高中化学之化学实验教学方式探究

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  摘 要:随着教育的不断发展,对于化学学科的教学要求也越来越高,从最基础的学生书面成绩开始转变到学生化学核心素养的培养,这个期间对于教师教学的有效性要求越来越高。化学实验是化学教学中的重要组成部分,实验教学的进行对于学生化学知识的理解、化学思维的提升有着巨大作用,但是传统的化学实验教学方法已经不能满足教学的要求。因此,文章就高中化学实验的教学方法进行探究,从而帮助学生在实验的学习中不断提高自己,提升自己的化学素养能力。
  关键词:高中化学;化学实验;教学实践
  化学是自然科学的一种,是人类认识和改造物质世界的主要方式和手段之一,并且人类的生活与化学知识息息相关,化学的成就是社会文明的重要标志,所以化学学科需要受到教师的重视。在化学学科中,实验是学生进行化学知识实践的主要方式,并且通过化学实验能够帮助学生巩固课堂上学习到的知识,让学生能够加深对化学知识的理解。化学实验的进行是学生通过自己动手,按照每一个实验的步骤一步步地进行操作,从而验证化学知识理论,帮助学生建立起化学学习的兴趣。对此,文章有以下几点看法。
  一、 化学实验教学的要求
  (一)实验操作要以学生为主
  一般来说,实验教学的初衷就是为了锻炼学生的动手操作能力,学生通过对知识的理解,按照实验步骤正确地进行操作,从而增加化学实践能力。但是受到传统应试教育的影响,大多数学校的化学实验教学教师都只是以一种敷衍的态度进行教学,他们只将实验步骤的过程,每一步的原理以及化学实验的结果介绍给学生,让学生对这些知识进行死记硬背。在新课改的背景下,课堂学习的主体逐渐地从教师转变为学生,在实验教学当中,主要就是让学生自主进行实验操作,并且能够对实验中的知识进行反思,从而可以从化学实验当中获取到知识,提高自己的化学综合能力。
  (二)注重实验步骤原理的理解
  在每一个化学实验当中,大部分的学生都会按照实验的步骤一步一步地去操作,可能是学生对化学实验并不看重,也可能是受到提高成绩的影响,部分学生是以一种敷衍式的态度进行化学实验学习,他们只注重了实验的结果而忽略实验过程中的原理,实验教学最重要的就是帮助学生理解化学知识,使学生能够在每一个实验步骤的原理中提取到化学的知识,并且能够将这些知识进行理解,以此提高自己的知识积累。在进行化学实验教学时,对于学生来说,需要对每一个化学实验步骤进行思考,分析其中的原理,并且能够理解当中蕴含的化学知识,从而提高自己的化学能力。对于教师来说,需要教师对实验的教学方法进行创新,重视实验在化学中的重要性,提高化学实验教学的有效性。
  二、 实验教学在高中化学中的重要性
  (一)帮助学生巩固课堂学习的知识
  化学的知识相对于其他的学科来说,知识间的联系并不是特别的大,可能上节课学习的知识与这节课就毫不相关,这种现象就会导致学生在学习时出现一些问题,从而影响到学生的学习质量。而对于化学知识的理解来说,化学实验就可以让学生在实践操作当中再次学习知识,根据化学实验的步骤去思考其中的原理,联系课堂上学习的化学知识在实验当中运用的方法,从而能够增加学生对化学知识的理解,提高学生的化学学习质量。
  实验教学能够明显地帮助学生提升自己的学习兴趣,让学生主动地进行知识的学习,从而增加学生的知识理解。比如,在教学“实验活动4:用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”当中,这个实验的原理就是让学生通过自己对盐类物质的性质了解,通过化学反应将杂质离子给分离出来,熟练地掌握溶解、过滤、蒸发等实验操作。实验的步骤大体来说可以分为九步,其中第一步就是将粗盐溶解,得到粗盐水。然后通过加入过量的BaCl2溶液进行化学反应Ba2 SO2-4BaSO4↓,将硫酸根离子进行分离。然后再加入过量的NaOH溶液来分离溶液中的镁离子,接着在滴加饱和Na2CO3溶液,使钡离子和钙离子充分的沉淀。学生通过这几步的操作就能将溶液中的杂质离子进行分离,最后再通过蒸发等操作获取精盐。在这个实验当中,学生通过自己的操作和思考,能够知道Ba2 和SO2-4、CO2-3反应会生成沉淀,还有Ca2 和CO2-3反应生成沉淀,强化了学生在课堂上知识的学习,加深了学生对化学知识的理解,培养了学生的化学学科核心素养能力。
  (二)提高学生对化学方程式的理解
