书城科普读物动手做实验丛书--化学实验教学改革指导
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第18章 化学实验教学方法的创新(3)

其中穿插其他活动,如实验板报、问题解答等。对他们要求经过一段时间后:一是基本操作人人过关,教师亲自检查;二是能独立完成课本内容的所有演示和学生实验,由小组成员互相检查;三是能针对某段内容自己设计有关实验;四是能表演一些趣味性较浓的实验、“魔术”如凉水点灯、滴水生(成)烟、变色喷泉等,他们每天下午三四节和假日在实验室活动。

抓好这个点使他们的实验水平达到要求水平以上,成为班级的学习和实验骨干。

以点带面抓好课外小组这个点,就要用这个点来带动全班级这个面。其方式也很多,诸如让活动小组的同学进行晚会表演,讲化学家的故事,出板报,搞实验问题解答、有奖智力竞赛等活动来活跃气氛;用化学方法解决一些日常生活中的问题,如洗墨迹、眼镜修理粘接等提高同学们的兴趣,去掉一种怕、难的思想感觉,使他们都想跃跃欲试。把小组的同学分散到各实验组特别是实验能力差的组,通过小组同学进行基本操作示范、动作纠正和实验指导,使他们明白怎样观察、分析、解释,并进行问题讨论。这样用骨干带一般生,避免了教师精力分散的弊端,并使全班学生的实验水平大幅度提高,为教师教学打下了良好的基础。这时可以把部分课堂演示实验直接改为学生实验,以增强学生的感性认识,这样既培养了一批成绩优异的学生,又可使平均水平上升,从而大大提高了实验教学的质量。

增做化学实验提高教学效益

为减轻学生负担,提高教学质量,教师可以增做一些直观性好,趣味性较强的实验,更能取得令人满意的效果。

例如,在制取氧气的实验中,所用氯酸钾晶体要求研细,还向学生强调指出,在研细氯酸钾时,必须注意氯酸钾的纯度,绝不能混入木炭等可燃物质,否则,有可能发生爆炸。然而,许多学生却不以为然,他们在操作时对此注意事项并不介意。为了引起学生的重视,增做了一个制造欢喜弹的实验:

①将适量的氯酸钾和红磷撒入盛有浓酒精的烧杯中,将其调成糊状混合物(干燥的氯酸钾与红磷混合极易发生爆炸,而将二者放入酒精中混合则比较安全)。

②折取一段粉笔,在一端截面钻一个半粒黄豆大小的坑,再向坑内填入上面调制好的糊状混合物,然后放在太阳下晒干,一颗“欢喜弹”就制成了。只要将“欢喜弹”往地上一摔,就会发现声音较大而无危险的爆炸。当学生知道目前市售的许多玩具枪的子弹也是按这一配方制作时,显得非常高兴,他们想原来玩具枪子弹的制作过程,都要用到化学知识。至此,学生对氯酸钾中若混入了木炭等可燃物质,受到撞击极易发生爆炸这一点,不需教师再多说,就记住了。

又如在讲浓硫酸的稀释时,尽管教师按照课本要求,反复强调稀释时,一定要将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入水中,并且要不断地搅动,让产生的热尽快散失,以免造成事故。可仍有一部分学生未能记住。有的学生对课文中提出的要求半信半疑,心想,不至于像课文中所说的那么严重吧。为让学生对这个要求信服并记住,我增做了一个验证性实验:在一个蒸发皿内先倒入浓硫酸,再用一个带橡皮塞的玻璃钟罩罩住,橡皮塞中插有一支大号胶头滴管,滴管内事先吸饱了水。实验开始,猛挤橡皮胶头,将水射入蒸发皿,瞬间,就可看到钟罩里面酸液四溅,雾气腾腾。学生惊叫:“太危险了”,这就激发了学生专注地倾听教师讲解的很好状态,接着教师讲解:“大家知道,浓硫酸很容易溶解于水,且溶解时会放出大量的热。实验时将水射进硫酸,因硫酸溶解于水时产生的大量的热,未能及时散失,使水立即剧烈沸腾,致使硫酸液滴向四周飞溅”。讲完之后,再领学生阅读课文中的有关叙述。仅用几分钟,学生不仅对课文中关于稀释浓硫酸可能产生危险的叙述深信不疑,而且对稀释浓硫酸实验的正确操作顺序也铭记在心了。

