整齊擺放在藥品架上。每次實驗前,實驗準備人員將配好的藥品整齊歸類的擺放在藥品架上,學生用完后,必須將其放回原處,絕不允許學生將實驗藥品帶出實驗室。
(3)規范化處理實驗室“三廢”[2]。首先,對實驗過程中產生的廢物盡可能的加以回收重復利用,不能怕麻煩,如實驗室所用的固體藥品,無論剩余多少,一律回收再用;液體藥品如實驗剩余的酸、堿,可以用大瓶子回收起來。其次,可以通過合理的實驗編排來處理實驗過程中產生的廢物,達到變廢為寶的目的,如銨鹽中氮的測定實驗中標定的氫氧化鈉溶液可以用于滴定操作練習實驗中標定草酸的濃度。最后,對那些不能有效利用的實驗室廢物,進行集中、統一分類處理,盡可能將“三廢”降到最低,可采用化學的處理方法如酸堿中和法、氧化還原法、電解法、沉淀法等來處理,以降低對環境的危害。目前,我校加大資金投入,加強排污建設,建好的廢液處理池完全能滿足實驗廢液的處理要求。
1.2實驗教學改革方面
1.2.1建立以教師為主導,學生為主體的多元化教學方式
教師在授課過程中要注重因材施教,把學生的學習方式從被動變為主動,充分調動學生的學習積極性和主動性,激發學生的學習興趣。例如,采用啟發式教學、翻轉課堂教學等等,學生由聽從和依賴老師轉變為自己思考問題,不僅能激發學生的學習熱情,還能培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。
1.2.2改革實驗教學內容,增加綜合性、設計性的實驗同時融入最新的科研成果
實驗內容的優化整合[5]應該以培養社會所需的創新型人才為目的。以前,無機化學實驗教學內容多為驗證性實驗,大綱中安排的綜合性、設計性實驗較少,學生做驗證性實驗時主動性和創造性得不到發揮,不符合培養創新型人才的要求,難以提高學生的實驗水平和創新能力。因此,我校2013版教學大綱對傳統的無機化學實驗教學內容進行了大幅度優化整合,增加了綜合及設計性實驗的比例,同時,盡量多的采納學科發展前沿及技術含量高的探究性實驗,使學生能夠及時了解學科進展,接觸前沿知識,確保課程內容的先進性和完整性,以滿足新時期創新型人才培養的需要。
1.2.3充分利用現代教學手段,改進教學方法
(1)借助多媒體輔助教學[6],將多媒體、板書以及實驗演示有機結合,全方位、多角度、立體化展示化學實驗,從而激發學生實驗興趣,提高教學效率。比如一些實驗操作(如酸堿滴定、分析天平的使用、原電池裝置等等),可借助多媒體進行教學,讓學生先看視頻,有個直觀的了解,然后再在老師的指導下自己動手,從而快速的掌握這些實驗操作。
(2)充分利用網絡資源。網上資源如實驗教學課件、實驗數據庫等的充分利用不僅可以使實驗內容更加豐富,省時省力,產生較好的教學效果,還可以培養學生駕馭現代教育信息技術的能力。近年來,我校加大了對無機化學實驗室多媒體教學的建設,同時投入精力建設化學實驗中心網站,目前,學生可以方便的從中心網站上學習化學和化學實驗相關知識,并下載實驗資料及課件。
(3)多元化的考核方式。無機化學實驗課的考核,是無機化學實驗教學的重要內容,也是檢驗教學效果的重要手段。根據無機化學實驗的特點,我們把實驗成績考核分為兩個部分,即平時考核和期末考試,實驗成績評分標準見表1(表中每一項的具體評分規則,由實驗室統一規定,并在開課前向學生公示實驗評分標準)。平時考核包括平時報告(預習報告和實驗報告)和課堂表現兩部分:預習報告和實驗報告的內容占總成績的40%,主要檢查實驗目的、實驗原理是否清楚,報告的內容是否完整,結論、解釋是否正確、合理等等;課堂表現占總成績的40%,主要檢查考勤情況,基本操作是否規范,數據或實驗現象是否真實等等。期末考試為操作考試,占總成績的20%,重點考查學生的實驗基本技能和操作規范。通過成績考核的改革,學生不僅僅重視考試,而且對平時的基礎技能訓練也更加嚴謹了,從而達到了無機化學基礎實驗的目的:使學生熟練掌握實驗技術與技巧,學會觀察現象、提出問題、分析問題和解決問題的科學方法,提高其綜合素質。
2結語
在學校、學院領導的正確領導下,在廣大師生的積極參與下,我們在實驗室安全方面采取了:實驗準備階段精細化、少量化和綠色化;藥品按類別整齊擺放在藥品架上及規范化處理實驗室“三廢”等措施加強實驗室安全管理,在實驗教學改革方面采取了:建立以教師為主導,學生為主體的多元化教學方式;改革實驗教學內容,增加綜合性、設計性的實驗同時融入最新的科研成果;充分利用現代教學手段,改進教學方法;建立多元化的考核方式等方面促進教學改革,逐漸形成了自己的特色,也積累了一定的經驗。但同時,我們也應該認識到實驗室安全管理及教學改革是一項長期艱巨的工作,在未來的工作中,我們應繼續以開拓創新的精神和飽滿的工作熱情投入到這項工作中,為培養創新型人才創造條件。
參考文獻
[1]侯玉霞,李永芳,李蕓玲.無機化學實驗課程教學改革探索[J].周口師范學院學報,2012,29(2):77-78.
[2]錢曉麗.大學無機化學實驗中“三廢”的綠色化處理[J].中國化工貿易,2013(12):426.
[3]彭艷芬,劉天寶,李敏,等.新升本科院?!稛o機化學實驗》教學改革初探[J].化學工程與裝備,2010(7):212-213.
[4]徐敬芳,鄧強,顧雪凡.重視實驗細節探究實踐藝術[J].廣東化工,2015,42(2):137-138.
[5]楊宏偉.無機化學實驗教學內容優化整合研究[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版),2013,26(3):130-133.
