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化学是一门以实验为基础的自然科学。通过化学实验可以激发学生的学习兴趣,学生可以从实验获取知识,可以体验做实验的过程,从而培养学生严谨的科学态度、观察能力、动手能力、思维能力、分析及解决问题和实验创新能力。
因此,加强和推进化学实验教学就显得尤为迫切和重要。在化学实验教学中,我逐渐体会到,比较实验法,变式实验法,支架式实验法三种教学方法,教学效果好,应用较为广泛。
一、比较实验法
化学实验现象和过程通常是通过比较来确定它们的差异和共性的。如:比较化学现象在一定时间内前后变化,比较几个化学现象的异同点,比较研究对象随条件变化等。根据科学方法的比较分类,结合化学实验的特点,我们运用了比较实验的三种模式。
1、异中求同的比较
异中求同的比较是比较两个或两个以上实验的过程,找出其相同点。
例1:在学习极性分子和非极性分子时,我们设计两组实验:①实验一,在两个水槽中分别盛有水和CCl4,再分别滴入一滴苯和水,然后用磁性很强的条形磁铁接近液面,并缓缓地移动,水滴跟着磁铁移动,而苯滴不移动。②实验二,在酸式滴定管中,注入30mL蒸馏水,在滴管下方放一个大烧杯。打开活栓,让水缓慢下流如线状。把摩擦带点的玻璃棒接近水流,观察水流的方向有无变化。用CCl4代替水,做上述实验,观察有何变化。
通过这两个形式不同的实验比较,让学生找出分子极性和非极性的不同点:第一,非极性分子在电场或磁场中不发生感应,而极性分子在电场或磁场中有感应;第二,极性分子的电荷中心不重叠,非极性分子的电荷中心重叠。
2、同中求异的比较
同中求异的比较指比较两个或两个以上相似实验的过程,找出其相异点。
例2:在学习胶体的制备时,做了如下两个实验。①实验一,将NaHCO3溶液逐滴加入到FeCl3溶液中,生成无色气泡和絮状沉淀,而沉淀又逐渐溶解于溶液中,直到NaHCO3溶液达到一定量后,生成的沉淀才不再溶解。②实验二,将FeCl3溶液逐滴加入到NaHCO3溶液中,溶液中生成无色气泡和橙色沉淀,生成沉淀量不断增加,颜色也逐渐加深为红褐色,继续滴加FeCl3溶液至混合物中不再产生气泡。静置,溶液转化为深红褐色的胶体。
通过这两组试剂和形式相同,但操作顺序不同的相似实验,发现Fe(OH)3沉淀可溶于FeCl3溶液,并形成胶体。通过实验对比,可以引发学生进一步理解:一是胶体制备除了可以采用书上的“水解法”(是属于“凝聚法”),也可以采用“分散法”;二是Fe(OH)3胶粒吸附Fe3+而呈正电;三是更加具体形象的知道Fe(OH)3胶体中分散质是Fe(OH)3微粒聚集体,有利于胶体性质的学习。
3、同异综合比较
同异综合的比较是指比较两个或两个以上实验的相同点和相异点。
例3:在学习SO2具有漂白性时,我们可以做5个相似的实验①实验一:SO2通入品红中,褪色,加热恢复红色。②实验二:Cl2通入品红中,褪色,加热不恢复红色。③实验三:Na2O2加入到品红中,褪色,加热不恢复红色。④实验四:H2O2加入到品红中,褪色,加热不恢复红色。⑤实验五:活性炭加入到品红中,褪色,加热恢复红色。
这五个实验,形式相似,有相同的现象,但也有不同的现象,更主要的是五个式样的化学原理有些是有区别的,有些是相同的。
二、变式实验法
变式实验能有效排除干扰因素,突出本质因素,从而使所要研究的化学现象以更为简化的形态显露出来。
在化学实验过程中,我们经常会发现一些表现本质特征的现象往往不一定以强烈刺激的形式出现,而表现非本质特征的现象倒有可能给学生比较强的刺激,从而直接影响了实验的教学效果。因此,在实验教学过程中,要不断变化实验手段,展现各种实验现象,充分运用学生的各种感官,围绕问题中心展现化学过程,揭示问题本质。