再如,用试管对固体物质加热(如氧气的制取)要求试管口要略低于试管底,否则,药品湿存水冷凝液的回流会使试管炸裂。对这一点,教师在课堂上可谓费尽口舌,而在实际操作或绘制装置图时,总有一些学生不规范,不是将试管平放,就是将试管口高于试管底。对于这个情况,我又专门做了一个违反操作规程的实验:取适量硫酸铜晶体置于试管内,按试管口略低于试管底的正确操作,固定在铁架上,然后给蓝色晶体加热至变成白色粉末。当学生看到有水自试管口流出后,就取下试管,随即正放在试管架上,只听到“啪”的一声,试管底炸裂了。学生在为损失一支试管而惋惜的同时,也记住了用试管加热固体物质的正确操作步骤,这在以后的作业及测试中得到了证明。事后,有的师生将这个用一支试管换来的成绩风趣地说“这真是丢了芝麻,抱回了西瓜”。

类似以上的例子还很多,这里就不一一列举了。增做实验,确实是提高化学教学质量的好办法之一。因为增加的这些实验,能使有些原本难学、难记的知识,变得易理解易记忆,学生的学习劲头也变大了。无疑化学教学质量也会得到相应的提高。

中学化学启发性实验教学

启发性实验是让学生在实验和观察的基础上,通过科学抽象和逻辑思维,自己概括和归纳得出结论,达到理性认识的一种实验教学形式。在这里是实验在前,化学概念的形成、规律性的认识在后。前者是后者在认识上的感性基础,后者是前者发展的必然结果。启发性实验教学的优点是:从问题的提出开始,到形成化学概念、解决问题为止,学生始终处于独立探索的学习情境中,实验的成功,数据的分析和处理,结论的得出,使学生能初步尝试到科学探索的乐趣,这无疑会激发学生的学习积极性,使学生受到科学方法的系统训练,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。怎样进行启发性实验教学呢?我们总结其基本过程大体可以分为以下几个步骤:

(1)由教师或学生提出要解决的问题;(2)让学生通过实验和观察化学现象、测定数据,做好实验记录;(3)让学生对所收集到的化学现象和数据进行研究、分析和处理;(4)在教师启发引导下,让学生在分析、处理材料和数据的基础上,经过抽象、概括、归纳得出结论、形成概念,认识规律。例如,氧气制备实验是学生第一次接触到成套装置。过去一般都是将成套装置装配好后演示给学生看的验证实验方法,学生的学习兴趣不高。改用启发性实验,首先让学生带着问题从课本中的实验1-6、1-7、1-8入手,让学生自己来确定实验室制备氧气是用氯酸钾加二氧化锰作催化剂,条件是加热。然后再提出问题,氧气有广泛的用途,要制取几瓶氧气,还需要用哪些仪器?又应该怎样连接装配?如何收集氧气呢?并帮助学生讨论,指出上述实验中仪器的缺陷,要求学生亲自动手用已学过的仪器,从固体药品的加热,到气体的收集来逐一设计。这样才会使学生明确成套装置中每一件仪器和零件的重要作用。另外,学生通过自己动手组装,也会感到似乎发明了实验室制备氧气的实验装置,兴趣猛增,而且还能灵活地掌握实验原理。这不仅培养了学生的创造思维,学会提出问题、解决问题的方法,而且为今后自己设计实验方案、进行独立实验打下了良好的基础。又如,学习“酸、碱、盐”一章,各类物质的性质都是由实验引出的,我们也可采用先感性(学生实验)后理性(分析归纳)的启发性实验教学方法,通过实验事实,引导学生由个别到一般,再由一般到个别去发现和归纳出置换反应和复分解反应等一般规律,让实验成为学生不断发展和研究问题的必经之路。