【關鍵詞】 融合式教學;初中化學教學;案例研究
一、融合式教學的認識
融合式教學指的就是教學資源、教學理論、教學方法、教學環境和師生關系融合在一起的一種教學方式。而融合式教學在初中化學教學中的應用,能夠有效地將網絡信息技術與化學教學內容結合起來。那么在教學過程中,學生可以通過多種途徑來進行化學的學習,比如圖片、文字、視頻等,可以說,這種融合式教W方式可以為學生創造一個良好的化學學習的環境,并且可以吸引學生進行化學的學習。通過融合式教學在初中化學教學中的應用,可以使學生更好地適應學習環境,掌握所學的知識內容,可以有效地豐富教師的教學資源,尤其是在一些經濟、教育不發達的地區,融合式教學的優勢更加的顯著。
二、融合式教學在初中化學教學中的案例描述
以下對融合式教學在初中化學教學中的應用的案例進行詳細的描述。
在學習滬教版初中化學《奇妙的二氧化碳》這一章節內容時,可以將其分為兩個階段進行教學,首先學氧化碳的形成、物質組成和性質,然后是展開二氧化碳形成的實驗教學。在學氧化碳的形成、物質組成這一階段中,教師首先挑選出五位學生通過在線學習的方式學習這方面的知識,教師則在線下一一進行輔導,需要對學生提出的要求就是,學生必須在學習完之后能夠獨立地完成教師所布置下去的任務,在獨立完成任務之后,教師可以循序漸進地引導學生學習更深入的內容,即進行到第二階段的學習,實驗教學。將碳酸鈉放置到充滿二氧化碳的容器當中,再往這個容器中緩緩注水,那么此時這個容器中的氣壓會發生怎樣的變化?寫出該反應過程中的化學方程式。其實這個實驗過程主要考察的就是學生對于二氧化碳的相關性質知識的掌握,以及對于氣壓的變化做出的分析。
最后,這五位學生都得出了正確的結論,但是通過對學生的分析過程觀察,可以發現有兩位學生在分析過程中的思維邏輯不是十分的清晰,那么教師就有必要針對這個問題對這兩位學生進行針對性的指導。在整個教學過程之中,教師通過融合式教學的方式,對學生進行了教學引導和學習的輔導,學生在這個過程之中也取得了很大的進步。
三、融合式教學在初中化學教學中的案例具體分析
在學習初中化學時,主要的學習內容就是物質的組成、結構、性質和規律,可以說,初中化學的學習可以作為學生的化學啟蒙階段,那么在這一階段之中,注重的不僅是學生對于化學的初步知識的了解,更是培養學生的一種化學思維能力和實踐操作能力。
通過以上的融合式教學在初中化學教學中的案例描述可以得出,首先,在融合式教學當中,著重強調了教師與學生之間的互動,這種互動對于學生的而言是十分有益的。其次就是在這種融合式教學的過程當中,教師會將教學內容、教學媒介進行重新組合,使他們產生了不同于以往傳統的教學效果。比如,在以上的案例之中,教師與學生之間的互動、溝通和交流以及學生與學生之間的互動、溝通和交流這兩種關系就是融合式教學中的師生關系與教學內容之間的融合,因此在教師對兩位學生進行一對一的輔導過程之中,學生便會解決自我探究過程中出現的困惑。還有就是在學生與學生之間展開探討的過程中,可以相互之間交流化學學習的方法和心得,共同進步。
在學習初中化學中的《奇妙的金屬》這一內容時,教師可以拿一些比較常見的金屬如鐵、銅等,引導學生觀察分析它們各自的特點,比如銅是黃色的而鐵是褐色的,需要注意的是,由于現實生活中不常見純鐵,因此教師就需要通過圖片的方式展現純鐵,使學生意識到純鐵其實是白色的,質地是比較柔軟的這個性質。教師可以在網上搜尋這方面的視頻,通過視頻展現的方式使學生更加清晰地認識到這些金屬的性質,這樣可以更好地使學生掌握所學的知識內容?;蛘呤峭ㄟ^結合創設情境的這種方式,引導學生將化學知識與實際問題聯系起來,并通過自己的探究和教師的引導來解決問題,從而更好地學習化學知識。這種方式可以有效地提高學生的化學素養,使學生解決問題的能力得到有效的提高。
融合式教學在化學教學之中究竟產生了什么效果呢?在筆者看來,融合式教學的案例描述中所應用的在線學習平臺(學生在線學習化學知識的平臺)清楚的記錄了學生在學習過程中有哪些是需要反復學習的內容,以及學生的學習的方法。因此通過這個平臺所記錄的信息可以發現以下內容:學習水平最差的學生是學習方法出現了一定的錯誤,并沒有一個系統的記憶,對于化學的相關化學方程式也不能很好地理解,而在教師的指導和與其他學生的交流之后學習水平得到了很大的進步。由此可以看出融合式教學在化學教學中對于學生的化學知識的學習是十分有幫助的,因此應該在化學教學之中充分地應用融合式教學。
小結:總而言之,在初中化學教學中通過融合式教學的方法進行化學的教學,能夠利用更多的教學資源,以及提供一個更好的教學環境和背景?;瘜W是一門以實驗為基礎的科學,教師也應該重視化學教學中的實驗教學,使其充分融入化學的教學當中。可以說,融合式教學對于初中化學教學的意義重大,因此筆者認為,應該在實際的化學教學中充分地推廣融合式教學。
【參考文獻】
[1]杜亞非. 融合式語文教學初探[J]. 四川師范大學學報(社會科學版),2000(04).
