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中学化学实验教学改革的几点尝试

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化学实验教学的重要性是毋庸置疑的。然而,如何开展中学化学实验教学却也是新课程改革以后困扰着广大中学化学教学的一个急需解决的问题。这些年,我们在教学过程中对中学化学实验教学进行了一些改革的尝试,在此向同行略作汇报。

一、改革课堂演示实验,增加学生自己发现问题、解决问题的能力

现在学生大多喜欢挑战,他们常常把自己当作或希望自己是一个探索者、研究者和发现者。教师可利用这一心理特点,在课堂上让其扮演探索者、研究者和发现者的角色,根据不同内容采用不同教学方法充分发挥演示实验对学生科学素养的培养。

1.把教师演示实验变为学生演示实验

中学化学教学过程中往往将实验分为两种:演示实验和学生实验。演示实验一般由教师在台上演示,学生在台下观察教师的实验过程和实验现象,实践证明这个方法效果并不是太好。按照新课程要求,中学教学应该引导学生自主学习,使学生真正成为学习的主人。由此,笔者斗胆尝试把教师的演示实验改为学生自己演示实验,教师和其他同学在台下观察演示的过程,要求同学们仔细观察演示者的操作情况以及实验现象,实验完毕,师生共同总结其规范性的操作步骤以及实验结论。结果,学生参与实验的兴趣大增,学习化学热情高涨。苏教版必修1专题2第二单元碳酸钠的性质与应用中,教师演示【实验1】澄清石灰水和CaCl2溶液分别与碳酸钠、碳酸氢钠溶液的反应、【实验2】盐酸和碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的反应,实验前教师引导全班同学共同回顾溶液的取用方法,滴管的正确使用等实验注意事项,然后请两组学生自愿上台动手进行实验,学生亲自实践滴管的使用、溶液的取用等基本技能,观察实验现象,感受实验结果,加深对这两个重点知识的理解,对于后续学习CO32-、HCO3-的检验以及高中化学难点之一碳酸钠和盐酸反应产生气体的图像问题有很大的帮助,更重要的是增加了学生的实验机会。

在教学中,教师尽可能把一些学生可操作的演示实验改为学生演示实验,提供更多的实验锻炼机会,可以提高学生的学习兴趣。不过教师在进行实验评价时应多一点鼓励和表扬,少一点批评和指责,当学生上讲台演示,教师作提示和配合,更能使学生的注意力集中,激发兴趣。

2.把验证物质性质实验变为学生的探究性实验

把被动的验证演示变为主动的研究性演示,把照本宣科地进行知识的介绍和演示,变为让学生主动地进行探究性学习,由于同类物质具有相似的化学性质,学生可以根据已学知识预测新物质的性质,而后利用化学实验进行验证,新旧知识相辅相成,这种改变以往被动接受知识的方式为学生主动探究化学知识的学习方式受到了广大学生的欢迎。例如,必修1中学习了浓硫酸的性质后,为了说明浓硝酸具有强氧化性,安排了铜和浓硝酸反应的演示实验,在做这个演示实验之前,可先组织学生根据浓硫酸的性质自己设计实验证明浓硝酸具有强氧化性的各种实验方案,然后让学生上台演示,论证自己的设计方案,这样就能使铜和浓硝酸反应的实验,成为他们的研究成果,同时又再次加深了对两种酸的区别的认识,取得更好的教学效果。

3.增加演示实验数量,加深学生对知识点的理解和掌握

根据教材情况,在引入知识、应用知识等方面设计演示实验,如必修1中浓硝酸、稀硝酸氧化性强弱的比较中,教师可先不直接告诉学生浓硝酸氧化性比较强的原因,而是告诉学生氧化性强弱比较可以通过反应速率、反应条件等进行比较学习,并让学生根据所学知识设计实验方案(当然这些方案都是在课后学习小组讨论产生的),在课堂上学生进行实验验证,最终得出实验结论。例如,在学习氮族元素氮的氧化物性质时补充二氧化氮和水反应的实验及其产物验证,学生对实验现象有一种更为直观的认识,印象深刻,有利于这些物质化学性质的理解和掌握。当然,这些增补的实验有的原理和仪器装置较复杂,演示时可以教师为主,让学生协助,增加实验的有效性和安全性。学习钠性质后,可以采用实验的方法探究钾投入水中反应的情况,通过和钠投入水中反应的现象的对比,学生不难发现,并归纳出两者的异同,同时两者的密度大小关系以及同族元素性质的递变性也就总结出来。