做好启发性实验,要求教师发挥创造性,要设计出启发性实验的具体教学方案。为此,教师要在认真研究分析教材所提供的教学内容和实验素材的基础上,在不变动教材内容的前提下,设计出实验的内容和步骤,根据需要可以适当增加实验,也可以将验证性实验改为启发性实验,以取得较好的教学效果。

实验引导发现

当前,许多教师都在积极思考,怎样才能使学生不但学会,而且会学,即通过教育既解决“授鱼”又解决“授渔”的问题。

化学是以实验为基础的学科。教师应试着通过实验给予学生启发,用实验引导学生发现。具体可从以下几方面作出努力。

通过实验创设问题情境化学教学过程中,经常会碰到一些抽象的概念,学生学起来觉得枯燥乏味。遇到这种情况,我就用实验创设一个特殊的问题情境,以激发学生自己去寻找答案,达到理解概念,掌握概念的目的。比如在讲燃烧、着火点、自燃等概念时,我先给学生演示“扇风点火”的实验:用扇子轻轻地对着浸过白磷二硫化碳溶液的滤纸扇风,大家目睹滤纸突然烧着了。学生非常奇怪,怎么不用火柴点,仅用扇子扇就能使滤纸燃烧了呢?我没有直接回答学生的疑问,而是让学生自己阅读课本,从中找到“谜底”,悟出道理。

运用实验激发学习兴趣如果实验安排、操作得好,就能激发起学生浓厚的学习兴趣,产生良好的教学效果。比如在讲怎样检验氧气时,我没按照课文直接介绍氧气的检验方法,而是让学生先看一组演示实验:取出三只盖有玻片的集气瓶,告诉学生其中依次分别装的空气,二氧化碳气体和氧气,然后分别用燃着的木条插入其中,反复操作几次,实验现象非常明显,燃着的木条插入盛空气的瓶中,看不出变化;插入盛二氧化碳的瓶中,燃着的木条火即刻熄灭;插入盛氧气的瓶中,火烧得更旺,顿时明亮了许多,取出木条,吹灭火焰,将带火星的木条再伸入其中,木条复燃且烧得很旺。至此,不用教师再作解释,学生就在愉快的观察中,轻松地掌握了氧气的检验方法。但为了让学生对氧气的检验能作正确的表述,还要求学生将课文中的有关叙述作必要的记忆。

通过实验掌握知识规律有时为提高化学教学的效果,教师可增设一些学生实验,让学生通过实验掌握知识规律,增强实验操作的热情。比如在讲盐与某些金属反应时,我为学生提供几种金属与几种盐溶液,让学生通过实验,自己总结出盐与金属反应的一般规律。再提醒他们将自己得出的规律与课文中的叙述作比较,看看自己总结出的规律是否有不完善、不确切的地方。

最后,要求学生再进一步设计实验验证规律。

这样做,既有利于学生掌握知识,又可让学生因品尝到成功的愉悦,从而密切与化学学科的感情。

通过实验培养学生的道德情操

规范化的实验操作,是提高学生道德情操的一种手段。如在讲授化学实验基本操作时,设计两个不规范操作。第一个是将一枚小铁块投入竖直夹持的试管中(宜取用有不易觉察裂痕的废试管)。结果,试管底被击穿。至此,再告诉学生要不损坏玻璃器皿,在向玻璃器皿中加入固体颗粒时,必须沿着倾斜的器皿壁慢慢滑下。由于看了实验,这个操作要求,学生就很容易理解,并落实在以后的行动中。第二个是,将浓硫酸有意滴到一块布片上,在学生看到布片被严重腐蚀后,告诉他们,若使用酸、碱溶液,一定要小心谨慎,若不当心溅在衣服上,衣服将被腐蚀,溅在皮肤上,皮肤会遭灼伤。通过不规范操作的表演和阐述,学生明确了要不损坏仪器,要使操作安全,规范操作是关键。因此,在每次动手实验之前,一定要认真预习,弄清每一个操作要求、可能出现的故障及排除方法之后,再动手操作。