一、權衡理論與實驗教學對初中化學教學的重要性
在新課標中初中化學教學明確指出要求培養學生全方位的基礎化學知識,為學生后續化學學習奠定基礎。在課本設計上,理論教學內容中穿插實驗課程,相比于舊課本,實驗課程安排更多。因此從教學計劃上來看,初中化學要求權衡化學理論及實驗教學,并正確地將實驗教學與理論相結合,提升學生的邏輯思維能力,進而提升學生化學學習的綜合效果。在實際教學中,教師借助于實驗操作,能夠很好地將枯燥的理論知識融合進每一步實驗環節中,引導學生身臨其境地體驗化學反應并對相關知識形成較為全面的了解。隨著現代化教學設施的完善,化學教學實驗課程的可操作性有明顯提升。實踐結果顯示,學生接受實驗教學后對理論知識的掌握能力明顯提高,并且在以實驗為基礎的分析試題中的表現有了明顯改善。因此,在化學教學工作中必須權衡理論與實驗教學的比重,恰當地利用實驗教學的方式,為學生創造更好的學習環境,提升化學教學成果。
二、實例說明
化學式及基本物質的化學性質是化學學習的第一環節,對于具備一定邏輯思考及記憶能力的初三學生而言,靈活地掌握化學式的難度相對較小,而對于化學性質而言,其掌握的難度相對較高。在教學中引入實踐方式,將重要的化學物質展示給學生,讓學生直接通過眼睛及設備觀察各種基本化學物質的物理特性,進而初步對化學物質的外觀、味道等形成基礎認識(有毒物質要采取特殊保護方式,引導學生正確認識)。在基本的認識后,引導學生學習不同化學性質的物質的不同特性,為下一步學習奠定基礎。在對學生教授主要的化學物質的性質后,完成理論上對化學反應及化學反應方程式的學習。之后再啟動化學實驗,逐步引導學生正確地進行容器選擇、物品擺放、實驗操作、過程觀察等,并在實驗中適當地采取獨立操作與分組操作等多種模式,確保每一個同學都能夠對化學反應進行全面貫徹,為學生分析和解決化學反應相關的問題奠定基礎。同時,在化學實驗教學中應該適當地引入團隊合作與競賽的模式進行教學,這樣能夠更好地調動學生的合作意識和主動學習的意識,在有限的實驗教學中提升教學效果。
例如,在初三化學酸堿部分的教學中,借助于一個典型的實驗教學,能夠很好地將整個課程進行串聯,并引導學生對該部分知識及相關知識進行系統的學習與復習,能夠較好地達到教學效果。
教師可以為學生設定一個分組實驗的模式,以實驗操作得到如下結果為考核標準。
1.正確標注酸堿物質的化學式。
2.由教師帶領學生復習酸堿稀釋的基本知識和注意事項,并引導學生安全正確地進行酸液稀釋,引導學生進一步復習和鞏固這些特殊物質在稀釋中可能出現的問題及原因。
3.由教師對酸堿中和實驗進行重點知識和環節的理順,學生分組正確選擇酸堿物質并根據步驟,從選擇容器、裝入、點火等實驗步驟逐一操作并進行實驗,在教師的適當指導下,由學生主導得到酸堿中和物。
4.對整個實驗進行記錄和化學式書寫,并對實驗過程應該注意的事項及發生的錯誤進行記錄。
上述實驗是在明確化學物質的情況下學習化學反應的過程,可以更好地提升學生邏輯思維和逆向思維的能力。在上述實驗后,應該安排逆向實驗,抽出一個實驗結果,對實驗的主要環節、物質特殊性及反應進行描述,由學生根據反應過程的重要信息分析參與反應的主要物質,并進行獨立的實驗對猜想進行驗證等,以達到對化學反應形成全面認識的目的。在完成上述兩個實驗后,應該引導學生對容器及物質進行合理的清潔和保管,鞏固物質特殊性的相關知識。此外,對于化學反應后得出的酸堿中和物質,其中一般包含酸堿中和物和其他雜質,也可以在這一實驗環境基礎上,引導學生進行正確的除雜操作,對酸堿中和的后續知識進行補充學習等。
綜合上述因素考核各組結果,進而在實驗中發現學生學習的盲點,及時加以輔導和完善,并且再次強調重點知識,貫穿整個酸堿學習的基本理論和注意事項,為完善學生的知識結構提供幫助。
【關鍵詞】高三化學教學 實驗類微課 案例設計 應用
化學是一門在實驗的基礎上對物質從分子、原子層面上的組成、結構、性質、變化規律進行研究的自然科學。在高三化學教學工作中,由于高三的特殊性,無法很好的以實驗為基礎進行教學,但又有大量的基礎概念和知識點需要學生高效率、高質量的學習和記憶。如何做好高三化學教學工作已成為越來越多的教育工作者研究的課題。在傳統的高三化學教學工作中,常常會遇到一些重點、疑點、難點內容無法得到有效的解決等教學難題,教學效率和質量都比較低。近年來,隨著“微課”等一系列全新教學方法在高三化學教學中的應用與實踐表明,微課可以很好的解決高三化學教學中的各類重點、疑點、難點問題,鞏固學生對知識的理解和記憶,使學生得到全面發展,提高了教學質量和教學效率,達到教學目標和教學要求。
一、微課的概念
“微課”是指滿足新課程標準和實踐要求,以視頻、音頻等多媒體為主要呈現方式,完整記錄教師在課堂內外教育教學過程中圍繞某個重點、難點、疑點等知識點或教學環節的精彩教學視頻。即微課是一種在較短時間內以微視頻的形式對一個知識點進行教學的一種教學方法。微課以課堂教學視頻和輔教學資源為主要內容,課堂教學視頻是微課的核心,輔教學資源主要包括對教學內容和教學主題的教學設計與反思、課件所用相關素材、用于測試與練習的相關教學資源,同時還有學生對教學的反饋以及知名教師的評價等教學資源,通過對教學資源之間的相關聯加以呈現,建立一個個小的、彼此聯系的教學資源單元,使教學資源應用更加單元化、結構化、主題化。微課是一種基于傳統教學資源發展而來的全新的教學方式。
二、微課的特點
微課與傳統教學方式相比,具有以下四類特點:
1.短少的教學時間
為提高學生學習化學時的注意力,提高學習質量,順應學生學習的客觀規律。微課的教學時間通常都比較短,一般都只有五分鐘左右的微視頻,最長也不超過十分鐘。
2.精煉的教學內容
微課圍繞某個重點、難點、疑點等知識點或教W環節開展教學工作,以單一知識點為教學內容,相比于內容復雜、繁多的傳統的教學方式,微課的教學內容更為精煉、簡要、突出。
3.適宜的教學容量
一般來說,一個微課教學視頻通常為大小為十幾兆到幾十兆的小視頻,教師、學生可以通過網絡平臺觀看或下載相應微課教學視頻,查看相應的教學資源和素材。
4.情境化的教學資源
微課的教學主題只有一個,教學主題明確;微課的教學內容比較少但比較完整,教學內容簡要。將教學內容以知識點為單位分解為多個單元,并整合了對教學內容和教學主題的教學設計與反思、課件所用相關素材、用于測試與練習的相關教學資源以及學生對教學的反饋以及知名教師的評價等輔教學資源,使每個單元的主體明確、內容簡要,建立一個單元化、結構化、主題化的系統的教學資源單元。使教學資源質量更高,使學生可以對知識點有更好的理解和記憶,使教師可以從優質的教學案例中學到先進的教學理念、教學方法,提高教師自身教學水平。
