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化學探究的主要步驟模板(10篇)

時間:2023-08-11 16:55:54

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化學探究的主要步驟

篇1

【分類號】G633.8

一、問題的提出

大多數高中學生認為化學難學,化學實驗更是難上加難。究其原因是多方面的,大多數高中學校的實驗軟硬件都離教學大綱要求,而新課改對學生自主學習和合作探究能力提出了更高的要求,如何在現有條件下的實驗教學中培養學生探究學習所需的各項基本技能,對新課程目標的達成起著決定性的作用。在化學實驗的教學中我主要采取了“體驗式探究學習”。即在學習過程中,讓學生從已有的實際經驗出發,親自經歷實際問題的操作、解釋與應用過程,并在此基礎上主動建構知識、獲得學習方法。在新課程背景下,構建體驗式探究學習的教學模式,對轉變學生化學實驗的學習方式,激發學生對化學的學習興趣有一定的積極作用。

二、“體驗式探究學習”化學實驗教學模式的指導思想

實施體驗式探究學習首先要求學生要有一定的問題意識,能夠在科學領域和現實生活中發現問題;其次要求學生能提出解決問題的假設;再次學生要有獨立開展探究活動的能力,通過探究,得出科學結論。所以教師有必要在事前向學生傳授各種方法,對學生的活動提出明確的要求,最終達到學生獨立嘗試探究的境界,并引導學生反思總結,提升學生的思維,培養學生的創造能力。

三、“體驗式探究學習”化學實驗教學模式的具體實施

根據上述探究能力培養的發展原則,可以根據不同學段、不同課題開展結構型探究、誘導型探究、自由型探究、反思型探究等不同層次的驗教學,從而達到循序漸進、科學有序地培養學生的探究能力。

1、 實施結構型探究實驗教學,養成學生探究的基本技能,優化學生的探究作風

結構型探究實驗教學是指在實驗教學中,對所進行的演示或分組實驗給予探究目的、提供實驗探究框架、提供探究及實驗所需材料、提供實驗步驟等內容,但不給出預期的結果和結果要反映的實質性知識,學生只要在相應框架下按部就班進行實驗的實驗教學活動。其功能主要在于培養學生的探究習慣,形成比較規范的操作技能和探究方法,不注重學生的發散思維能力的培養,主要在于實驗步驟的培養。如關于氯氣的性質探究實驗教學活動:

實驗 1、取兩瓶氯氣觀察,然后把一瓶倒扣在水槽中,振蕩;與另一瓶氯氣對比觀察。

實驗 2、先聞氯水的氣味,然后取2ml氯水于試管中,并滴加2滴石蕊試液。

實驗3、取2 ml的氯水于試管,先加AgNO3,再滴加稀硝酸。

學生通過這些步驟的學習,養成手取物品、倒扣、振蕩、定向觀察、對比觀察、藥品取用、儀器使用等基本操作,并進一步培養學生對比、分析、歸納的能力,養成探究過程的嚴謹之風。

2、 實施誘導型探究實驗教學,養成學生的探究設計能力,優化學生的探究思路

誘導型實驗探究教學是指在實驗教學中,通過一定的情景創設,提出教學需要解決的問題,誘發學生的實驗探究動機,探究問題或探究目的明確,但沒有提供實驗的具體步驟,藥品及器材都需自行準備,實驗步驟自己規劃,實驗過程中遇到困難請教教師,整個探究實驗建立在教師指導和誘導下進行。這種探究有一定的開放性,有利于學生發散思維的培養,但必須建立在規范操作基礎之上,對科學素養的培養有比較高的提升。

如,鈉的化學性質實驗教學,教師結合帶來的鈉,提出如下問題和新聞背景。

【事實一】鈉元素在自然界中分布很廣,在海水中儲量極為豐富,但只以化合態形式存在:NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3。

【事實二】一則報道:珠江河段“水雷”劇烈爆炸(鈉的爆炸)(詳見中國新聞社2001年7月9日)。

進而提出探究問題:為什么自然界中不存在單質呢?鈉有什么性質?

在引導學生對鈉原子結構進行分析、猜想后,教師提供實驗探究思路指導:

⑴鑒于上述對鈉的了解和猜測,你準備如何探究鈉的物理性質和化學性質,請考慮藥品用量及儀器。

⑵請寫出你的探究步驟?

⑶小組合作交流,。將觀察到的實驗現象和所得的結論小組交流。

(4)對出現不同現象者,請提出質疑性的問題。

通過教師誘導,學生半開放式的實驗探究,金屬鈉的性質漸漸展開,學生的學習逐漸推向。

3、 實施自由型探究實驗教學,培養學生發現問題的能力,提升學生的探究境界

自由型實驗探究教學指教師借助學習和生活平臺,開放實驗室讓學生為解決實驗中遇到具體的問題或為解開某一感興趣的模糊領域的事情而自發進行的實驗探究學習活動。這種探究屬于探究學習的最高層次,在化學的模塊教學體系中比較少用,但適用于學生的研究性學習。

查閱相關物質的性質知識依據物質的性質和實驗條件確定實驗方案制定實驗步驟和具體操作方法選擇、準備實驗儀器進行實驗,記錄實驗現象分析現象,推理、判斷,得出結論。如課程實驗的問題也可成為很好的自由型實驗探究課題,通過這些實驗中產生的新問題,拓展化學探究的空間,延伸學生的思維,使學生獲取新的知識。

4、 實施反思型探究實驗教學,培養學生的質疑能力,提升學生的探究勇氣

反思型探究實驗教學是指利用實驗教學平臺,對教材中不成功的實驗或自己實驗中出現的反常現象進行反思,調整實驗思路,更換實驗器材,調整實驗周邊環境,在實驗的成敗得失分析中獲取知識。如人教版高中化學《必修一》傳統地按教材實驗室用NH4Cl與Ca(OH)2加熱制取氨氣時,室溫在28℃以上,試管不易破損。室溫在28℃以下,試管易破損,溫度越低,破損率越高,在溫度低于25℃以下,試管破損率可達90%以上。如果改用(NH4)2SO4來代替NH4Cl制取氨氣,試管不易破損。另一方面,生成的CaCl2會吸收大量的氨氣,造成藥品浪費。因此實驗室用固體加熱制取氨氣,(NH4)2SO4是最優試劑。

袁振國指出:“過程教學比結果教學更重要,因為任何知識都有它的來龍去脈,都有它產生、發展、更新的過程。”其實,追尋知識發展的過程,就是將我們的思維活動一步步帶入深入的過程。因此,在化學實驗教學中,教師要更多地創設真實的問題情境,讓學生經歷有意義的過程體驗,提高化學實驗教學效果。

參考文獻:

篇2

中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0225-04

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗是化學教學不可分割的一個重要組成部分,也是學好化學的一個重要途徑,是評價教育質量的一個重要方面,也是提高化學教學質量的重要一環。化學科學的形成和發展離不開實驗,通過實驗以及對實驗現象的觀察、記錄、分析等,可以發現和驗證化學原理,從而提高學生的觀察、思維、動手能力,培養學生的興趣,激發學生的探究欲望。重視化學實驗教學,是當前化學教學改革的一項重要內容,也是培養學生能力的有效途徑,可以幫助學生理解和鞏固化學知識、形成化學概念。在日常教育中,我們應重視以下幾個方面的工作。

一、明確化學實驗在教學中的作用和地位

化學是以實驗為基礎的科學,化學實驗的奠基人波義耳認為:“只有應用嚴密和科學的實驗方法才能把化學確立為科學。”因此,在化學教學中,實驗是教師傳授知識的重要手段,是學生獲得感性知識的必由之路,化學實驗是進行科學探究的重要途徑,通過探究實驗,可以開拓學生思維,拓寬學生的視野,培養學生主動求知、獨立思考、運用知識解決實際問題的能力,養成從實際出發、實事求是的科學態度,激發學生尊重知識、追求卓越的上進精神,培養學生的邏輯思維能力。因此,化學實驗是化學教學最基礎、最重要的教學手段。

二、補充趣味實驗,激發學生學習興趣

興趣是最好的老師,它既是促使學生積極主動學習的基礎,也是良好教學效果的保證。九年級化學是化學教育的啟蒙階段,學生充滿了好奇心和神秘感,作為教師應把握時機,抓住學生的心理,利用學生對學習化學的渴望及激情,激發學生學習化學的興趣,創造一個良好的開端,在教學中,教師可演示一些興趣實驗來激發學生的興趣。如:

興趣實驗一:魔棒點燈。

教師問:怎樣能點燃蠟燭、酒精燈呢?