由于现有的教学条件的限制我们无法经常性地进行学生实验,所以让学生经常性地上台演示就显得更为必要,它可以增强学生对知识的理解,开拓学习思维,提高学习能力,又使学生对外部压力的心理承受能力,即学生的心理素质得到锻炼,同时也可使学生实验技能不断提高,培养学生实事求是、严谨务实的科学态度。

二、正确对待实验中的意外现象,提高学生的创新能力

在实验教学过程中,常常出现教师并未预设的知识或实验现象,如果一味地回避学生的问题,或者告诉学生“此类问题不必进一步探究”,容易削弱学生研究问题的积极性,化学学习的积极性也会受到影响。在性质的教学时,在讲授SO2相关性质知识后,笔者提出思考问题:SO2和Cl2均有漂白性,都能使品红溶液褪色,如果把两者同时通入品红溶液中,漂白效果更好吗?并说明理由。大部分的学生都回答了两者之间发生了反应,生成没有漂白性的盐酸和硫酸,但有一个学生提出如果两者没有恰好完全反应,其中一个有剩余呢?笔者当时一愣,大脑迅速思考:当堂打住,还是鼓励学生们探究?稍稍思索后决定让学生自己完成,把学生分成三组:

第一组:完成SO2过量的实验,观察实验现象并分析实验原理;

第二组:完成Cl2过量的实验,观察实验现象并分析实验原理;

第三组:完成控制氯气和二氧化硫气体比例为1:1的实验,观察实验现象并分析实验原理。

学生通过观察实验现象并分析实验原理最后得出结论:当它们恰好完全反应时,两种物质就会失去原来的漂白作用。而当它们当中的任何一种物质过量时,反应后的溶液就会反映出这种过量物质的性质。因此,当两种气体以物质的量比为1:1通入溶液中,品红溶液不褪色;而二氧化硫过量时,溶液褪色,给溶液加热后溶液的颜色会复原;当氯气过量时,也能使品红溶液褪色,但加热不能使溶液颜色复原,全班同学加深了对两者漂白性的认识,而且那个发问的学生学习化学更积极了。又如,在《化学反应与能量变化》的教学过程中,为了加深学生对吸热反应的理解进行了NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应中能量的变化检验,同学们通过实验操作明显闻到有刺激性气味气体产生,也感到烧杯下壁温度降低了,烧杯下的小玻璃片有的还粘在烧杯上了,于是归纳出了结论:该反应是一个吸热反应。可是马上就有一位同学进一步总结:实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙反应,在持续加热的条件下进行的,所以,铵盐和碱的反应都是吸热反应。当时笔者和全班同学一同设计如下实验:

①将NH4Cl固体和KOH固体混合进行反应,测定温度的变化;

②将NH4Br固体和Ba(OH)2·8H2O混合进行反应,测定温度的变化;

③将NH4Cl固体和Ba(OH)2·8H2O晶体分别配成溶液反应,测定温度变化;

④将NH4Cl溶液和NaOH溶液进行反应,测定温度变化。

实验后学生得出了溶液中的反应是放热反应,但在固态的时候不一定都是吸热的。铵盐与碱的反应,既有吸热反应,又有放热反应,不能简单认为:铵盐与碱的反应都是吸热反应。同时笔者还鼓励学生通过查阅资料了解原因,学生的发现问题、解决问题的能力也就得到了锻炼。

因此,教师在教学过程中科学地对待学生的提问,不但满足学生的好奇心,提高学生的求知欲,培养学生的探索精神,养成科学的学习习惯,努力攀登科学的高峰,同时也对我们自身专业素养的提升也有很大的帮助。