三、實驗類微課在高三化學教學中的案例設計與應用
在進行微課教學的案例設計時,應根據以下要求進行案例設計,使微課的特點和優勢得到更好的發揮。
1.巧選題,題小而精
俗話說一個輝煌的開始便是百分之五十成功的保證。微課主題的選擇是微課案例設計的關鍵,微課主題應選擇范圍盡量小的、學生不能很好的理解的、學生易出錯的知識點,做到選題的小而精。
2.智選材,字簡而明
由于微課教學時間較短、教學內容精簡,不能用大篇幅的文字、圖片、視頻等對內容進行敘述,為在較短的時間內完整表達教學內容,應在進行微課案例設計時應做好對教學資料和教學材料的選擇。較多的文字說明容易導致學生產生視覺疲勞,不能很好的注意到教學重點,降低學生的學習興趣,故應用簡要明了的文字敘述微課內容。
3.活設計,設計巧妙
1.拍攝實驗錄像
利用數碼相機可把一些不宜或不可在課堂上進行的實驗拍成錄像在課堂上展示。高中化學中有些污染環境、有些危險性較大、有些反應速率緩慢、有些不具備條件等等使其不宜或不可在課堂上進行,如果事先能夠在實驗室或室外完成實驗并用數碼相機拍成錄像插到課件中展示,就能收到好的效果。如我們將實驗室制備氯氣、甲烷與氯氣取代反應、鋁熱反應、石油的分餾、鋼鐵在潮濕環境下生銹、氨的催花氧化等實驗拍成錄像,應用于課堂教學,收到了良好的效果。
[教學案例1]甲烷與氯氣取代反應實驗
通過多次事先實驗的錄像,讓學生們觀察到實驗的進行情況,液面的上升,還有當光照太強時出現的爆炸情況等等,效果還是相當好的。
2.投影演示實驗
演示實驗可以培養學生的觀察能力、思維能力。只有對觀察所獲得和積累的感性材料進行科學的分析,才能透過現象認識事物的本質,進而上升到理性認識。因此在實驗中,要注重培養學生的觀察能力,積極引導學生思考,使其智力得到充分發展。當然在演示實驗時,教師必須在操作上做到規范化、在技能上做到熟練化、在效果上做到現象明顯、在安全上做到萬無一失。同時,要善于把觀察的問題具體化,即在進行每一個實驗時,教師都必須向學生提出,觀察什么,怎樣觀察,并且善于啟發學生從隱蔽的細節現象中探索事物的本質,這樣才能充分發展學生的智力,提高學生分析問題、解決問題的能力。
投影是在投影儀上進行化學實驗?;瘜W實驗經過投影可以得到形象放大、清晰、真實的實驗現象,因此可以大大提高演示的實驗效果。投影實驗作為現代電教設備在化學教學中的一個重要應用,與傳統演示實驗相比有以下幾個優點。
2.1放大實驗現象
實驗現象經過投影可以放大幾倍,使教師中遠離展示臺的同學也能清楚的看到。有些實驗只有細微的變化或變化現象不太明顯,如果通過投影放大,可以清楚的展示在屏幕上。
[教學案例2]銅鋅原電池實驗
傳統演示實驗中,學生不易觀察到兩個電極上氣泡的產生,尤其是銅片上氣泡更不易觀察到,而通過實物投影演示,則此現象清晰明顯。
2.2多角度觀察現象
一般在教師進行演示實驗時學生都是從側面觀察實驗現象,而有些實驗則需要俯視儀器內部才能較全面的觀察到化學變化中的各種變化。使用投影儀豎直投影時,銀幕上的影象是,側視觀察到的現象,投影儀水平投影時,銀幕上的影象是俯視觀察到的現象,因此可以根據需要選擇從不同的角度觀察,方便快捷。
[教學案例3]金屬鈉與水的反應
金屬鈉與水的反應一般是在燒杯中進行,水面與學生的視線持平,學生從側面很難觀察到完整的實驗現象,如教師采用投影儀水平投影,學生可俯視水面,能很好的觀察實驗現象。
2.3節省藥品
由于投影能將實物和現象放大,因此可以在較小容器內用少量藥品來完成實驗。
[教學案例4]溴單質物理性質
單質溴有毒且具有揮發性,觀察其顏色、狀態時,要求藥品用量越少越好。為了更準確觀察現象,教材安排在錐形瓶中演示,藥品用量較大,污染嚴重。如改用投影演示,只需用膠頭滴管吸取少量液溴在投影儀下演示,效果明顯。
3.多媒體演示實驗
多媒體是和計算機連接的可以把計算機上的內容投在銀幕上,一些我們用肉眼無法觀察到的現象和一些危險性的實驗可用多媒體展示。創設良好的情境是克服學生疲勞,增加愉快氣氛的手段。在科技高速發展的今天,現代教育技術在教學中的應用為新課標的實施、新課程的改革注入了無限的生機與活力;特別是多媒體網絡教學為創新教育提供了良好的施教環境,也為化學實驗教學開辟了廣闊的舞臺。例如,利用計算機技術借助flash等,微觀模擬原電池反應的化學原理,可將知識變抽象為直觀,使學生易于理解與接受。當然,除了充分利用現代教育技術手段教學外,有時采用傳統的直觀教具(如掛圖、模型、自制教具等)進行教學,效果也很好。同時,我還在課堂上增設與教學內容相關的趣味性實驗,定期召開化學實驗晚會,寓教于樂,進而培養學生學習化學的興趣,激發他們的學習熱情及學習的積極性、主動性。。
[教學案例5]口向上加熱試管
利用計算機模擬加熱固體藥品時,試管口向上傾斜,水倒流回試管底部,或沒有預熱就直接加熱,造成試管破裂的危險場面;對點燃未檢驗純度的氫氣就可能發生爆炸進行模擬,使學生加深對錯誤操作引起危害的認識。這樣讓學生很直觀的認識到錯誤操作引起的危害性。因此教師在講解實驗基本操作或有危險性的實驗時,利用多媒體先進行模擬操作,來加深對正確操作的理解,然后再進行正確的實驗,將大大增強學生深刻理解正確操作的重要性,更提高了實驗的有效性和成功率。
關鍵詞:蘇教版;化學必修教材;實驗設計能力
文章編號:1008-0546(2014)02-0091-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.036
從實驗設計能力的培養方面來說,傳統的化學教材中教師演示實驗比例很大,很少出現探究實驗和設計實驗,并且教材實驗往往側重于化學基本原理、基本概念及元素化合物基礎知識的傳授,過分強調實驗的驗證性和培養基本操作技能,實驗方法和技術落后,不利于學生綜合實驗能力的提高。新課改下,化學教材發生變革,更加注重培養學生的實驗設計能力,發展學生設計實驗的思維能力和創新能力。
分析高中化學課程標準和高考考試大綱,其中關于培養學生化學實驗能力主要有四個方面的要求,具體為:①改進或設計實驗方案;②了解實驗條件的控制;③分析或處理實驗數據和實驗結果;④繪制和識別典型的實驗裝置圖的能力。課程標準和高考考試大綱對于教材的研制和使用具有指導性作用[1]。所以本文針對考綱里對實驗設計能力的四點要求,對蘇教版高中化學教材進行案例分析。