學生答:用火柴、打火機等點火工具。

此時教師用一根玻璃棒蘸點藥品(白磷)后輕輕一碰酒精燈的燈芯,酒精燈奇跡般地被點燃。

興趣實驗二:“清水”變“牛奶”。

教師準備一小燒杯“清水”(澄清石灰水)和一根吸管讓一學生往“清水”內吹氣,過一會兒“清水”變為“牛奶”。

興趣實驗三:“牛奶”變“清水”。

再讓一學生在興趣實驗二的“牛奶”中吹氣,過一會兒“牛奶”變為了“清水”。

興趣實驗四:反復無常。

教師在無色NaOH溶液中滴加無色酚酞試液,溶液顏色變紅,再滴稀HCl,顏色消失,再加NaOH溶液再次變紅,如此反復幾次。

通過興趣實驗,可以讓學生充分感受到前所未有的神秘與好奇,從而把學生強烈的求知欲調動起來,使他們在一個又一個的疑問中激發出求知與探索的強烈愿望。

三、重視實驗分析,培養學生思維能力

在化學實驗中,強化學生思維培養,是掌握化學知識的需要,也是學習活動的需要,更是素質教育的需要。化學是以實驗為基礎的自然科學,實驗是學習化學知識的基礎和化學入門的向導,學生以實驗操作為基礎,初步了解化學原理,歸納化學知識的規律,從而形成完整的化學知識網絡,構建化學知識框架。因此教師在講授化學實驗課中,應適時結合實驗操作過程,引導學生觀察反應現象,創新思維,總結規律,使學生在知識、能力、品格各方面得到綜合提高。

切實加強培養學生的思維能力,應根據實驗的三個關鍵步驟,指導學生進行思維訓練。化學實驗的三個關鍵步驟為:①反應原理;②儀器組裝;③實驗操作過程。任課教師在化學實驗教學中,指導學生對三個關鍵步驟進行理解、探索和分析,培養學生的思維能力。

首先是反應原理的思維培養。反應原理,是一個化學實驗的理論原理,即用什么反應物,通過什么條件,得到所需要的物質。可從以下角度指導學生思維:

1.變化原理――什么反應物(有沒有代用物,為什么要選用這些物質,理論依據是什么),屬什么反應類型,生成什么物質,有什么副反應,為什么有這樣的變化。

2.反應條件――化學實驗時需要什么溫度、壓強,是否使用催化劑,物質的狀態是什么,選擇這些條件的依據是什么。

3.定量關系――即反應物之間的微粒數目、體積、質量等的定量關系,為什么這樣的定量關系才是最佳的比例關系。

其次是儀器組裝的思維培養。“儀器組裝”是指為了完成某個具體的實驗,應選擇什么設備、儀器,進行什么樣的連接,達到反應的最佳效果。應從以下二個方面指導學生思維。

1.選用儀器――根據反應原理,對反應物需要選用什么儀器進行稱量或量取,對生成物需要選用什么儀器進行檢驗、收集、干燥、除雜、分離以及尾氣處理等,對反應條件需要選用什么儀器進行加熱、緩沖等,這些儀器為什么是最適宜的儀器,有沒有可代替的儀器。

2.組裝儀器――遵循從左到右、從下到上和實驗需要,選用不同規格、大小的儀器合理搭配、組合連接,達到實驗的最佳效果。還應思考有沒有代用儀器以及不按照此組裝順序進行會帶來什么后果。

最后是實驗操作過程的思維培養。“實驗操作過程“是根據反應原理、儀器組裝,由學生根據一定程序和步驟進行實驗操作活動的過程。應從以下幾個方面指導學生思維。

1.實驗步驟――根據實驗要求確定最佳實驗步驟,充分利用反應物,節約藥品,消耗最少能量,最大限度減少環境的污染,完全收集生產物,合理處理反應廢棄物。

2.安全防范――根據反應原理及實驗步驟思考實驗過程中的不安全因素,確定安全防范措施,做好事故應急處理準備工作,準備必要的應急藥品和必要的應急物品。

3.注意事項――實驗操作過程應根據實驗步驟和順序注意應該做什么,什么不能做,杜絕安全事故的發生,確保實驗順利、安全完成。

運用化學實驗的三個關鍵步驟可以積極培養學生思維能力,逐步提高分析問題和解決問題的能力。

四、注重學生實驗,培養學生動手能力

在學完化學實驗基本操作后,盡量讓學生親自操作,實驗本身就是一件動手動腦的活動,學生若不親自動手,就無法體驗失敗的痛苦和成功的喜悅。只有動手做實驗,才能觀察到生動有趣的化學變化,培養實事求是的科學態度和嚴謹的學風,通過動手、動腦、動眼,發揮人體潛能,發展學生智力,培養興趣。教師可以設計一些簡單的實驗,讓學生自已動手做實驗,觀察、分析實驗現象,培養學生的動手能力和思維能力。如:在講述H2的制取時,教師可提供稀H2SO4,讓學生自備藥品Fe(鐵釘)、Zn(廢干電池外殼),讓學生做Fe和稀H2SO4反應制H2和Zn,與稀H2SO4反應制H2的實驗,觀察對比實驗現象,通過師生討論,對比得到Zn和H2SO4反應的速度比Fe和稀H2SO4反應快,而且Zn的價格比Fe便宜。因此,實驗室制取H2用Zn和H2SO4。這樣既培養了學生的動手能力和思維能力,又增強了化學與社會聯系的意識。在講完濃H2SO4稀釋的注意事項后,教師可以讓學生稀釋濃H2SO4,讓學生感受溶解時能量的變化以及培養學生嚴謹的實驗態度和安全操作意識。

在演示實驗中,也可讓學生參與,如在講述《CO2的性質、用途及制法》時,在預習中要求學生思考實驗時應如何操作,并要求學生收集一些家庭裝修時廢棄的大理石碎片。在學生熟練掌握理論知識的前提下,指導學生做CO2的性質實驗:①CO2密度比空氣大的實驗。②CO2通入紫色石蕊試液并加熱的實驗。③CO2通入澄清石灰水的實驗。實驗時要求學生一邊做實驗,一邊觀察記錄并注意規范的實驗操作、儀器組裝等,最后教師引導學生得出結論,并對實驗的成功和失敗進行分析。這樣,既提高了學生的動手能力,又培養了學生的思維能力和充分利用校內外資源的意識。

讓學生參與實驗,不僅大大增強了學生學習的興趣和積極性,同時又培養了學生的操作技能、分析問題、解決問題等能力,并能將理論知識運用于實際生活,充分發揮學生在教學中的主體性,從而提高化學教學質量,以有利于學生對知識的掌握。

五、設計探究實驗,培養學生運用知識的能力

科學探究是學習化學的重要方式之一,它包括提出問題,猜想與假設,進行實驗,收集并整理證據,作出解釋與得出結論,反思與評價,表達與交流等要素。化學實驗的探究步驟:實驗探究觀察記錄結果得出結論。化學實驗的探究,可激發學生探索知識的欲望,培養學生的思維能力、分析能力和解決問題的能力。教師可設計一些探究實驗培養學生運用知識的能力。如:

探究實驗一:啤酒瓶打開后逸出氣體的主要成份是什么?

