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【摘要】本文从化学实验能力的内涵出发,对培养学生的化学实验能力的相关问题做一个简单的探讨,以期对化学实验教学有所帮助。
【关键词】实验;能力;培养;创新
培养学生的能力是素质教育的要求,也是国民经济发展的要求。能力是素质的外化,学生化学素质提高的外在表现就是化学能力的提高。如何提高学生的化学能力呢?我国著名化学家戴安邦①先生曾经说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式”。在大力提倡素质教育的今天,在化学教学中更应充分应用实验这一手段,演示和验证物质的某些性质和化学原理,对学生进行形象具体直观的教学,同时培养学生的化学实验技能以及良好的观察能力、分析能力和思维能力,培养学生严谨的科学态度。所以,如何进行化学实验能力的培养在整体化学教学中占有非常重要的地位。
1化学实验能力的内涵与构成
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用,中学化学教学大纲②中指出:“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,培养学生能观察现象、分析问题、解决问题,初步掌握一些常用的化学实验技能,培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。因此,加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。”在中学化学实验教学中,培养学生的实验能力是最基本的。化学实验能力是指在化学实验过程中表现出来的能力,它包括观察能力,操作能力,分析实验现象和处理数据的能力,以及实验设计能力。
化学实验是培养学生的实践能力和创新精神,激发学生学习兴趣和强烈求知欲的重要内容。教师的责任,既要利用化学实验这一得天独厚的条件,引导学生去观察、感知、探究化学知识,还要通过探究性实验活动,教会学生科学研究的方法,发展学生的思维能力和创新能力。在学科教学中加强动手能力的培养是深入开展素质教学的必然趋势。而就化学而言,其中一个重要的内容就是实验能力的锻炼。而现行化学教材中安排的实验多数是用来帮助学生形成、理解、巩固所学的化学知识,为验证性实验。这些实验始终处于概念理论的依附地位,仅仅作为验证化学知识的手段,其原理、步骤、现象、结论等在教材中均已写明。诚然,这对于初中学生或对于操作难度大、有一定危险性的实验来说是必要的,但对于具备一定基础和实验能力的高中生(尤其是重点中学学生)来讲,仅仅通过实验证明现成的结论是无法满足他们的求知欲的。让学生只是简单地模仿或重复教师的演示,在这种实验状态下,学生的思维活动降到了最低程度,发展智力、培养能力成了一句空话。因此,在中学化学实验教学中需要进行创造教学,培养学生的实验能力。
2设计探究实验,培养创新思维能力
学生最感兴趣的是那些有所了解却又非完全已知、能够引起思考的东西,而现行教材中的实验大多具有已知操作过程、已知实验结果的特点,有些还是教师曾演示过的,很容易流于重复与枯燥。此外,实验课也大都是“填鸭式”的,即教师与教材设计好了一切,为保证实验正常进行,教师准备得较多较细,学生只管“照方抓药”,根本谈不上独立思考。若能设立一些内容不很确定,无现成教材,学生有充分自由来组织和发挥的实验,并在考核中注意衡量学生实验设计的逻辑性和创造性、实验总结与讨论中的知识性和探索性、以及表达方式的科学性,使学生能较多地以科学的思维方式来观察和分析实验问题,则有利于激发学生的学习兴趣。为此,我们应该树立以实验为基础的化学教学观。要在理论认识和教学实践中,真正认识实验及实验教学的重要性,把它确定为化学教学的重要基础。同时,在实验教学过程中牢牢把握以学生发展为本,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,面向全体学生,提高教学质量。
此外,需要充分发展学生的学习主体作用。教学过程中实现学生的主体作用,一是教师要树立学生是教学活动主体的意识,建立师生和谐的关系,尊重他们主体人格;二是在实验教学过程中要培养和发展学生学习的主动性、自主性和创新性。教师可在预习、操作、观察、思考、设计、总结等活动中有意识地进行培养。例如,在预习过程中,学生通过预习对将要操作的实验有所准备,使他们在实验过程中更为主动。特别是将预习与思考结合起来,如为什么要做这个实验?为什么这样设计这个实验?怎样做好这个实验?有没有更好的实验方法?带着这些问题进行实验,可以激发学生的兴趣,活跃思维,养成良好的预习习惯,提高自学能力。