一、設計實驗方案
教材在“活動與探究”和“交流與討論”兩個模塊直接涉及到實驗設計內容。教材按照學生的認知特點安排實驗,由簡及繁。教材在安排設計性實驗時,根據知識內容的特點,從學生的實際情況出發,先從水平較低的設計性實驗開始,逐漸向水平較高的設計性實驗進發,循序漸進,從而使教材中的多種多樣的設計性實驗呈現出不同的層次水平。從模仿設計開始,到有指導的設計,再到獨立的設計,逐漸增大實驗設計的程度,使實驗設計在教材體系中有層次地呈現。
以下為兩本教材中典型的實驗設計案例(按照在教材中出現的先后順序排列)。
案例1:設計分離或提純的方案
①實驗室中用氯化鉀在二氧化錳催化下受熱制取氧氣。從反應后的氯化鉀和二氧化錳的混合物中分離、回收這兩種物質,需要用哪些分離方法?請設計實驗方案。
②現有混有少量氯化鉀的硝酸鉀粉末,請參照兩者的溶解度曲線,設計實驗方案提純硝酸鉀。
案例2:
有四瓶無色溶液,分別是NaCl、NaBr、KBr、KI溶液。請根據有關物質的性質,參照第47頁的“資料卡”,設計實驗將它們區別開來。
案例3:
設計Fe2+與Fe3+相互轉化的實驗方案,進行實驗并記錄現象。
案例4:
①用銅片、鋅片(可從廢電池拆?。┗蜾X片、純堿溶液、白醋(或柑橘)等日常生活中的材料制作簡易電池,并測試是否能產生電流。
②以小組為單位,制定實驗方案,在教師指導下完成燃料電池制作實驗。
案例5:
依據乙酸乙酯的分子結構特點,運用已學的有機化學知識,推測怎樣從乙烯合成乙酸乙酯。
縱觀上述五個案例,教材實驗設計安排完全按照學生的認知特點和學生思維發展順序,以及實驗設計的梯度變化,案例1—案例5在教材中按照先后順序出現,依次按照從獲得物質的手段和方法( 物質的分離和提純) 物質的性質研究( 物質性質的探究) 物質性質的應用及反應規律研究( 物質的檢驗與鑒別電化學問題研究)物質的合成( 物質的制備與合成) 這一線索來安排。這樣安排更加有利于學生掌握實驗設計的要領,培養實驗設計的思維,提高創新能力。
同時每一個案例之前都會有一些知識儲備,涉及到概念、定律、原理,實現理論分析到實驗研究方法的跨越。這些概念、定律或原理都與實驗原理、方案及實驗步驟密切相關,不僅為學生提供設計實驗的基礎知識,而且使學生進一步掌握領會實驗設計意圖,理論聯系實際,理解熟悉每一個實驗操作步驟及技能,對實驗現象進行合理解釋, 并通過討論得出實驗結果。
各個案例之間具有內在聯系性,注意實驗之間知識與技能的銜接。如設計提純某物質時,必然會用到基本的分離手段,這就要求學生對前述知識完全掌握。教材正因為考慮到知識間的銜接,各個案例安排得層次分明。
教材的設計實驗部分還包含了一些趣味性和生活性實驗,如案例4中的簡易電池實驗設計,驗證草木灰中含有碳酸鉀。實驗設計傾向于生活化、趣味化,在培養學生實驗設計能力的同時,充分滿足學生強烈的好奇心與求知欲,感受化學在日常生活和社會各方面的應用[2]。
另外,在每個設計實驗后的“練習與實踐”欄目都安排了設計型習題。教材通過專題性的實驗設計習題, 使學生從本質上理解實驗設計的原理, 培養學生獨特的思維能力,提高學生的創新能力,從而從根本上使學生對實驗設計的情感得到了升華,最終使實驗設計的興趣發生質的飛躍。
二、控制實驗條件
“實驗,實際上是條件控制下的觀察”,“所有的實驗,都是在條件控制下進行的?!盵3]探尋、控制實驗的最佳條件,可以說是化學實驗的靈魂、成敗的關鍵。不僅對學生的學習,而且對教師的實驗研究、乃至化學學科的發展,都具有十分重要的意義。因此,教材有意識地安排了學生控制實驗條件的探究活動,發展控制實驗條件的能力[4]。
《化學1》第6頁“整理與歸納”欄目要求學生說出一種金屬與另一種金屬鹽溶液發生置換反應的條件,以及復分解反應的條件。這樣,教材直接提出實驗條件的重要性,使學生初步形成重視實驗條件的意識,在以后的學習中自覺地加強對實驗條件的關注和區分。
“化學史話”欄目介紹化學家通過控制實驗條件,探究化學物質及其變化的規律,獲得化學科學發現的歷史。從感性上激勵學生自己發現改進實驗條件,獲得更好的實驗現象與結果。
“活動與探究”欄目通過具體實驗條件控制的探究活動,培養學生改進實驗條件的思維過程和科學方法。如《化學2》專題2第30頁,“活動與探究”欄目,通過改變過氧化氫溶液的量以及所用催化劑,讓學生觀察氫氣生成的速度,使學生認識到實驗條件的重要性,初步掌握控制實驗條件的科學方法。
教材完全按照學生認知特點,從初步了解實驗條件,到理解實驗條件的重要性,再到探究實驗條件,使學生逐步掌握實驗條件的控制,領悟控制實驗條件的科學思維。
三、分析或處理實驗數據
化學實驗處理的方法包括:化學用語法、表格法、線圖法[5]。
教材中所有實驗都采用表格法進行實驗處理,采用表格法的優點是直觀、全面、易懂。另外,有些實驗還采用了線圖法。
在教材《化學2》專題2第32頁“交流與討論”欄目,給出合成氨反應中正逆反應速率隨時間按變化曲線,引導學生通過線圖法處理實驗數據。該方法可以有效避免繁雜的計算,曲線往往包含豐富的信息,學生只要認真分析,就可以體會到線圖法的優點,從而引導學生在設計實驗過程中,開發利用線圖法處理數據,優化方案。另外,教材引導學生針對不同的實驗選擇更有效的實驗處理方法。
四、繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖
本教材重視培養學生改進實驗裝置的能力,一套好的實驗裝置對于實驗的成敗、藥品利用率、結果處理等關系密切。新課標提出實驗裝置應該簡約化、安全化、綠色化、生活化。本教材設計充分圍繞這一主題展開,并且對裝置的安排體現梯度性。
《化學1》專題4第2單元中“硝酸的性質”,“觀察與思考”欄目中銅片分別與濃、稀硝酸在相同裝置中反應,并給出具體的實驗裝置。學生初步掌握該實驗的原理,最重要的是掌握本套裝置的構成特點以及優缺點。教材在本單元“練習與實踐”欄目中又安排了銅與稀硝酸反應裝置改進與選擇的習題。
以下為本習題的具體內容。
3. 甲同學采用如下頁圖2中的圖Ⅰ所示裝置驗證銅與稀硝酸的反應,并用排水法收集NO氣體。
①反應過程中的實驗現象是 。
②乙同學認為雖然收集的氣體是一氧化氮,但并不能說明反應中一定生成一氧化氮。你認為他的理由是 。
③丙同學采用如圖Ⅱ所示裝置進行實驗,證明了銅與稀硝酸反應生成一氧化氮。該同學的步驟如下表所示,請回答實驗中的有關問題。
④從環境保護的角度看,丙同學的實驗存在什么缺陷?你認為應如何改進?