實驗準備:用集氣瓶收集滿3~4瓶剛打開的啤酒瓶中逸出的氣體。

實驗步驟:1.將帶火星的木條放入集氣瓶口,發現木條未復燃,則說明氣體主要成分不是 。

2.將濕潤的藍色石蕊試紙放入集氣瓶中,發現試紙變紅色,則說明該氣體中含有能與水反應且生成的溶液顯?搖 性的氣體。

3.向另一瓶氣體中倒入澄清石灰水,振蕩后發現石灰水變渾濁,則可證明該氣體中一定含有大量的?搖?搖?搖?搖氣體。

探究實驗二:農民將玉米秸稈粉碎后放在密閉的沼氣池內發酵制沼氣,發酵后的殘余物可做農家肥,沼氣的主要成分是甲烷,據此同學們圍繞“玉米秸稈主要由哪些元素組成”進行探究實驗猜想與假設:根據沼氣的成分猜想玉米秸稈中主要含有碳元素、氫元素。

設計探究實驗及步驟:

結論與解釋:1.將玉米秸稈烘干的目的是: ,

2.玉米秸稈中一定含有 、 元素,可能含有 元素。

通過探究實驗,有助于克服思維定式,開拓學生思維,提高學生分析能力和解決問題的能力,要求學生靈活地、創造性地綜合運用所學理論知識,激勵學生的創造意識,增加求知欲。

六、重視家庭小實驗,培養學生社會實踐能力

家庭小實驗是化學實驗的補充和延伸,其儀器和藥品均可從生活中尋找,可以使學生在一個心理狀態比較寬松的環境中,反復做、反復觀察,直到滿意為止,不受時間和地點限制,有助于培養學生發現問題、解決問題的能力和動手能力。教師可設計一些家庭小實驗,讓學生親自動手去做。

家庭實驗:蠟燭及其燃燒。

學生準備儀器和藥品:一支蠟燭、兩個茶杯、一把小刀、一盒火柴、半杯水、澄清石灰水。

實驗步驟:

1.取一支蠟燭用小刀切下一小塊,把它放入水中,發現其浮在水面上。結論:石蠟的密度比水 。

2.點燃蠟燭,觀察到蠟燭的火焰分為外焰、內焰、焰心三層。把一根火柴放在蠟燭火焰中約1秒后取出可以看到火柴的 最先炭化。結論:蠟燭火焰的 溫度最高。

3.將一只冷而干燥的茶杯罩在蠟燭火焰上方,觀察到茶杯 ,片刻后取下茶杯迅速向茶杯中倒入少量澄清石灰水,振蕩,觀察到 。結論:蠟燭中一定含有 、 元素,可能含有 元素。

通過家庭小實驗,可以幫助學生發現身邊的化學,極大地誘發學生獲取化學知識的強烈欲望,從而激發學生的創新精神。

七、精心設計實驗習題,培養學生的解題能力

習題有助于鞏固已學知識,提高運用知識的能力,教師可設計一些開放性題和實踐題,以培養學生的創新精神和動手能力。

如:小明對媽媽殺魚時從魚肚內取出的鰾產生了興趣,他確定以“探究鰾內氣體體積和成分”作為探究實驗,小明通過查閱有關資料獲知,魚鰾內含O2約占四分之一,其余主要是CO2和N2。

探究實驗分兩步進行:

1.測量鰾內氣體體積,小明設計了兩種方法:A.用醫用注射器抽取鰾內氣體,測量其體積。B.在水下刺破鰾,用排水集氣法收集鰾內氣體并測量其體積。你認為這兩種方法中不合理的是 ,理由是 ,寫出與理由相關的化學方程式。

2.探究鰾內氣體的成分。請你幫助他設計實驗來驗證假設完成下表:通過習題和練習,可以充分發揮實驗的優勢,培養學生的解題能力和思維能力。

八、注重化學實驗與社會聯系,培養學生綜合運用知識的能力

化學知識與人類生活、社會生產有密切的聯系,加強化學實驗與社會的聯系,可培養學生保護環境和自然資源的意識,使學生關注社會、關注生活,激發學生興趣,培養綜合運用知識的能力,從而提高教育教學質量。

如通過實驗模擬面粉的燃燒爆炸,啟發學生思考為什么面粉廠、加油站、油庫要“嚴禁煙火”。學習化肥后,指導家長怎樣合理使用化肥。也可讓學生利用家庭廚房現有的材料做實驗,如:除去熱水瓶膽和水壺內沉積的水垢;比較白糖和食鹽的溶解性的大小;將蛋殼放入食醋中產生氣泡并檢查氣泡的成分;利用廚房中的材料來鑒別食鹽和純堿;用石灰水存放鮮雞蛋等。通過這些實驗,可以使學生感受到化學就在自己身邊,化學與生產、生活密切相關,在一定程度上增強學生關心自然、關心社會的情感,激發學生的學習興趣,培養學生的動手能力和綜合運用知識的能力。

通過化學實驗,對學生的一些錯誤操作能及時發現并糾正,規范學生的實驗操作,同時可增加學生的安全意識。在實驗過程中,向學生增加一些實驗,并恰當地提出問題,讓學生在解決問題的過程中使所學知識更加系統和深刻化,而且也能提高學生觀察問題、分析問題的能力及動手操作的技能,從而有利于學生能力的培養。

參考文獻:

篇3

1.1提出實驗探究主題

在開展實驗探究式教學的時候,首要任務便是提出實驗探究的主題,并要對實驗的注意事項以及操作技巧、目的、方法進行分析,這樣才能提高學生的實驗操作效率.另外在提出實驗探究主題的時候,還要對問題進行設計,對情景信息設計,要全面考慮外在因素與內在因素.由于高中化學實驗內容與人們的生活聯系密切,所以需要加強情景設計,以提高學生參與實驗探究的意義為主.

1.2重視實驗探究過程

實驗探究過程中要加強學生對化學物品的認識與了解,幫助與組織學生開展實驗設計與操作.引導學生對實驗中出現的現象進行觀察與分析,同時及時進行記錄.讓每位學生都能夠在實驗探究中對化學知識加以了解,并且通過實踐能提高學生的合作探究能力,提高學生的主觀能動性.

1.3對實驗探究進行歸納與總結

在完成實驗之后需要引導學生對實驗現象進行分析,并且還要對化學知識進行歸納與總結.這一過程不僅可以加深學生對化學知識的印象,并且還會幫助學生構建完善的化學知識網絡體系.

1.4對實驗探究進行思考

對化學實驗探究進行思考是最后一個步驟,同樣也是最為關鍵的步驟,在這一步驟之中學生要對整個實驗過程進行反思與分析,并且能根據實驗結果做出實驗報告,對實驗現象提出自己的看法.