例如,乙炔的实验室制法,课本采用的是电石与饱和食盐水反应制取的,但是制得的乙炔气体混有硫化氢和磷化氢等有特殊臭味的有毒的气体。老师可以向学生提出思考:如何制得纯净的乙炔气体呢?然后引导学生分析硫化氢和磷化氢的性质。学生知道硫化氢是酸性气体,可以用碱液除去;但学生对磷化氢的性质可能就不太清楚了,这时老师可以提到氨气,而N和P是同一主族元素,氢化物的性质应该相似,这样学生就可以推断出PH3是碱性气体,可以用酸性溶液除去。但是如果要除去两种杂质气体,实验装置就要多加两个洗气瓶,这样演示实验就变得复杂了。能不能更简单一些呢?老师再提示,我们知道用饱和食盐水可以减缓水与电石的反应速率。此外H2S和PH3都是强还原性气体。能否同时减慢反应速率又可除去杂质气体呢?为了减缓反应速率,我们还是用饱和的盐溶液,但是这种盐溶液必须能和H2S、PH3都反应,且生成物不能是气体。当然这种盐不能与乙炔反应。因此,学生通过老师的提示去讨论、思考、归纳,最后得出可以用硫酸铜饱和溶液代替水,因为CuSO4与H2S反应生成CuS沉淀,这样通过老师引导与学生的思考分析,可以培养学生的创新思维能力。如果条件允许的话,可以让学生自主设计实验,形成实验方案,并通过实践去验证。在实验设计中,学生可能会提出很多种方案,有的是错误的,有的则是有道理甚至是完全正确的。要认真批阅每一份实验设计方案,对好的方案特别是有创新的方案,进行表扬和奖励。鼓励学生创新,调动学生的创新积极性和主动性。然后,让同学把自己的实验方案报告出来,与大家一起交流讨论。这样,通过师生之间的良性互动讨论、启发、引导,优化出最佳方案,并动手去实验。 3加强实践环节,培养学生实验操作能力
实践教育是创新人才培养的重要组成部分,是学生理解理论知识、形成主动学习精神、锻炼综合素质和能力的重要手段,是培养学生理论联系实际的重要形式。实践性是现代教育的重要特征,是现代经济和科技发展对教育的客观要求。我们应该深化教育教学改革,使其具有实践性。相对于化学学科而言,动手实验是一个很重要的过程,教师要充分发挥主导作用。首先,要让学生做好实验前的准备工作,比如:检查仪器是否齐全,有无破损。检查装置气密性是否完好。检查药品。其次,强调学生在实验过程中要认真贯彻,并作好现象记录。同时,要加强巡视指导、创造条件多让学生实践,特别是做一些探究性实验。例如,悬浊液、乳浊液、溶液的实验,好多教师把教师实验改成学生实验。学生进行正确的操作,细致耐心地进行观察,根据实验得出结论、形成概念,在实验中发现它们的特性、它们的区别与联系。
在传统教学里,都是老师先在教室里做演示实验,让学生学习物质的性质,了解性质之后,才到实验室去做验证实验。这种模式限制了学生的思维,其实我们可以在实验室上课,直接让学生自己做实验,再由实验现象得出结论,可加深学生对物质性质的理解。如在学习苯酚的性质的时候,我们让学生先做如下实验:(1)在苯酚溶液中滴加石蕊试液;(2)向浑浊的苯酚溶液中加NaOH;(3)向苯酚钠溶液中通入足量的CO2;(4)用PH值试纸测试苯酚钠溶液的PH值。然后让学生根据实验现象归纳,很容易得出苯酚的性质;另取苯酚与浓溴水反应,并让学生拿其与苯跟液溴反应的条件,得出苯酚比苯性质活泼;以及苯酚与FeCl3溶液的显色反应,知道可以用FeCl3溶液检验酚类。像这种让学生自己通过实验得出结论的教学方法,能提高学生的学习兴趣,同时加深对物质性质性质的认识,以及提高学生的实验操作能力等,一举多得,何乐而不为呢?当然这样需要做较多的准备工作,需要学校的设备齐全,及人手必须充足。
还有溶液的重要性实验,学生通过实验很容易看到溶液反应比固体反应快得多,因而明确日常生活和工农业生产中广泛应用溶液。除课堂实验外,也可在课外做些有趣的、探究性的实验。如空气成分的测定,用什么装置好;用蜡烛、硫磺、碳、酒精棉球、红磷、白鳞等哪种可燃物较好,试验结果较正确,如实验结果不正确原因何在?又如,可进行污水成分的测定,土壤酸碱性的测定,人呼出气体中二氧化碳含量的测定等。综上所述,化学的教学目的就在于使学生掌握所学的化学知识,发展学生的智力,进而培养学生具有运用所学化学知识,独立地解决问题的能力。而化学实验能力则是这种能力的充分体现。所以我们一定要在实验教学过程中培养学生观察和描述实验的能力的充分体现。所以我们一定要在实验教学过程中培养学生观察和描述实验的能力以及逻辑思维能力,增强学生的实验技能和操作技能。
4分析实验现象和进行处理数据,巩固提高信息处理能力
写实验报告是实验的重要组成部分,是分析问题解决问题的过程,也是综合运用知识的过程。写好实验报告的关键是要在实验过程中认真观察,并实事求是做好现象记录,然后对产生的现象进行分析,这对于提高信息处理能力非常重要。因此,实验后,应当要求学生认真写好实验报告。
实验报告的内容包括:[提出问题][作出猜想][实验装置图][实验步骤][实验现象][现象分析][结论][我的收获]。例如乙酸乙酯的制取:实验前你要思考:(1)实验室用乙酸与乙醇在有浓硫酸存在并加热的条件下反应,可以制得乙酸乙酯。反应过程中,乙醇、浓硫酸和冰醋酸三种溶液的体积比应是什么关系?加药品的顺序要考虑吗?为什么?(2)浓硫酸的作用是什么?加碎瓷片的目的是什么?(3)实验室用饱和碳酸钠溶液来收集乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液的作用是什么呢?