上述兩圖均為銅片與稀硝酸反應的裝置。圖1為“觀察與思考”欄目銅片與稀硝酸反應的裝置,圖2為“練習與實踐”欄目中所給銅片與稀硝酸反應的兩套裝置。
習題中的問題設置不僅使學生加強對基礎知識的掌握,而且有利于培養學生改進裝置的方法。學生在做題過程中,對比會發現各套裝置的優缺點及側重驗證的性質。從而為以后改進實驗裝置提供參考,掌握改進思想的關鍵,具體問題具體分析。
問題①的設置,巧妙地加強習題與前文的聯系,裝置Ⅰ與“觀察與思考”欄目銅片與稀硝酸反應的裝置有很大的相似度,引導學生對比發現裝置的優缺點,同時使基礎知識順利地遷移到本題中來,初步滲透裝置改進的內容和特點。
問題②從表面上看僅僅是考察一氧化氮的氧化性,其實質在于引導學生發現改進實驗裝置的必要性和出發點。本實驗中,要證明反應生成氣體是一氧化氮就必須使反應裝置隔絕空氣,從而引導學生選擇改進實驗裝置的側重點。
問題③通過及時解決問題②所提到的疑問,學生在情感上獲得改進裝置的奇妙感,從而激發學生在以后的學習中運用實驗裝置的改進解決實際問題。另外,裝置Ⅱ在之前的學習中,學生從未或很少接觸到,這也為學生以后改進裝置提供依據,滲透裝置選擇和改進的思維,掌握一些實驗裝置改進的關鍵點。
本習題最后問題④要求學生自己從環保的角度改進一套裝置,真正做到學以致用,同時體現實驗裝置的簡易化、綠色化原則。
總之,教材安排突出裝置改進的思維訓練,不僅使學生認識到裝置改進的必要性和關鍵點,而且更注重學生發揮自己的聰明才智,創造性地自己動手改進裝置。在此過程中,學生不斷體會裝置選擇和改進的方法,發展創造性思維,解決實際問題。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部.中學考試大綱[Z].2010
[2] 王后雄,黃郁郁.新課程天地人教版化學新課標教科書新增實驗的要素分析[J].化學教育, 2007,(4):13-16
[3] 陳耀亭等編著.中學化學教學法[M].長春:吉林人民出版社,1984:16
關鍵詞 探究性實驗 選題途徑 教學實踐 教材習題 疑難問題
高中化學新課程實驗的基本理念之一就是通過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,激發學生學習化學的興趣,強化科學探究意識,促進學習方式的改變,培養學生的創新精神和實踐能力。筆者認為真正內化和實現這一理念,實施探究性實驗教學是最佳途徑。實施探究性實驗教學的首要任務是選擇實驗課題,本文結合具體教學實踐,介紹了探究性實驗選題的6種途徑,并提出了相應思考。1 探究性實驗的選題途徑
探究性實驗教學的核心之一是選擇具有探究性的實驗課題,高中化學新教材中設置了許多“活動·探究”等活動性欄目,如“配制一定體積的溶液并表示其組成”、“不同價態硫元素的轉化”、“乙醇的一些化學性質”等等,這些欄目多以探究性實驗為主,是探究性實驗選題的重要途徑,除此以外還有如下幾種途徑。1.1 從教材某一知識中選擇課題
教材是化學知識的最大集合體,但教材中往往并沒有把知識的形成過程還原為科學發現的過程,這就給我們的探究性實驗教學提供了很豐富的資源。
[教學案例1]在硝酸的強氧化性學習中,教材只是安排了銅與濃、稀硝酸的演示實驗,學生對硝酸強氧化性的本質認識并不十分清楚,為此可將該知識點設計為探究性實驗:探討硝酸強氧化性的本質。在教師的引導下,學生設計了如下實驗方案:
(1)在試管①中加入1 mol/L鹽酸溶液2 mL,將銅絲插入酸液中并加熱,觀察現象。
(2)在試管②中加入1 mol/L NaN03溶液2mL,將銅絲插入溶液中并加熱,觀察現象。
(3)在試管③中加入1 mol/L NaCl溶液2mL,將銅絲插入溶液中并加熱,觀察現象。
(4)將試管①和試管②的溶液混合在U形管中,用一端帶銅絲的橡皮塞密封,加熱溶液并觀察現象。
實驗現象:試管①、②、③中均無明顯變化;u形管中橡皮塞一端液面下降,有無色氣體生成,u形管中液體顏色變藍。
通過對實驗現象的分析可知:Cu不與NO或H直接反應,卻與含有NO和H的混合溶液反應,從而說明了硝酸具有強氧化性(比H氧化性強);也明確了NO只有在酸性條件下(既與H共存時)才具有強氧化性。1.2 從教材習題中選擇課題
新教材的習題設置具有多樣性、綜合性、靈活性和實踐性,注重培養學生的科學探究能力,這給探究性實驗的選題提供了廣闊的空間。
[教學案例2]魯科版《普通高中課程標準實驗教科書:化學1》第1章第2節練習3是關于研究Na2O2性質的問題,教師在演示了用棉花包裹Na2O2粉末在裝有CO2的集氣瓶中燃燒的實驗時,有學生提出問題:實驗室都是用稀鹽酸與大理石制二氧化碳,一般情況下收集到的二氧化碳是不干燥的。由于制得的COz不干燥,可能是Na2O2先與水反應生成NaOH,NaOH再與CO2反應生成Na2CO2,若用干燥的CO2,能看到上述現象嗎?