2實驗探究式教學模式的實施

篇4

【中圖分類號】G633.8

一、高中化學教學中探究實驗的概述

1.探究實驗的內涵

探究實驗是指在以學生為主體,化學教師為主導的指導思想下,學生圍繞某個未知的現象提出猜想,并通過實驗方案的設計與實施來驗證這一猜想,最后對實驗結果進行反思的一種實驗性學習。

2.探究實驗操作流程

一般而言,探究實驗的操作流程包括發現問題、提出假設、設計方案、驗證實驗、得出結論、反思結果六個階段。

(1)發現問題

學生的探究實驗起源于問題的發現。而這一問題不外乎來自于兩個途徑。一個是學生在日常生活中發現某種現象。一個是學生在化學的學習過程中,針對某一知識點或現象所產生的疑問。基于此,教師要結合實際情況,采用課程中的基本知識與具有可操作性的探究實驗來引導學生。

(2)提出假設

在發現問題后,學生的好奇心激發他們新村探究的想法,驅使著他們翻閱書籍與文獻,找同學與教師討論,或是直接構思實驗,在獲得諸多理論的支持下做出假定,并在假設假定成立的前提下開展實驗。

(3)實驗方案設計

對于實驗方案,可以先由學生自行設計,在經過興趣小組成員的多番討論后進行優化改進,最終確立。要讓學生的主體地位得到充分發揮,讓其在實驗中充分結合自身所學,實現學以致用。培養他們全局的思考意識,加強學生們的交流與合作,強化他們的科學素養。

(4)驗證實驗

在實驗工作的準備工作充分完成以后,就要進入到實驗的實際動手過程中來了。此過程中,學生們要客觀記錄下實驗的有關現象及數據,而教師在此過程中則要力促學生養成邊觀察邊思考的習慣。

(5)得出結論與反思結果

在實驗完成后,教師有責任引導學生對實驗進行現象進行分析,并結合所學知識,參考書籍與文獻確定現象產生的化學原理,這也是實驗的預設目的。在實際教學中,教師要注重引導學生養成以報告形式總結實驗的習慣。這一報告的主體包括實驗的目的、實驗所采用的方法、原理,以及實驗的步驟、實驗結果和最終結論。最后,結合最初假設的設定來總結這一問題或現象出現的原因。

二、探究實驗在高中化學教學中的實際應用

1.高中化學實驗所要探究的問題

(1)策略性問題

對于高中化學教學課本中的重點與難點,教師可適當開展探究實驗來引起學生們的興趣,并讓其切實深刻地感受到重點與難點的核心思想。例如,設計一項實驗,使得二氧化氮被水吸收。

(2)理論性問題

部分需要學生了解與掌握的實驗方法、儀器與原理,如果僅憑口授可能過于抽象,學生對此所產生的印象可能不夠深刻,因此,可通過設計探究實驗來讓學生參與到實際的操作中來,讓其切身體會到實驗原理,了解實驗儀器與方法。比如,可設計三價鐵離子的氧化實驗。

(3)事實性問題

現實生活中存在諸多的化學現象,它們與學生的化學教學內容有著十分密切的關系,因此,教師可借助探究現實生活中出現的化學現象來激發學生的學習興趣。例如,在講解萃取有關內容的時候,教師可適當借鑒“雞尾酒”分層的實驗來勾起學生的學習興趣。

2.高中化學教學探究實驗的類型

(1)操作性實驗

操作性實驗的開展有利于學生對化學儀器特征的了解,有利于學生掌握正確的儀器使用方法。例如,分液漏斗的使用。

(2)理論性實驗

以上課已經傳受過的理論知識為基礎,讓學生通過探究實驗來鞏固對舊有知識的掌握程度,加深其對已學知識的印象,進而存在學習掌握新知識的基礎。例如,氯氣的漂白實驗。

(3)能力性實驗

設計能力性實驗的目的在于培養學生的觀察能力、獨立解決問題的能力、思考能力、分析能力等。比如氨的噴泉實驗。

(4)創新演示性實驗

創新演示性實驗要以學生已經學過的理論為基礎,通過對其改進后加以演示,并對新出現的實驗現象進行解釋。這種實驗方法有助于加深學生對已學知識的理解。

3.對探究實驗進行預期

一般而言,通過翻閱教科書與有關文獻,結合學生已學知識,搜集相關資料,學生有能力對探究實驗的預期結果進行預測。

4.引導學生掌握提出假設與設計實驗的技巧

這主要包括以下幾個步驟:一是在提出問題后,提醒學生就有關內容進行預習,使其對探究實驗有個初步的印象;二是明確探究實驗的目的所在;三是點播學生做出實驗假設;四是做好實驗工作分配工作;五是預計實驗所需要的時間;六是制定實驗步驟。教師在此過程中要積極鼓勵學生,哪怕其在實驗中出現錯誤,也要通過善意的引導方式教導其改正。

5.借助實驗來檢驗假設

在實驗過程中,教師有必要引導學生就實驗過程中出現的現象做好相關記錄,并及時引導學生糾正實驗步驟中存在的錯誤。探究實驗的過程中,由于學生思考問題的角度不一,所掌握的化學知識也存在不同,因此,要通過這一合作學習過程教導學生學會接納多元化的信息,掌握必要的溝通技巧。

6.對結果進行總結

總結是探究實驗學習的關鍵內容,總結的對象不僅包括探究實驗的內容,還要包括對探究實驗的深入分析。教師應當以學生提出的問題為切入點,對實驗的每個步驟給予評價。這種評價可分為三類。

(1)教師對學生的評價

教師應當在實驗過程中就學生做得對的地方與做得不對的地方都要做出評價。正面鼓勵有利于激發學生對化學學習的積極性,而批評引導則能糾正學生不恰當的地方。

(2)學生之間的相互評價

學生之間的互評由于各自身份的平等而更能被學生所接受。在實驗過程中,教師應當多多鼓勵學生進行相互的評價與幫助指導。

(3)學生自我評價

學生的自我評價是學生展現在實驗中所做出的能力與取得的成就的一種重要方式。這種評價能夠更深刻地讓學生意識到自身的不足之處。

7.案例在探究實驗教學中的具體應用

以教科書上的“富集在海水中的元素――氯”為例,探究帶有氯水與無水的氯氣的漂白能力。教科書中設計了兩個實驗。通過實踐這兩個實驗得出了氯水中的次氯酸具有漂白能力的結論。

此次實驗較基本實驗而言,在操作步驟上更為簡便,且現象更為明顯,因此,更有利于學生對該內容的掌握。這充分體現了探究實驗與高中教材緊密的關系。

參考文獻

篇5

中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:2095-6401(2016)09-0157-01

新課程改革對高中化學教學提出了更高的要求,要求化學教學不僅要對學生的化學知識和相關技能進行培養,而且要在化學教學過程中進一步激發學生的學習興趣,促進學生動手能力、思維能力和創新能力的全面發展。探究實驗是高中化學實驗教學的重要組成部分,能夠在實驗過程中鍛煉學生主動探究、主動參與的能力,并且能夠培養學生的團隊協作能力、科學嚴謹的思維以及創新思維能力。

一、高中化學探究實驗相關內容簡述

探究實驗是以學生為主體的實驗教學活動,教師根據實驗教學內容和教學目的,設置實驗問題,學生自己或是與其他學生組成實驗小組,圍繞教師設置的問題進行假設和設想,然后通過具體的探究實驗對提出的假設和設想進行驗證,對實驗結果進行探討和評價,最終得出實驗結果。通過探究實驗的內涵可知,探究實驗的流程主要包括提出問題、假設猜想、設計方案、實驗驗證、得出結論和反思評價。在這個過程中,問題的提出至關重要,關系到學生的學習興趣和以后步驟開展是否順利。在提出問題時要注意以下兩個方面:首先,提出的問題要盡量貼近學生的生活實際,讓學生對問題有興趣、能了解。如果提一些與學生生活實際不相關的問題,學生有可能會因為陌生而失去探究的興趣。其次,提出的問題難度要適宜,不能太過簡單,要讓學生產生疑惑和探究的興趣,但是也不能太難,避免讓學生對化學實驗產生畏懼心理。

