浅谈化学实验在学生认知过程中的作用

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  化学实验是化学这门自然科学形成和发展的基础。其研究方法直观的体现了物质变化的规律,它能引导我们去发现和探索问题并寻找解决问题的途径。教学中实验的精心设计与实施,能激发和保持学生对化学学科的兴趣,进而通过学习相关知识掌握学化学的方法,提高观察、思维能力,再把知识更好应用到实际中。本文结合多年工作实践,浅谈几点体会:
  一、注重基础,教会学生观察。人们认识事物总是由表及里的。缤纷的化学现现象给生活增添了色彩的同时也反映了事物的本质。而学生在学习化学过程中,往往单纯从兴趣和偏好出发,偏离观察目的,抓不到物质本质特征。因此实验时应明确观察目的,教给学生观察的正确方法。观察不只是“看”,而是多种感官对感知对象的整体反映。
  例如,对演示实验镁条燃烧观察时,大多数同学往往被耀眼的白光吸引而忽略了其它。教师应引导学生按反应前、中、后顺序,让学生看物质色和态、变化时的光和烟,同时去感受放热和物质延展性。在比较得出新物质生成这一本质特征的同时,归纳出物质燃烧的现象应从以下三点观察叙述:1.光或火焰颜色。2.生成物的色、味、态。3.放热。为后面研究燃烧做好准备。
  为提高学生观察能力,教学中应把一些易于操作的演示实验,改成并进式实验。课上利用5-10分钟时间,由教师指导,学生完成操作,然后相互交流操作、观察和分析的体会。例如,在讲铁化学性质时,学生已经熟练掌握了固液体药品取用,我就让学生两人一组,同时做铁和稀硫酸、铁和硫酸铜溶液的反应,学生在观察基础上分析反应本质,同时归纳出了固体放入溶液中应观察。
  1.固体如何?2.溶液颜色如何?3.是否放出气体?从而使学生较全面掌握了反应现象,为认识金属与酸盐之间置换关系做好了铺垫。实践证明:并进式实验能提高学生掌握知识准确性和学生参与意识。对于可见度低又不易操作的实验,我也想尽一切方法增强学生感官认识。如Na2CO3和稀HCl反应时气泡小且易溢出,我用培养器放在投影仪上完成,学生就明显看到气泡。为加深学生对结晶水合物的认识,我利用课余时间,制出了大约1.5cm的硫酸铜晶体,放在阳光下观察,当学生看到这晶莹剔透的“蓝宝石”时都欣喜若狂,很好地调动了学生的积极性。
  二、用实验设疑,引导学生思维
  思维是实验过程中重要环节,只有结合思维的观察才能获取知识。实验中学生往往被物质性状和变化现象吸引,缺乏对信息的分析归纳,使认识只停留在表面。这时教师应恰当设疑,引导学生展开相应思维活动。
  如CO还原CuO的实验操作时问题较多,教师可按实验和观察的顺序设疑:1.CuO、CO色态?2.CO为什么要验纯?3.为什么先通CO,后加热?4.加热时产生的红色固体是什么?5.实验后为什么通CO至冷却?6.尾气如何处理?引导学生思考,小结原理和操作要点,认识变化本质。对于有些难点,光靠分析学生难以有深刻印象,此时应结合实验给学生一个直观的认识,突破难点。例如对不溶性碱化学性质的理解,我增加了如下实验:①把Cu(OH)2放入水中,加入酚酞试剂后看到不变色,让学生思考原因;②把Cu(OH)2放入水中,学生讨论滴入FeCl3溶液是否反应?若反应将看到什么?当操作时,未看到有些同学说的红褐色沉淀时,引导学生分析,从而认清只有可溶性碱才能电离出OH-与指示剂作用,并与可溶性盐在溶液中交换成分这一事实。
  有时为增加化学实验的趣味性,我还把一些小魔术引入课堂。例如学习CO2制法和性质后,为引出CO32-的检验,我做了一个实验:①取一个250毫升广口瓶,注入约200毫升稀盐酸。②将一个小鸡蛋放入瓶中。③迅速用带导管的单孔胶塞塞住瓶口。④导出气体通入澄清石灰水。当学生看到随着鸡蛋在盐酸中一浮一沉“呼吸”和石灰水变浑浊时,设置下列问题①鸡蛋为什么一浮一沉?②石灰水变浑浊说明什么?③鸡蛋遇盐酸放出CO2说明鸡蛋中含什么?从而把CO32-检验方法形象生动的印在了每一名学生脑子中。
  三、以点带面,培养学生解决实际问题能力
  应用是学习知识的灵魂。面对快速发展的社会,随时有新问题摆在我们面前。因此实验设置不应面面俱到,应培养学生举一反三的能力,使学生形成良好的思维方法和习惯。
  例如实验装置的用途是学生的弱项,因此,在讲述浓H2SO4吸水性可作干燥剂时,对课本上的装置展开了讨论,从而得出了以下结论:1.洗气时,长导管进,短导管出;2.短进长出将排液,若先装满水,可用于集气并储气。化学是与实际密切相关的,结合学生水平,引导学生比较,可提高解决实际问题能力。如在学习H2、O2、CO2三种气体制取时,产生途径虽很多,如何选择应考虑实际:
  a.实验室制法应考虑操作简便安全,环保,尽量节约药品。
  b.工业上应选成本低,环保型的方法。
  通过讨论学生记住原理同时,又提高了分析解决实际问题的能力。在选试剂除去Cu中CuO杂质时,有90%同学选择了稀盐酸或稀硫酸而放弃了H2,60%同学答出了操作简便安全这一特点。
  四、加强探索,培养学生创新意识和探索精神
  初中化学大多数是验证型实验,学生认识事物有一定被动性。初中学生正值人生过程中成长高峰期,具有强烈求知欲,表现欲、成功欲。教学中可根据学生水平和能力,选择一些简单问题开展探索型实验,鼓励学生自己通过实验寻找答案。例如实验制H2用金属和酸反应,用Zn、Fe、Mg、Cu哪个最好呢?实验室制CO2用盐酸还是硫酸呢?实验中由于学生能力差异造成效果不理想时,应指导方法,鼓励其积极去完成。
  总之,实验作为整个化学教学坚实基础,贯穿于化学教学之中。教师只有精心设计教学方法,充分利用化学实验引导学生去求知、探索,实验才能在化学教学各个环节中起到它应有的作用。
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