例4:原电池的实验:①把Zn和Cu连接插入稀H2SO4中。②把Zn和Cu连接插入西红柿,且与生日音乐卡连接。③把Zn和Ag插入CuSO4溶液,并用电流表连接。
这三次实验的现象各具特色:第一次大量气泡在铜片上产生;第二次实验产生音乐,余韵缭绕,兴趣盎然;第三次实验银白色Ag表面析出亮红色的Cu。电流表指针发生偏转。它们又都紧紧围绕原电池放电这个中心,不仅丰富了观察内容,而且产生了协同互补的效应,使学生对原电池的本质特征有了深刻的认识。
三、支架式教学法
当前普遍认为支架式教学的一般程序是:进入情境→搭建支架→自主探索→协作学习→教学评价。
1、进入情境,提出问题。目的是引导学习者进入一定的问题情景,并提供必要的解决问题的工具。问题的设计应具备以下三个特征:一是要落在学生的“最近发展区”,以激发学生的欲望:二是要有启发性,并能合学生的自省:三是有助于实现各项具体的学习目标。比如在学习H2O2有弱酸性、强氧化性(有漂白能力)、不稳定性时,教师演示实验,将H2O2滴入滴有酚酞试剂的NaOH溶液后褪色,要求学生设计实验说明褪色的原因是H2O2强氧化性,还是H2O2的弱酸性。
2、搭脚手架。目的是围绕当前学习主题,为帮助学生逐步深入探究学习主题,建立概念框架。
比如:认识SO2性质,我们可以给学生建立一个认识物质性质的概念框架。一是从组成元素的化合价看其氧化性、还原性;二是从物质的分类看其有什么特性(SO2具有酸性氧化物的通性);三是看其有什么特性(SO2具有漂白性)。
支架式教学法的优点,不仅能发挥每一教学环节的局部功能,而且更能发挥课堂的整体功能。
总之,化学实验应注重学生能力的培养,同时还要与培养学生实事求是的科学态度相结合,力求达到全面提高学生素质的目的。
(作者单位:055750河北省南宫市职教中心)
因此,加强和推进化学实验教学就显得尤为迫切和重要。在化学实验教学中,我逐渐体会到,比较实验法,变式实验法,支架式实验法三种教学方法,教学效果好,应用较为广泛。
一、比较实验法
化学实验现象和过程通常是通过比较来确定它们的差异和共性的。如:比较化学现象在一定时间内前后变化,比较几个化学现象的异同点,比较研究对象随条件变化等。根据科学方法的比较分类,结合化学实验的特点,我们运用了比较实验的三种模式。
1、异中求同的比较
异中求同的比较是比较两个或两个以上实验的过程,找出其相同点。
例1:在学习极性分子和非极性分子时,我们设计两组实验:①实验一,在两个水槽中分别盛有水和CCl4,再分别滴入一滴苯和水,然后用磁性很强的条形磁铁接近液面,并缓缓地移动,水滴跟着磁铁移动,而苯滴不移动。②实验二,在酸式滴定管中,注入30mL蒸馏水,在滴管下方放一个大烧杯。打开活栓,让水缓慢下流如线状。把摩擦带点的玻璃棒接近水流,观察水流的方向有无变化。用CCl4代替水,做上述实验,观察有何变化。
通过这两个形式不同的实验比较,让学生找出分子极性和非极性的不同点:第一,非极性分子在电场或磁场中不发生感应,而极性分子在电场或磁场中有感应;第二,极性分子的电荷中心不重叠,非极性分子的电荷中心重叠。
2、同中求异的比较
同中求异的比较指比较两个或两个以上相似实验的过程,找出其相异点。