  化学方程式是化学学科中非常重要的一个知识点,它是专属于化学学科的化学语言,化学方程式中蕴含了丰富的化学知识,在化学方程式中能够寻找到各种化学信息,它是学生学习化学、掌握化学知识的根基,化学方程式可以帮助学生简单地看出化学反应的各种原理以及信息。在化学实验的教学中,化学实验的原理就是运用了化学反应,它能够将化学方程式中的信息直观地展现在学生眼前,让学生可以观察到化学反应的整个过程以及反应物与生成物之间的转化,从而促进学生对化学方程式的学习。
  亲眼见证一个实验过程比任何的学习方式都能激发学生的学习兴趣,所以教师就可以通过实验教学帮助学生理解化学方程式。比如,在教学“实验:浓硫酸的强氧化性”时,它的实验原理就是应用氧化还原反应的原理,实现不同价态含硫物质的转化,在浓硫酸生成二氧化硫的反应过程中,它的化学反应方程式为Cu 2H2SO4(浓)△CuSO4 SO2↑ 2H2O,在实验的装置当中,在另一个试管中添加品红溶液,并在瓶口处用浸有氢氧化钠溶液的棉团堵住,反应会生成有毒气体二氧化硫,在实验的过程当中学生能够看到铜片上有气泡溢出,并且溶液逐渐变成蓝色,铜片逐渐地溶解,品红溶液逐渐变成无色,溶液变蓝是因为铜离子是蓝色的,品红溶液变色的原因就是二氧化硫具有漂白性,从这一点中可以得知反应生成了二氧化硫。在进行方程式的书写时,反应物已知,生成物根據反应的过程中溶液逐渐变蓝,可以得知生成了硫酸铜溶液,而品红溶液变成无色,根据反应物的元素组成可以得知生成了二氧化硫气体,最后还有水,通过将反应物与生成物写成方程式的形式,然后进行配平就可以得出正确的方程式。通过化学实验来帮助学生正确地理解方程式中的元素组合,能够加深学生对反应物与生成物的理解,从而可以促进学生对化学方程式的学习效率。   (三)提高学生学习化学的兴趣
  兴趣是学生学习的主要动力,当学生对学习有了兴趣,那么他们就能够主动地融入课堂的学习中,提高自己的课堂学习效率。在化学课堂当中,化学知识是比较烦琐和枯燥的,学生很容易出现学习兴趣下降的现象,这种现象对于学生的学习效果是非常不利的。化学实验的教学相比于传统的教学方式,可以使课堂变得更加有趣,让学生在学习知识理论时,能够看到有趣的化学现象,能够激发出学生的学习动力,引导学生进入到课堂的学习当中,提高学习效率。
  化学实验能够明显地增加课堂教学的趣味性,让学生提高对化学学习的兴趣,从而促进学生的学习质量。比如,在教学“实验活动7:化学反应速率的影响因素”时,这个知识点在课堂上的理论知识教学中教师都提到过,但是相比于那种单纯的知识理论的讲解,化学实验更能够激发学生的学习兴趣,通过化学实验当中各种有趣的化学现象可以吸引学生的注意力,让学生能够更加主动地进行知识的学习,提高自己的学习效率。比如,在硫代硫酸钠与硫酸反应的过程当中,它的反应会生成不溶水的硫导致溶液出现乳白色浑浊的现象,化学反应方程式为Na2S2O3 H2SO4Na2SO4 SO2↑ S↓ H2O,这个反应过程相对来说比较缓慢,教师引导学生增加溶液的温度和浓度进行反应,并且能够通过比较溶液产生的现象来总结反应速率影响的因素。学生通过自己的操作可以发现当温度和浓度增加时,气泡产生的速度加快,并且溶液的浑浊速度也开始加快,这就能说明当温度和浓度增加时,化学反应速率也开始增大。通过化学实验的各种现象帮助学生进行课堂的学习,可以让课堂充满趣味性,增加学生对知识的理解,帮助学生提高对化学学习的兴趣,从而能够主动地融入课堂的学习当中,促进自己化学学习效率的提高。
  三、 高中化学实验教学方式探究
  (一)通过多媒体技术进行实验教学
  多媒体是科技发展的产物,多媒体的应用能够让学生改变对课堂教学方式的认知,多媒体中丰富的教学资源可以帮助教师创新出新型的教学方式,从而提高学生對化学学习的乐趣。在进行化学实验的教学中,最明显的问题就是受到实验器材的限制,教师不能满足每一个学生的需求,大部分学生都无法进行实验的操作,这导致他们的学习效果与对知识的理解出现问题,不利于学生化学实验的学习。教师通过多媒体在网络上查找实验的视频,让学生能够观看化学实验的每一个操作流程,将化学实验摆放在学生眼前供学生学习,能够突破实验器材的限制,提升实验教学的质量。