針對以上問題,教師可引導學生開展如下探究:
(1)用干燥的CO2,與包裹有Na2O2粉末的棉花團作用,觀察現象。
(2)用潮濕的CO2與包裹有Na2O2粉末的棉花團作用,觀察現象。
(3)先用干燥的CO2與包裹有Na2O2粉末的棉花團作用,若看不到現象,取出棉花團,向集氣瓶中加少量水振蕩,再放入棉花團,觀察會發生什么現象。1.3 對教材中的部分實驗方案進行創新探究
教材中的某些實驗雖然很經典,但在具體操作中可能會存在現象不明顯、設計不環保等問題,教師可啟發學生評價教材實驗方案,改進或重新設計更加完善的實驗方案。
[教學案例3]在學氧化硫化學性質時,教材安排了傳統的實驗方案(如圖1)。
在具體操作中,學生發現只能觀察到前1或2個試劑瓶有現象,后面的試劑瓶在相當長時間內看不到實驗現象;實驗結束后,整個裝置內殘留大量SO2氣體無法被堿液吸收,造成嚴重污染。為此,師生共同探討了如何改進這一裝置,展示討論結果,設計出最佳方案(如圖2)。
該裝置采用氣體分流原理,通過控制活塞達到逐一觀察實驗現象的目的,且通過雙連球可使裝置內殘留氣體完全被排出、吸收,實現污染氣體零排放,安全環保。1.4 對部分實驗儀器進行自制或改進
積極開展自制、改進實驗儀器可以豐富探究性實驗的內容。自制、改進實驗儀器因其兼具教育性、探究性和創新性,不僅能激發學生的創新精神,培養學生的實踐能力,還能有效提高教學質量。
[教學案例4]筆者曾和學生一起共同設計了一套簡易氣體發生器,效果很好。實驗用品:空塑料瓶(飲料瓶、洗發水瓶等)、醫用輸液管(可以用安全、無毒廢棄輸液管)、空水筆芯(或飲料吸管)制成。內部結構如圖3所示,該裝置實驗原理:固體從瓶口加入,液體從外瓶加入,當打開調速器瓶內壓強減小,內瓶下降,固體顆粒與酸液接觸,反應開始。當關閉調速器,瓶內壓強增大,內瓶上升,固體顆粒與酸液分離,反應停止。
1.5 將學生學習過程中遇到的疑難問題改為探究
性實驗
學生在學習化學的過程中,經常會遇到一些疑難問題,只靠教師講解往往效果并不明顯,可引導學生將其設計成探究性實驗。
[教學案例5]學生在解釋Mg粉與溴水反應原理時,提出了兩種假設:①鎂粉直接與溴水中的溴反應,因為溴的非金屬性較強;②鎂粉與溴水中的酸反應,因為溴水中存在反應:Br2+H2=HBr+HBrO。針對提出的假說,學生設計了如下方案:將鎂粉放人溴水中,觀察溴水是否褪色,有無氣泡產生。如果溴水褪色且無氣泡產生,則證明假設①成立;如果溴水褪色且有氣泡產生,則證明假設②成立。1.6 從現實生活中選擇課題
1.國內外的研究及現狀分析
一些發達國家對探究性實驗的研究比較深入,美國、德國等國家已逐步在中學化學實驗中推廣探究性教學。如美國《現代化學》中的“實驗計劃”就列出了22個技術創建者與問題解決實驗,這些實驗強調科學探究,給學生提供解決實際問題的機會。在我國,許多教育工作者也積極主動地開展了一些實驗探究教學活動,如華中師范大學姜樂仁教授主持的“啟發式教學實驗”研究項目;蘇州大學、西北師范大學等師生也發表相關的實驗探究教學論文。雖然新課改實施試點已近10年時間,但由于受到教師素質以及教學實驗設備等影響,使得我國化學教育界關于化學實驗探究教學的實際研究成果還不是很顯著,大多數只是在理論上進行論述,而對理論的實踐,尤其是對探究性實驗教學的資源性開發設計、策略運用的著重點、探究教學的突破口及實例論證報道較少。
2.廣西化學探究性實驗教學存在的問題與對策
廣西在2012年首次實施新課改,在基礎教育如此薄弱及教學資源匱乏的條件下,開展新課程探究性實驗教學面臨著更為嚴重的困難:實驗條件不足、工作量大、課時緊、高考壓力大、教師怕麻煩等。雖然有關性探究教學的理論也在不斷地發展和完善,但在新課程背景下,探究性實驗教學還缺少系統的、全面的、深入的研究,尤其是針對教學實踐中師生面臨的實際問題的研究。這也是我國很多地方現行高中化學實驗的教學現狀。
基于上述背景的分析,我市提出“高中化學新課程探究性實驗教學的實施難點及改進研究”的新課題,側重于探究性實驗教學的實踐研究,了解、分析探究性實驗教學和學習的現狀,發現存在問題,尋找對策,反思總結經驗,逐步形成適合我市師生化學探究性實驗教學的模式,并利用本課題的研究成果進行輻射推廣,實現資源共享,分享經驗和智慧。
二、研究目的與意義
1.研究目的
(1)聚焦課堂教學,選取典型案例,進行研究分析,努力建構新課程探究性實驗教學模式和典型的探究方法,匯編成校本教參,改進化學實驗教學現狀,提升化學教學質量。
(2)結合教學實踐,撰寫有價值的課堂教學課例與實驗教學論文,以更好地適應新課程,增強學生對化學的學習興趣,增強學生的探究意識,培養學生的創新精神和創新能力。
2.研究意義
(1)通過本課題的研究來豐富探究性實驗教學理論,大膽地開創實驗教學的新局面。
(2)將課題的研究成果輻射推廣到其他學校,實現資源共享,分享經驗和智慧,為推動本市及全省系統地開展探究性實驗教學提供借鑒。
(3)為高中化學探究性實驗教學的研究提供一些實用性的建議與方法,同時,以點帶面為教育部門及教育者提供一些教育理念及教學策略,提升教師的綜合素質,改變傳統教學方式,改進中學化學教師的教學方法,使廣西能更好地實施新課改。
三、研究內容與重點
1.研究內容
以課題組成員任教班級學生為研究對象,立足教材,以高中化學的教學內容為出發點?;诟咧谢瘜W新課程標準,針對必修和選修模塊的內容,搜集、整理探究性實驗教學素材,課題組共同研究并對實驗進行分類,以模塊的形式開展探究性實驗教學環節的設計及策略研究。
2.研究重點
(1)高中化學探究性實驗教學的教學模式。
(2)高中化學探究性實驗教學的設計與實施策略。
四、研究過程與方法
1.研究過程
本課題的研究時間為兩年,大致分為三個階段。
第一階段(準備階段):2013年1月~2013年8月。
成立課題組,收集理論資料,組織課題組成員學習相關的材料,召開研討、協商會議,確定課題研究方向、目標和內容,完成課題研究的前期準備工作。
第二階段(研究實施階段):2013年9月~2014年12月。
根據課題制定的實施方案,課題組成員分工協作,開展工作并定期匯報。在此過程中,對實施方案不斷補充、完善。
(1)搜集、整理探究性實驗教學素材,備課組共同研究并對實驗進行分類,以模塊的形式開展探究性實驗教學環節的設計及策略研究。
(2)進行探究性學習的教學實踐。教師基于高中化學新課程標準,針對必修和選修模塊的內容,選取合適的教學內容,開設研究課、示范課,撰寫實驗教學案例、教學反思與論文,并在備課組活動中進行交流。