例2:在学习胶体的制备时,做了如下两个实验。①实验一,将NaHCO3溶液逐滴加入到FeCl3溶液中,生成无色气泡和絮状沉淀,而沉淀又逐渐溶解于溶液中,直到NaHCO3溶液达到一定量后,生成的沉淀才不再溶解。②实验二,将FeCl3溶液逐滴加入到NaHCO3溶液中,溶液中生成无色气泡和橙色沉淀,生成沉淀量不断增加,颜色也逐渐加深为红褐色,继续滴加FeCl3溶液至混合物中不再产生气泡。静置,溶液转化为深红褐色的胶体。
通过这两组试剂和形式相同,但操作顺序不同的相似实验,发现Fe(OH)3沉淀可溶于FeCl3溶液,并形成胶体。通过实验对比,可以引发学生进一步理解:一是胶体制备除了可以采用书上的“水解法”(是属于“凝聚法”),也可以采用“分散法”;二是Fe(OH)3胶粒吸附Fe3+而呈正电;三是更加具体形象的知道Fe(OH)3胶体中分散质是Fe(OH)3微粒聚集体,有利于胶体性质的学习。
3、同异综合比较
同异综合的比较是指比较两个或两个以上实验的相同点和相异点。
例3:在学习SO2具有漂白性时,我们可以做5个相似的实验①实验一:SO2通入品红中,褪色,加热恢复红色。②实验二:Cl2通入品红中,褪色,加热不恢复红色。③实验三:Na2O2加入到品红中,褪色,加热不恢复红色。④实验四:H2O2加入到品红中,褪色,加热不恢复红色。⑤实验五:活性炭加入到品红中,褪色,加热恢复红色。
这五个实验,形式相似,有相同的现象,但也有不同的现象,更主要的是五个式样的化学原理有些是有区别的,有些是相同的。
二、变式实验法
变式实验能有效排除干扰因素,突出本质因素,从而使所要研究的化学现象以更为简化的形态显露出来。
在化学实验过程中,我们经常会发现一些表现本质特征的现象往往不一定以强烈刺激的形式出现,而表现非本质特征的现象倒有可能给学生比较强的刺激,从而直接影响了实验的教学效果。因此,在实验教学过程中,要不断变化实验手段,展现各种实验现象,充分运用学生的各种感官,围绕问题中心展现化学过程,揭示问题本质。
例4:原电池的实验:①把Zn和Cu连接插入稀H2SO4中。②把Zn和Cu连接插入西红柿,且与生日音乐卡连接。③把Zn和Ag插入CuSO4溶液,并用电流表连接。
这三次实验的现象各具特色:第一次大量气泡在铜片上产生;第二次实验产生音乐,余韵缭绕,兴趣盎然;第三次实验银白色Ag表面析出亮红色的Cu。电流表指针发生偏转。它们又都紧紧围绕原电池放电这个中心,不仅丰富了观察内容,而且产生了协同互补的效应,使学生对原电池的本质特征有了深刻的认识。
三、支架式教学法
当前普遍认为支架式教学的一般程序是:进入情境→搭建支架→自主探索→协作学习→教学评价。
1、进入情境,提出问题。目的是引导学习者进入一定的问题情景,并提供必要的解决问题的工具。问题的设计应具备以下三个特征:一是要落在学生的“最近发展区”,以激发学生的欲望:二是要有启发性,并能合学生的自省:三是有助于实现各项具体的学习目标。比如在学习H2O2有弱酸性、强氧化性(有漂白能力)、不稳定性时,教师演示实验,将H2O2滴入滴有酚酞试剂的NaOH溶液后褪色,要求学生设计实验说明褪色的原因是H2O2强氧化性,还是H2O2的弱酸性。
2、搭脚手架。目的是围绕当前学习主题,为帮助学生逐步深入探究学习主题,建立概念框架。
比如:认识SO2性质,我们可以给学生建立一个认识物质性质的概念框架。一是从组成元素的化合价看其氧化性、还原性;二是从物质的分类看其有什么特性(SO2具有酸性氧化物的通性);三是看其有什么特性(SO2具有漂白性)。
支架式教学法的优点,不仅能发挥每一教学环节的局部功能,而且更能发挥课堂的整体功能。
总之,化学实验应注重学生能力的培养,同时还要与培养学生实事求是的科学态度相结合,力求达到全面提高学生素质的目的。
(作者单位:055750河北省南宫市职教中心)