  将多媒体技术渗透到教育当中是每一个教师都需要进行研究的,它可以帮助教师创新出新的教学方法,丰富课堂上的教学内容,让教学变得更加有趣,从而能够提高教学质量。比如,在教学“实验活动6:化学能转变成电能”时,它的实验目的是让学生理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用,体会化学的价值,并且认识原电池的构成要素。教师通过利用多媒体播放实验视频,让学生根据视频进行总结,学生在视频中能够发现实验的器材主要有烧杯、导线、电流表、锌片、铜片、石墨棒以及稀硫酸,实验步骤是用导线将电流表与锌片和铜片相连接,并且将铜和锌同时插入稀硫酸中,学生可以发现电流表发生了偏转,这时教师可以进行介绍,稀硫酸溶液中进行了离子的移动,导线中有电子的移动,所以电流表发生了偏转,在构成的原电池当中,锌片为负极,铜片为正极,负极发生了氧化反应Zn-2e-Zn2 ,正极发生了还原反应2H 2e-H2↑,总离子反应方程式为Zn 2H Zn2 H2↑。通过多媒体的方式,让学生克服实验器材短缺的问题,帮助学生更好地学习化学实验,提高学生在课堂上的学习效率,促进学生化学学科核心素养能力的提高。
  (二)利用合作学习方式进行教学
  合作学习方式是指在化学课堂上由教师进行引导,让学生通过自主合作交流的方式,学生之间进行合作来对知识进行探究,帮助学生在自己的知识探究中获取到丰富的化学知识,提高学生在化学课堂上的学习质量。在化学实验教学当中,教师通过让学生对实验步骤进行探究,引导学生去思考、去探究化学实验中的每一个步骤,从而在实验当中获取到丰富的化学知识。合作学习方式能够帮助学生降低化学知识的难度,提高学生在课堂上的学习效率。
  比如,在教学“实验活动8:搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”时,教师引导学生通过橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等用品来替代球棍模型中的结构,让学生通过合作交流的方式,对有机化合物的分子结构进行分析,并且可以用牙签和橡皮泥等材料搭建球棍模型,例如,在CH4甲烷气体结构式中,甲烷的分子构型是正四面体,甲烷的结构式是C原子在中心,上下左右各有一个氢原子,然后用碳氢键进行相连,学生通过彼此之间的合作,利用橡皮泥捏出四个相等的球当作氢原子,再捏出一个较大的球当作碳原子,然后用牙签根据甲烷的结构式将碳氢原子进行相连,从而制作出甲烷的球棍模型。接着,教师引导学生通过交流与合作,对乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2等搭建球棍模型,以此来增加学生对有机化合物结构式与分子式的理解,提高教师在课堂上的教学质量。
  (三)加强实验与实际生活的联系
  化学与生活有着密切的联系,化学知识时时刻刻都在影响着生活,并且在生活当中也存在着丰富的化学现象,例如,铁在空气中逐渐地出现铁锈,这些都属于氧化反应,归属于化学现象。在化学实验的教学当中,教师可以引导学生在家中进行一些小的实验,利用一些生活用品,根据课堂上学过的知识进行一些实验操作,通过化学实验丰富自己的业余生活,增加自己在生活中的乐趣,并且还可以促进对化学知识的理解。
  比如,在“盐与酸的反应”教学中,在课堂上教师会提到水垢的化学成分是碳酸钙,碳酸钙属于盐类,利用酸与碳酸钙进行反应能够将碳酸钙进行溶解,从而达到去除水垢的效果。在家中,最常见的酸就是食用醋中的醋酸,学生就可以用醋来去除水壶中的水垢,原理就是醋酸与碳酸钙的反应,方程式为CaCO3 2CH3COOH(CH3COO)2Ca CO2↑ H2O,学生在家里面做小实验,能够让学生加深对酸与盐的性质理解,提高学生的知识理解,加强学生在化学实验中的学习。
  总之,实验是化学学科中的重要组成部分,它可以加深学生对知识的理解,可以改变传统的知识理论教学,让学生能够改变对化学课堂学习的认知,提高自己的课堂学习兴趣。在进行实验教学时,教师要对学生的学习状态以及课堂的教学氛围进行分析,帮助学生建立起化学实验学习的信心,引导学生主动地投入到化学实验当中,利用各种巧妙的教学方式调动学生的学习积极性。每一个实验步骤原理,都包含了各种丰富的化学知识,这些都是学生不可多得的学习资源,在学习当中通过对实验步骤原理的思考,可以增加学生的知识积累,促进学生化学素养能力的提高。
  参考文献:
  [1]杨芳.高中化学实验教学的方法[J].俪人:教师,2015:92.
  [2]黄建琼.高中化学实验教学方法初探[J].女报:家庭素质教育,2020:304.
  作者简介:
  潘小军,甘肃省陇南市,甘肃省陇南市第一中学。
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