实验读书指导教学法

中学是人才成长的重要阶段,而培养学生的各种能力则是中学教育的重要任务之一。但由于受旧教学方法的影响,在一些学校仍存在着老师照本宣科,学生死记硬背的填鸭式教学方法,这样的教学方法必然导致学生“高分低能”,显然,它是不利于人才成长的。

教育学家夸美纽斯曾在他的名着《大教学论》中说过,时间与精力的浪费,是从错误的方法产生的。这就要求教师尽快改进教学方法,在发挥学生的主动性,培养学生能力上下功夫。

具体的做法如下。

指导思想

在教学方法中,“读书指导法”对于培养学生独立钻研的能力很有益处,它是教师指导学生通过阅读教科书和参考书以获得知识的方法。化学学科有它自身的特点,它是一门以实验为基础的科学,多数规律,结论都是通过实验直接得出的,且许多可在课堂上再现出来,这正是化学教学中启发学生独立思维、培养学生能力的好机会。为了培养学生的自学能力和独立钻研精神,自己在老教师的指导下做了一些尝试:结合化学特点,把演示实验渗透到“读书指导法”中,通过演示实验来引导学生观察、阅读、思维以使学生获得知识与能力。为便于讨论问题,这种方法暂叫“实验读书指导法。”

课堂结构

在教学中我们是这样做的:上课后,先向学生讲明课题,即本节所讨论的问题,下来开始做有关演示实验(若条件许可,可让学生自己动手实验,这样效果更好,不过要向学生讲明实验要领,以防拖延教学进度)。做演示实验以前要向学生讲明重点观察的方面及观察要领。

实验完毕,在观察了实验现象后,立即向学生提出具体要解决的各个问题,然后指定阅读课本中有关章节或段落。在此,问题一定要提得简明扼要、突出问题的重点和实质,以便学生带着问题去阅读。在阅读的过程中,教师在教室巡回,密切注意各类学生(上,中、下程度)的阅读情况,为后面的“精讲”提供根据,并注意辅导差生。等绝大部分学生阅读完以后,则组织学生进行讨论,可让学生分组或和邻桌同学讨论,也可全班统一在教师的主持下以一人回答,大家补充的方式讨论,此时教师要注意活跃课堂气氛,使学生踊跃地、大胆地谈出自己对问题的看法,对回答得较好的学生应及时予以表扬,这是对学生的“反馈”,无疑会增加学生的学习自觉性,增强其勇于探索的精神,提高其读书自学的兴趣。最后由教师归纳学生意见,去粗取精,得出正确结论。在此,教师应做一精讲,对于重点应点清,对于难点应点透,这两个“点”要起到画龙点晴之作用。并注意在树立正确观点、屏弃学生的不正确观点时,要对具有代表性的错误观点加以剖析,这就要求教师在备课中充分估计学生的各种可能回答。总之,“实验读书指导法”分以下几步来做:实验→设疑→阅读→讨论→总结。

自己用此法进行教学收到了较好的效果,这对培养学生勤于思考的精神,及早掌握自学能力以及纠正当前一些学生不喜欢钻研课本的习惯都是有帮助的。这样上课,学生普遍反映“知识理解得透,记忆得牢,有趣味性”。

教学实例

Ⅰ课题:

初中化学第四章第二节——溶解的过程。

Ⅱ教学目的:

(1)通过分析溶解过程的吸热和放热现象,使学生认识物质溶解的过程以及溶解的实质。