(3)通過學生反饋、觀摩課教師評課,總結經驗,編寫典型案例,完成優秀課堂教學實錄,逐步構建獨具特
色的化學探究性實驗教學實施策略。
(4)在第一輪實驗的基礎上調整方案,實施二輪實驗,初步構建化學探究性實驗教學模式。
(5)課題組每半個月召開一次會議,對研究情況實施監控。
利用2013年9月~2014年6月和2014年6月~2014年12月兩個階段進行中期評估,分析、歸納、反思、總結研究取得的階段性成果、存在問題及解決策略。
第三階段(結題階段):2015年1月~2015年3月。
全面分析、總結探究性實驗教學的設計思想,構建探究性實驗教學模式,形成探究性實驗教學理論系統。課題組成員收集、整理、完善實驗數據、文字資料、教學視頻等結題素材,系統總結課題研究的成果、積累的經驗、存在的問題以及今后攻關和努力的方向,完成課題結題申請表和論證書。
2.研究對象和方法
本課題以我市高中2012級、2013級2600名學生為觀察對象,針對目前化學實驗探究課存在的假探究、脫離實際等重大問題,研究能夠促進學生主體探究的校本教材、學材和習材以及與之相適應的實驗教學模式。擬采用的研究方法有:文獻資料法、問卷調查法、經驗總結法、案例研究法、測驗法等
五、研究基礎與理論假設
1.研究基礎
(1)本課題成員具有較高的教學、科研水平,其中課題負責人有著豐富的教學和科研經驗,是市級學科帶頭人之一,曾獲得“高中化學教學改革實踐的教師”稱號以及省級“優秀教師”稱號,成功負責兩個課題的研究,并獲得相關獎項,所撰寫的論文有2篇在核心期刊《中學化學教學參考》上發表,3篇獲得省級論文評比獎,并多次指導中學生研究性學習的課題研究,取得顯著成果。課題組其他成員具有本科和研究生學歷及豐富教學經驗,已參加過不同類型的教學研究,并在國家級刊物上發表相關論文,具有較高的教學科研能力。此外,組內多位成員參加過省級的新課改培訓,擁有1~2年的新課程教學實踐,對新課程實驗教學模式有著充分的了解,積攢了豐富的教學實踐經驗。這是課題研究最重要的軟件基礎。
2.理論假設
教學最優化理論、認知學習理論、建構主義學習理論。
【關鍵詞】初中化學 研究性 學習理念 策略探討 實驗教學
21世紀以來,全球經濟快速增長,我國社會地位也不斷的提高,隨著課改的深入推廣,學生在課堂上主體地位已經體現的越來越明顯,這與我國社會發展不謀而合。如今,社會更加需要有超強的實踐能力、創新能力以及廣闊思維的全面發展的學生,而這些能力的培養需要從教育中完成。初中化學作為一門啟蒙課程,對于剛剛接觸化學的學生而言,其理論知識可能會有一些難度,光靠死記硬背是不會有什么效果的。為此,通過研究性學習方式,去完成化學試驗被認為是一種好的化學教學方式。
一、目前初中化學實驗教學現狀分析
我們也經歷過初中,在剛剛開始接觸化學的時候我們會對化學實驗以及學習充滿興趣,因為化學實驗能夠激起我們學習的興趣,可從實際的初中化學實驗課上看,化學實驗課中還存在著一定的問題,如:
(一)實驗課上學生主體地位模糊
在目前的初中化學實驗課上,學生的主體地位依舊沒有被明顯體現出來,學生依然扮演這被動接受知識的角色,他們的學習主動性以及興趣都受到了一定的限制,學生學習方式更是單一,在學習的過程中沒能認真的去思考,也無法轉換思維角度去學習,更加不會應用研究性學習理念去學習,這使得學生在學習化學方面的思維受到了一定的禁錮。
(二)教師對化學實驗課認知存在問題
很多教師在化學實驗課上,對實驗教學所帶來的效果以及表現出來的功能都存在著單一化的認知,換言之,教師在實驗課上只重視對知識的傳授以及訓練學生的基本實驗技能。教師在黑板上去完成實驗,學生則在座位上去背實驗,教師忽視了對學生實踐能力以及創新思維的培養,導致了化學實驗課的功能沒有充分的發揮出來。
(三)受傳統教學觀念的影響
如今的化學實驗教學依舊受到傳統教學觀念的影響,教師在教學中一味的求升學率,只重視實驗課的結果,而實驗課過程中對學生的情感、態度以及價值觀念等的培養卻完全的忽視,嚴重的影響了學生的全面發展。
二、運用研究性學習理念改進初中化學實驗教學的策略以及案例分析
實踐表明,研究性學習能夠讓學生更好的去學習與發展,這種學習方式以學生自身為主,讓學生通過研究性的自主學習,更好的發展。為此,要促進學生的全面發展,就要將研究性學習理念運用到實際的教學當中來。
(一)為學生創造研究性學習的教學環境
初中化學課上研究性學習對學生而言十分重要,通常需要教師在課堂上提出問題,為學生設計一套合理的研究方案,然后先讓學生思考,再以小組的形式進行探討,最后完成化學實驗報告,由教師做出最后的評論。這時研究性學習的一個過程,教師在課堂上需按照這樣的過程去引導學生通過自己思考、實踐得出問題的答案。那么要實現研究性學習,就要采取以下的措施,即:
1、在教師提出問題后,教師要給學生充足的時間進而空間彼此之間進行研究與探討,同時也允許學生以不同的方式獲得信息,經過自己的整合思考,最終完成研究。
2、在這一過程中,教師要給予學生一定的發言權,同時給予他們適當的鼓勵,增強學生的自信心,多多肯定學生,讓他們能夠更加積極的參與到化學實驗課當中來。
(二)將研究性學習理念灌輸到實驗教學內容的選擇上
中學化學試驗課上,研究性學習是培養學生各方面學習能力的重要的渠道,那么在使用研究性學習方法的過程中,教師要對化學實驗內容進行精選,在精選的過程中應該教與研究性學習理念相結合,以確保學生所進行實驗的內容對開啟學生的思維以及培養他們實踐能力與創新能力方面有著積極的推動作用。
(三)研究性學習教學案例
某中學的化學實驗課,學習《二氧化碳制法以及性質》這節課時,運用研究性學習方法讓學生完成制取二氧化碳這個實驗。
在前一節理論課中,通過對二氧化碳性質的了解,在當前的這節課中教師讓學生通過動手操作完成二氧化碳制取的實驗。
首先,教師為學生創造出研究性學習環境,教師提出問題,如:“通過上節理論課學習,怎樣才能制取二氧化呢”?
其次,給學生足夠的思考與探討的時間與空間,讓后教師讓學生以小組的形式展開實驗,實驗的過程中,教師要密切的關注每位學生在實驗中的表現以及做法,一旦學生遇到困難,那么教師要給予適當的引導,避免學生的思維產生偏差。
最后,實驗完成后,教師對每個小組所做的實驗給予總結評價,并且要給予他們一定的鼓勵,增強他們自信心。在這一過程中,學生通過自己的思考完成實驗,使得他們的思維能力、動手操作能力以及創新能力都得到了一定程度的培養,使得初中化學試驗課能夠發揮最大的功能,推動學生更好的發展。