二、高中化學探究實驗的相關設計和細節問題探析

(一)探究問題的設定

高中化學探究實驗教學的問題設置主要有兩種屬性:一種是理論性的問題,一種是事實性的問題。其中,理論性的問題是學生必須掌握的,通過單純的口頭講解無法有效認知和掌握的問題,例如,實驗儀器的使用、實驗安全操作方法等,這些都需要教師對學生進行引導。而事實性的問題是指在學生實際生活中發生的,具有實際表象和具體內容的問題。這種問題能夠有效激發學生的學習積極性,并且能夠激發學生的求知欲望。例如,在學習萃取相關知識的時候,可以用常見的雞尾酒為切入點,引導學生開展探究。雞尾酒強烈的色彩分層產生強烈的視覺效果,能夠激發學生強烈的求知探究欲望。

(二)提出假設和設計實驗方案

對于教師提出的問題,學生根據自身的知識儲備對問題進行分析和探究。通過分析提出實驗假設,然后根據假設確定實驗方案。在設計實驗方案的時候要注意以下兩個方面的問題。首先,在問題提出之后,教師要組織學生對問題進行分析,明確實驗的目標,引導學生針對問題進行假設,然后對需要操作的實驗步驟進行講解,使學生初步掌握具體的實驗操作步驟。其次,由于高中化學實驗室規模有限,并且教學時間受到限制,因此,在高中階段的化學探究實驗都是以小組的形式出現的,學生單獨操作實驗的情況不多,所以,需要在實驗小組內部進行明確的分工,確定每一個小組成員在實驗過程中承擔的任務。

(三)開展實驗驗證假設

實驗方案確定好之后,教師應指導學生根據實驗步驟和實驗分工進行實驗。為了保證實驗效果,教師應當在實驗過程中不斷提醒和督促學生做好實驗數據記錄工作,并且對實驗中學生的不當操作進行糾正,保證實驗的安全性。另外,為了提高實驗效率,強化實驗效果,教師應當鼓勵學生進行合作學習,發揮集體智慧,促進實驗的順利進行。

(四)實驗評價總結

實驗結束之后,要根據之前提出的問題,對照提出的假設和實驗方案對實驗結果進行評價和分析。實驗評價的對象包括實驗內容和實驗過程兩個主要方面。在評價過程中,教師要用自身的知識儲備對學生在實驗中的表現、實驗結果進行客觀評價,指出學生存在的不足,幫助學生提升實驗能力。學生與學生之間的互相評價也十分重要。通過互相評價,學生與學生之間的協作交流更加暢通,并且能夠加深學生對實驗的記憶,有利于提升實驗探究效果。

三、結語

在高中化學教學中開展探究實驗教學,既是適應新課程改革的重要做法,也是化學實驗教學的重要內容。在實際教學中,教師要根據教學目的和教學內容,提出符合學生實際的問題,引導學生展開假設、驗證實驗,最后對實驗結果進行評價。通過探究實驗不斷提升實驗教學效果,提升高中化學實驗教學水平。

參考文獻:

[1]宋海清.化學實驗在探究式教學中的應用[D].大連:遼寧師范大學,2014.

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關鍵詞:

高中化學;培養學生;探究式教學

化學是一門自然學科,與生活聯系很大。在學習中為了提高學生對化學的興趣,往往利用簡單的實驗來吸引學生的眼球。但是隨著教學的深入,很多知識無法通過直觀的現象或者單純的講解就讓學生最快地掌握、理解并很好運用。為了改變學生被動的學習方式,教師在教學中不斷創新教學模式,改進教學手段,在教和學中正真體現出“教師是主導,學生是主體”的教學理念。在很多教學方式中,化學探究式教學就是一種行之有效的教學手段。這種教學法主要是從創設問題情境,引導學生提出問題和假設并通過實驗得出結論的教學實踐對其進行初步的探討。教學實踐已經證明,學生學習方式的改變不僅使學生在知識技能方面保持了原有的優勢,提高了學習興趣,增強了課堂參與率,學生在學習中充分發揮自己的想象力,積極動手參與,開動腦筋分析問題、解決問題。化學探究學習方式為學生提供了一個充分展現自我的舞臺。下面我就教學過程中出現的問題談幾點體會。

1高中化學探究性學習內容

高中化學探究性學習主要以小實驗、小文獻、小調查為突破口,在課堂內進行小組合作學習,教師充分調動學生主動參與探究學習的積極性,引導學生通過實驗、觀察、調查、資料收集、討論等方法養成多角度研究和探索問題的習慣,激發學習興趣,提高學生的創新意識和實踐能力。在課內進行探究性學習時,問題的切入口一定要小,質疑與討論一定要充分深入。例如,在學習元素周期律時,可以以鹵族元素的性質遞變規律為例,先劃出一定的課時,讓學生運用解決問題的一般步驟和科學的實驗方法,進行鹵族元素的性質相應實驗的探索,然后利用一定課時,讓學生討論、歸納、形成單元知識的認知網絡,培養學生綜合應用知識的能力,提高學生的認知策略,培養學生的創新精神和實踐能力。在高中化學學習中,教師除了選擇有關課題在課內有計劃開展研究性學習活動外,還應積極幫助學生捕捉思維的靈感,鼓勵他們大膽提出問題,并抓住學習過程中學生自己的問題,安排一定的課內外時間及時展開研究,充分體現開放性、主體性特點。

2高中化學探究性學習模式

綜合各種學習理論及課程內容的要求,根據探究性學習及化學學科特點,結合各種課堂教學實踐,我認為以下幾種模式更有利于在化學教學中開展探究性學習活動。

2.1實驗驗證模式:

實驗驗證模式主要利用各種信息和原有的認知網絡對問題進行假設,通過科學實驗(或邏輯推理)來獲得實驗現象及數據,并加以處理,能對實驗現象做出合理解釋,運用比較、歸納、分析、綜合等方法初步揭示化學變化的規律,從而構建新的認知網絡。在探究性活動開展初期,教師還應該有計劃、有目的地安排某些步驟的專題研究活動,讓學生及時掌握各步驟的研究方法,為今后全過程研究打好基礎。我們知道研究物質有許多方法,在化學學習中一般采用實驗研究的方法,實驗研究的步驟一般為:提出問題→收集信息→設計方案并進行討論→實驗驗證→得出結論。研究氯水的成分及性質時就可采用實驗探究的方法,首先提出問題:干燥的氯氣具有漂白性還是濕潤的氯氣具有漂白性呢?然后讓學生根據已有的知識討論并設計實驗進行探究。實驗探究:將干燥的有色布條和濕潤的有色布條分別放入兩瓶干燥的氯氣中,觀察現象。學生邊實驗邊觀察,很容易得出結論:干燥的氯氣沒有漂白性,濕潤的氯氣有漂白性。

2.2文獻探究模式:

文獻探究是通過搜集研究某些現象的發生發展和演變的事實,加以系統客觀的分析研究,從而揭示其發展規律的研究方法。然后通過搜集和鑒別資料,對資料進行分析研究,提出自己的觀點。

3探究性學習的思考

3.1探究性學習活動的重點是培養學生的問題意識:

探究性學習的問題應具備兩個條件:一是在學生的能力范圍之內,即學生應具備解決問題應有的言語信息、智慧技能和認知策略。二是新穎而富有挑戰性,即新穎而富有挑戰性的問題可以刺激學生原有認知結構的回憶和提取,從而激發學生解決問題的態度。這是探究性學習活動開展的前提。問題可以來源于學生的生活,也可以由教師設置適當的問題情境加以激發。在教學中關鍵是鼓勵學生大膽提出問題,并鼓勵學生科學實驗,從而得出正確結論。因此,為更好地開展探究性學習,我在完成教學進度的基礎上,對相關知識進行適當拓展,為學生提供探究空間,鼓勵學生多提問題,促使學生在探究的過程中不斷提高自身素質和學習成績。

3.2探究性學習活動的關鍵是教師的指導:

教師除了創設適當的問題情境外,主要表現為適當的言語教學。它可以激活學生原有的認知結構,使學生養成多向思維的習慣,引導學生對問題進行深入思考與分析,形成新的獨特的見解,從而全面合理、科學地解決問題,順利完成探究性學習活動。但言語指導不能太多,要留有思考的空間,否則會限制學生對原有認知結構的提取,局限他們思維的范圍,抹殺學生的創造力。教師的指導還應促進學生的認知結構不斷完善,提高解決問題的能力。

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1.實驗方案的設計內容與類型

(1)實驗方案設計內容

從題例中的五個小問可以看出,實驗綜合探究題方案的設計內容包含了實驗目的與原理、用品與步驟,方法與現象、結果與討論等.就實驗方案設計的內容來說,雖然看上去較多,但高考題很少出現讓考生設計一個完整的較為復雜的實驗方案.如題例中的第 (5)小問,僅要求考生以簡答的形式補充其中的兩個實驗步驟節點.這是由于考慮到中學生能力發展和認知水平.新課程強調,科學探究的學習方式不等于科學家的科學探究,它是在某種程度上學習科學家研究和解決問題的思路來進行學習.所以,一般情況下,實驗綜合探究題實驗方案設計與題例相似,原理與問題大多是現成的.如題例中,由綠礬制備檸檬酸亞鐵的反應原理、相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH等都作為信息直接呈現,讓考生去識別與加工.實驗具體操作方法的設計,有的是現成的,有的是開放的,如題例中的第(1)(2)(3)三個小問,讓考生去整合與聯想.實驗探究過程的設計,絕大多數是開放的,有彈性的,如題例中的第(5)小問,雖然是補充其中的兩個實驗步驟節點,但這種補充簡答的設計,是開放的、富有彈性的.要求考生在平時的實驗探究學習過程中,注重實踐、注重操作、注重交流與體驗,才能用扎實的化學基礎知識和基本實驗技能,對綜合實驗方案作出正確的判斷.

(2)實驗方案設計類型

題例從綠礬制備檸檬酸亞鐵的綜合實驗中給出五個小問題,基本涵蓋了目前中學化學綜合探究實驗設計的主要類型,即:物質的組成與性質,物質的制取與性質、分離與提純.就此實驗方案設計的類型來講,題例是物質的制取、分離與提純的探究設計.然而,命題專家考慮到中學生的認識水平和能力,在題例第(3)、(5)這兩小個小問中分別設計了臺階,讓考生的思維既聚焦在設定的問題中,又具有一定的發散性,可能有一個或多個解答途徑;既降低了難度,又使考生的思維得到充分的發展.

2.實驗方案的評價

(1)實驗方案評價原則

對實驗方案的評價,無論是對哪一方面的探究內容進行評價,都應根據探究實驗設計的原則來進行,即從科學性、安全性、可行性和簡約性等方面進行分析,評價正確與錯誤、嚴密與疏漏、規范與隨意等.要分析是否合理、是否經濟高效、是否有干擾因素、是否符合安全環保化學的思想.

像題例中第(1)小問,制備FeCO3時,選用的加料方式及其原因,應從反應物的性質即科學性的角度進行評價.題意中表格所列出的相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH已提示,因Na2CO3溶液堿性較強,為了避免生成Fe(OH)2沉淀生成,所以應將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應容器中.

對于第(3)小問,將制得的FeCO3加入到足量的檸檬酸溶液中,再加入少量的鐵粉,80℃下攪拌反應.對于加入鐵粉的作用,應從生成的產物亞鐵鹽溶液的性質來評價,因為溶液中的Fe2+易被氧化,加入鐵粉可以防止+2價的Fe元素被氧化;對于除去過量鐵粉的方法,不少同學用加入稀硫酸的方法除去鐵粉,這是不對的.只要我們分析一下,此時反應的進程已陳述為“反應結束后”,不是反應開始或反應過程中,反應物檸檬酸溶液呈酸性,目標產物是得到檸檬酸亞鐵.從這幾個節點上來看,既反映了科學性的評價原則,又反映了可行性、簡約性的評價原則,過量的鐵粉無需過濾而除去的方法,很容易聯想到檸檬酸呈酸性,應加入適量的檸檬酸達到除去過量的鐵粉的目的.

在第(4)小問中,反應后溶液經濃縮、加入適量的無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥,獲得檸檬酸亞鐵晶體.這時加入無水乙醇的目的,只有從無水乙醇對檸檬酸亞鐵溶解性的影響這個角度來評價.因隨著無水乙醇的加入,水的濃度降低,檸檬酸亞鐵在水中的溶解量減小,有利于檸檬酸亞鐵晶體的析出,這也是實驗評價簡約性原則的具體體現.所以,綜合探究實驗的評價,要分析每一步實驗方案的目的,抓住探究實驗方案設計的評價原則,一定能得到有針對性的評價結果.

(2)實驗方案評價內容

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化學是以實驗為基礎的科學,在化學教學中,實驗是教師傳授知識的重要手段,是學生獲得感性知識的必由之路,化學實驗是進行科學探究的重要途徑,通過探究實驗,可以開拓學生思維,拓寬學生的視野,培養學生主動求知、獨立思考、運用知識解決實際問題的能力,養成從實際出發、實事求是的科學態度,激發學生尊重知識、追求卓越的上進精神,培養學生的邏輯思維能力。因此,化學實驗是化學教學最基礎、最重要的教學手段。

二、補充趣味實驗,激發學生學習興趣

興趣是最好的老師,它既是促使學生積極主動學習的基礎,也是良好教學效果的保證。在教學中,教師可演示一些興趣實驗來激發學生的興趣。如:興趣實驗一:魔棒點燈。

教師問:怎樣能點燃蠟燭、酒精燈呢?

生答:用火柴、打火機等點火工具。

此時教師用一根玻璃棒蘸點藥品(白磷)后輕輕一碰酒精燈的燈芯,酒精燈奇跡般地被點燃。

興趣實驗二:“清水”變“牛奶”。教師準備一小燒杯“清水”(澄清石灰水)和一根吸管讓一學生往“清水”內吹氣,過一會兒“清水”變為“牛奶”。通過興趣實驗,可以讓學生充分感受到前所未有的神秘與好奇,從而把學生強烈的求知欲調動起來,使他們在一個又一個的疑問中激發出求知與探索的強烈愿望

三、重視實驗分析,培養學生思維能力

在化學實驗中,強化學生思維培養,是掌握化學知識的需要,也是學習活動的需要,更是素質教育的需要。化學是以實驗為基礎的自然科學,實驗是學習化學知識的基礎和化學入門的向導,學生以實驗操作為基礎,初步了解化學原理,歸納化學知識的規律,從而形成完整的化學知識網絡,構建化學知識框架。

切實加強培養學生的思維能力,應根據實驗的三個關鍵步驟,指導學生進行思維訓練。化學實驗的三個關鍵步驟為:①反應原理;②儀器組裝;③實驗操作過程。任課教師在化學實驗教學中,指導學生對三個關鍵步驟進行理解、探索和分析,培養學生的思維能力。

首先是反應原理的思維培養。反應原理,是一個化學實驗的理論原理,即用什么反應物,通過什么條件,得到所需要的物質。

其次是儀器組裝的思維培養。“儀器組裝”是指為了完成某個具體的實驗,應選擇什么設備、儀器,進行什么樣的連接,達到反應的最佳效果。

最后是實驗操作過程的思維培養。“實驗操作過程“是根據反應原理、儀器組裝,由學生根據一定程序和步驟進行實驗操作活動的過程。

運用化學實驗的三個關鍵步驟可以積極培養學生思維能力,逐步提高分析問題和解決問題的能力。

四、注重學生實驗,培養學生動手能力

在學完化學實驗基本操作后,盡量讓學生親自操作,實驗本身就是一件動手動腦的活動。只有動手做實驗,才能觀察到生動有趣的化學變化,培養實事求是的科學態度和嚴謹的學風,通過動手、動腦、動眼,發揮人體潛能,發展學生智力,培養興趣。教師可以設計一些簡單的實驗,讓學生自已動手做實驗,觀察、分析實驗現象,培養學生的動手能力和思維能力。如:在講述氫氣的制取時,教師可提供稀硫酸,讓學生自備藥品鐵釘、廢干電池外殼,讓學生做鐵和稀硫酸反應制氫氣和鋅與稀硫酸反應制氫氣的實驗,觀察對比實驗現象,通過師生討論,對比得到鋅和硫酸反應的速度比鐵和稀硫酸反應快,而且鋅的價格比鐵便宜。因此,實驗室制取氫氣用鋅和硫酸。這樣既培養了學生的動手能力和思維能力,又增強了化學與社會聯系的意識。實驗時要求學生一邊做實驗,一邊觀察記錄并注意規范的實驗操作、儀器組裝等,最后教師引導學生得出結論,并對實驗的成功和失敗進行分析。讓學生參與實驗,不僅大大增強了學生學習的興趣和積極性,同時又培養了學生的操作技能、分析問題、解決問題等能力,并能將理論知識運用于實際生活,充分發揮學生在教學中的主體性,從而提高化學教學質量,以有利于學生對知識的掌握。

五、設計探究實驗,培養學生運用知識的能力

科學探究是學習化學的重要方式之一。化學實驗的探究,可激發學生探索知識的欲望,培養學生的思維能力、分析能力和解決問題的能力。教師可設計一些探究實驗培養學生運用知識的能力。如

探究實驗:啤酒瓶打開后逸出氣體的主要成份是什么?

通過探究實驗,有助于克服思維定式,開拓學生思維,提高學生分析能力和解決問題的能力,要求學生靈活地、創造性地綜合運用所學理論知識,激勵學生的創造意識,增加求知欲。

六、重視家庭小實驗,培養學生社會實踐能力

家庭小實驗是化學實驗的補充和延伸,其儀器和藥品均可從生活中尋找,可以使學生在一個心理狀態比較寬松的環境中,反復做、反復觀察,直到滿意為止,不受時間和地點限制,有助于培養學生發現問題、解決問題的能力和動手能力。教師可設計一些家庭小實驗,讓學生親自動手去做。例如蠟燭及其燃燒等。通過家庭小實驗,可以幫助學生發現身邊的化學,極大地誘發學生獲取化學知識的強烈欲望,從而激發學生的創新精神。

七、精心設計實驗習題,培養學生的解題能力

習題有助于鞏固已學知識,提高運用知識的能力,教師可設計一些開放性題和實踐題,以培養學生的創新精神和動手能力。如:小明對媽媽殺魚時從魚肚內取出的鰾產生了興趣,他確定以“探究鰾內氣體體積和成分”作為探究實驗,他認為魚鰾內含氧氣約占四分之一,其余主要是二氧化碳和氮氣。

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【中圖分類號】G633.8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009(2017)19-0056-03

【作者簡介】周開軍,安徽省淮北市西園中學(安徽淮北,235000)副校長,高級教師,安徽省特級教師。

一、傳統化學實驗教學存在的問題

化學實驗在化學學科的發展歷程中一直扮演著極為重要的角色。化學中的各種定律和學說源于實驗,又為實驗所檢驗。因而,在化學教學中,實驗教學的重要性毋庸置疑。縱觀世界各國化學教學改革的趨勢,化學實驗教學已從過去的講授示范活動,逐步發展成為整個學習過程中的核心活動。在我國,自2001年教育部頒布《基礎教育課程改革綱要(試行)》之后,各種有關化學實驗教學的重要性、實驗教學方法的改進以及探究式、趣味性實驗的設計等方面的研究成果層出不窮。[1]大家對化學實驗教學的重視可見一斑。

然而,通過對近幾年初中化學實驗教學活動的研究,筆者發現在化學實驗教學設計和學生學習過程中,仍然存在著很多問題,實驗投入的時間、人力、物力和學生學習的成效,往往不相稱。首先,在實驗前的預習中,由于學生的預習情況各有不同,對實驗操作的理解也會有所差異,因而會導致學生對實驗目的理解的不確定性。其次,在做實驗的過程中,很多學生對實驗的目的不明確,往往大部分時間花在觀察實驗現象本身上,以求得到“標準”的實驗結果,卻很少去關注現象背后的概念、原理或理論。筆者曾在一次調研活動中,在實驗結束后立刻開始隨堂測試,發現不少學生只記得有哪些實驗步驟,對實驗步驟的前因后果以及實驗步驟里面隱含的道理并不知曉。

總之,導致這些現象的原因有兩條,一是學生無法清晰掌握做實驗的目標;另一個原因是做實驗前后,沒有好的教學策略,以致學生無法將實驗操作的經驗和相關的知識點聯系在一起。針對實驗教學中遇到的這些問題,筆者將美國教育心理學家Novak博士和Gowin博士提出的V-map(V圖)法[2,3]引入初中化學實驗教學中,取得了良好的效果。

二、V-map法詳述

Novak與Gowin的V圖法是圍繞所關注的問題去觀察相關的事件或對象,思考相關的概念、理論及原則的一種學習方法。它可用于協助學生分辨科學實驗工作的本質及目的,并獲取相關知識,明晰知識如何被建構及運用。圖1所示的是一個典型的V圖,它主要由四部分組成,分別是:位于V圖頂端的,亦是V圖核心的“聚焦的問題”;位于V圖左邊的,對某一事件或物件的“概念性”描述模塊,包括相關理論、原理和概念等內容;位于V圖右邊的對應的“方法性”相關模塊,包含記錄(實驗步驟和實驗現象)、轉換(提取實驗結果)和命題(提煉實驗結論)等活動;這兩個模塊中間以“V”型順次連接,并在V圖的底端總結左右模塊的相互關系。

V圖法是相當具有啟發性的工具,簡單、易操作,很適合初中化學實驗教學的探究活動。在進行實驗前,讓學生首先閱讀分析教材的內容,了解以下五個基本問題。

1.本實驗的主要問題是什么?

事實上,這就是V圖里的“聚焦的問題”部分,它不但是整個V圖的核心,亦是整個化學實驗圍繞的焦點。在開展化學實驗之前,每一名學生必須要明白本實驗需要聚焦的核心問題是什么。筆者在開展V圖實驗教學的早期會先指定實驗所“聚焦的問題”給學生,再引導學生完成其他V圖部分。一般在開展2~3次V圖實驗教學后,學生即能掌握要領,根據教材內容自主提取實驗所“聚焦的問題”。

2.本實驗所依據的主要概念、理論及原理有哪些?

這一基本問題對應的是V圖左側的“概念性”描述模塊。我們會要求學生依據本實驗“聚焦的問題”盡可能多地提供與此相關的各類概念、理論及原理。這些內容可以以小組討論的形式,根據已有知識,提煉出多個關鍵詞。每一個關鍵詞的提取都對應著學生對本實驗“聚焦的問題”的某一個角度的理解,有助于其知識網絡的形成。而通過小組討論并自主提煉的學習形式,加深了學生的記憶深度。

3.本實驗的探究活動如何進行?(即程序性的步驟)

這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“記錄”部分。教學中,可以讓學生以小組討論的形式分析:基于實驗聚焦的問題以及我們所知的概念性理論知識,我們需要設計怎樣的實驗步驟來驗證或回答問題?需不需要對照實驗?實驗進行中需要記錄哪些內容?通過對本問題的思考和討論,學生得以明晰化學實驗的程序性步驟,以及實際實驗進行中需要觀察的主要實驗現象和記錄的主要實驗數據,并在實驗中將實驗的主要步驟和實驗結果記錄到V圖的右下角。

4.本實驗涉及哪些主要的科學知識?

這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“轉換”部分。學生通過實驗的開展和實驗現象與數據的記錄,采用科學數據圖的形式對結果進行分析。在開展實驗前,教師需適當引導學生進行相關科學知識的準備,尤其是圖表等記錄形式的設計等知識。

5.本實驗涉及哪些有價值的命題或判斷?

這一基本問題對應V圖右側“方法性”模塊中的“命題”部分和V圖中央的“相互關系”部分。其中,“命題”部分是對實驗結果的提煉和總結,學生需要思考:這些實驗現象和實驗結果反映了什么題?在此基礎上,總結提煉出“概念性”模塊和“方法性”模塊的相互關系,回答實驗“聚焦的問題”。

通過以上五個基本問題的回答,教師可以很容易地引導學生構建V圖,在實驗進行時記錄實驗現象,轉換提取實驗結果,進而提出命題,并與理論相互比對及驗證。下圖所示的是“鹽濃度對沸點的影響”實驗中一名學生建立的V圖的示意圖。

從上述描述可以看到,V圖法在實驗教學中具有嚴密的邏輯性同時又具有相當的可操作性。引導學生構建V圖,可加強學生在實驗操作前對整個實驗的理解,明晰實驗目的。此外,V圖的構建均由教師引導,以學生為中心展開,提高了學生對化學實驗的探究興趣;通過邏輯思維、發散思維和形象記憶的有機結合,有助于學生對實驗進行時各部分之間的邏輯關系,如背景理論、實驗步驟和所欲觀察的現象等,作全盤性的掌握。對化學教師而言,通過對學生構建的V圖的審閱,既可加強其對學生實驗預習、學習情況的了解,從而在化學實驗教學中有所針對,查缺補漏;也有助于教師在化學教學中的教學反思,改善實驗教學。

總之,使用V圖法既可有效加強學生對實驗概念的記憶和操作技能的訓練,又有助于教師把握學生的學習進度,對實驗教學的開展有著事半功倍的效果。

【參考文獻】

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一、實施導入式的課堂實驗教學

傳統的教育模式已經難以適應新的變化發展的要求,迫切需要教師進行全方位的創新,這一創新應當貫穿課堂教學的全過程和知識學習的每一個方面。高中階段化學學生普遍感覺晦澀難懂,特別是在新內容的學習上,心理上存在著一定程度的“消極”和“抵觸”情緒,如果僅靠教師傳統的說教式和固化的程序式,學生學習興趣無法被有效激發,而且化學教學過程中的很多知識單純靠講是說不清楚也弄不明白的,同時,學生生硬的記憶也會產生記不住、記不牢的問題。

這就需要教師通過實驗導入將學生逐漸帶入新的學習內容中,利用實驗給學生帶來的新奇感,讓“求知欲”充滿他們的頭腦。迄今為止,我們所得出的一切化學的正確結論都是通過一個個實驗來完成和論證的。因此,在教學過程中,筆者特別尊重實驗的地位和作用,借助實驗這一操作方法,讓學生身臨其境直面化學。比如,在氧化還原反應章節的學習過程中,筆者就運用了探究性實驗教學的方法,通過Fe+CuSO4發生化學反應生成FeSO4+Cu的實驗操作,讓學生明白氧化還原反應中置換反應的過程,這一反應的本|和帶來的元素化學價的變化。

二、實施過程式的實驗探究教學

實驗的準備工作要做充分。在化學實驗中,很多操作都是要求在規定的時間內完成的,有時甚至只有幾秒鐘的時間,如果準備不充分,欠缺某種材料,當場現抓往往是不太現實的,忽略了其中的一個細節可能會導致實驗推倒重來。因此,在準備環節上必須要認真細致。

實驗的過程應當循序漸進。在化學實驗開展過程中,結果固然重要,但前提是實驗準備和操作過程的每一個步驟都不能出現偏差和紕漏。特別是在重點步驟上,教師的操作要盡可能地慢下來,能夠讓學生有時間、有精力去思考和認知。而考試的選擇點往往就是在這些重要步驟和關鍵節點上,要引導學生帶著問題去做實驗,并且通過實驗很好地解決問題。

實驗應當有探究性和引導性。很多教師在教學中只是按照課本要求為學生做了一個實驗,沒有注重實驗過程中與學生的交流與互動,這樣往往起不到實驗教學的作用。在實驗一步一步探索推理的過程中,教師應當有計劃、有目的地去提問學生,讓學生充分融入實驗的大環境中,頭腦保持高速“運轉”,并隨著實驗的進行,思維自始至終緊跟教師的思路和實驗引導。比如,在氧化銅的氧化還原反應中,筆者邊做實驗邊提問學生:管口微微向下傾斜的目的是什么?氧化銅逐漸變成的亮紅色固體是什么?為什么反應完成后還要繼續通入氫氣?通過這樣的實驗展示和有效提問,學生的好奇心理充滿頭腦,進而帶著問題投入到學習過程中,往往能夠收到理想的學習效果。

三、實施分組協作式的實驗探究教學

實驗只是一種教學的工具和手段,其本身是為教學所服務和輔助的。在新課程背景下,要始終圍繞學生這一主體開展。在目前高中化學的教學過程中很多教師也很注重實驗教學,但在開展過程中,仍然存在完全以教師為主導的問題,方式固化單一,造成學生積極性不能被充分調動,以實驗為載體進行學習的效果往往達不到。因此,在課堂試驗中教師應盡可能地創造機會和條件,放手讓學生去做實驗,并通過實驗提高他們的動手操作能力和學習感悟能力。而且高中階段的化學實驗往往比較復雜,獨立讓學生進行試驗,往往難以成功。因此,在教學過程中,筆者注重實施分組協作式的實驗探究教學模式,將學生按照座位分成幾個小組,以小組為單位共同開展實驗,群策群力分工協作,實驗的完成也就變得相對容易了。

筆者喜歡在高中化學教學過程中運用實驗強化學生推理題的練習,因為這一過程往往能夠對很多所學的知識進行回憶和檢驗,而且通過實驗能夠最大限度地引發學生的認知和思考,筆者往往讓學生以座位相鄰為分組單位,通過分組準備實驗需要用到的各種材料和分組實施實驗全過程,讓學生能夠互相協商和合作,增強完成實驗的信心,提升他們的動手操作能力,而且也能夠讓他們將所學知識融會貫通。同時,團隊合作式的探究性實驗可以讓學生全身心地投入到學習中。

總之,教師在教學過程中應當大膽科學地去運用實驗教學,并注重實驗導入、過程步驟和分組探討的積累歸納和創新。

參考文獻:

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