带着以上问题,我们就可以选择实验装置,该实验属于液液加热制气体类型,所以可以用带活塞的大试管装置,而加热溶液都要加入碎瓷片防止溶液爆沸;由于浓硫酸有强氧化性以及脱水性,所以不能先加浓硫酸且它的量不能过多;乙醇与乙酸以及浓硫酸要按体积比为3:2:2混合;由于乙酸乙酯易发生水解,而它在饱和无机盐溶液中溶解度较小,另外,乙酸和乙醇都是易挥发物质,所以挥发出来的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇,用饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸和乙醇。使乙酸乙酯分层出来,除去乙酸和乙醇后,就更容易闻乙酸乙酯的气味了。学生通过实验分析现象后就可以得出以上结论了;最后还要写下自己做实验的收获。[现象分析]这一步至关重要,学生通过分析产生现象的原因,便可以进行归纳总结,将知识点进行由表及里、由此及彼、去粗存精、去伪存真的改造制作,形成知识体系,并实现了真实的之间的“互联网络”,使学生在运用知识的过程中信手拈来,达到举一反三的教学效果,从而即使学生提高了收集处理信息的能力,有培养了学生的创新精神。
总之,培养学生的实验能力是学科素质教育的核心问题,化学实验能力是化学能力的综合体现。化学实验在化学科实施素质教育提高学生的化学能力中占有不可替代的地位,作为一名化学教师,只有在自己的教学实验中确实重视化学实验在培养能力中的作用,才能够真正把化学科学实施素质教育落到实处,达到培养人才的目的。
参考文献
[1]参考戴安邦的《化学实验是实》
[2]参考《中学化学大纲》
【关键词】实验;能力;培养;创新
培养学生的能力是素质教育的要求,也是国民经济发展的要求。能力是素质的外化,学生化学素质提高的外在表现就是化学能力的提高。如何提高学生的化学能力呢?我国著名化学家戴安邦①先生曾经说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式”。在大力提倡素质教育的今天,在化学教学中更应充分应用实验这一手段,演示和验证物质的某些性质和化学原理,对学生进行形象具体直观的教学,同时培养学生的化学实验技能以及良好的观察能力、分析能力和思维能力,培养学生严谨的科学态度。所以,如何进行化学实验能力的培养在整体化学教学中占有非常重要的地位。
1化学实验能力的内涵与构成
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用,中学化学教学大纲②中指出:“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,培养学生能观察现象、分析问题、解决问题,初步掌握一些常用的化学实验技能,培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。因此,加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。”在中学化学实验教学中,培养学生的实验能力是最基本的。化学实验能力是指在化学实验过程中表现出来的能力,它包括观察能力,操作能力,分析实验现象和处理数据的能力,以及实验设计能力。
化学实验是培养学生的实践能力和创新精神,激发学生学习兴趣和强烈求知欲的重要内容。教师的责任,既要利用化学实验这一得天独厚的条件,引导学生去观察、感知、探究化学知识,还要通过探究性实验活动,教会学生科学研究的方法,发展学生的思维能力和创新能力。在学科教学中加强动手能力的培养是深入开展素质教学的必然趋势。而就化学而言,其中一个重要的内容就是实验能力的锻炼。而现行化学教材中安排的实验多数是用来帮助学生形成、理解、巩固所学的化学知识,为验证性实验。这些实验始终处于概念理论的依附地位,仅仅作为验证化学知识的手段,其原理、步骤、现象、结论等在教材中均已写明。诚然,这对于初中学生或对于操作难度大、有一定危险性的实验来说是必要的,但对于具备一定基础和实验能力的高中生(尤其是重点中学学生)来讲,仅仅通过实验证明现成的结论是无法满足他们的求知欲的。让学生只是简单地模仿或重复教师的演示,在这种实验状态下,学生的思维活动降到了最低程度,发展智力、培养能力成了一句空话。因此,在中学化学实验教学中需要进行创造教学,培养学生的实验能力。
2设计探究实验,培养创新思维能力
学生最感兴趣的是那些有所了解却又非完全已知、能够引起思考的东西,而现行教材中的实验大多具有已知操作过程、已知实验结果的特点,有些还是教师曾演示过的,很容易流于重复与枯燥。此外,实验课也大都是“填鸭式”的,即教师与教材设计好了一切,为保证实验正常进行,教师准备得较多较细,学生只管“照方抓药”,根本谈不上独立思考。若能设立一些内容不很确定,无现成教材,学生有充分自由来组织和发挥的实验,并在考核中注意衡量学生实验设计的逻辑性和创造性、实验总结与讨论中的知识性和探索性、以及表达方式的科学性,使学生能较多地以科学的思维方式来观察和分析实验问题,则有利于激发学生的学习兴趣。为此,我们应该树立以实验为基础的化学教学观。要在理论认识和教学实践中,真正认识实验及实验教学的重要性,把它确定为化学教学的重要基础。同时,在实验教学过程中牢牢把握以学生发展为本,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,面向全体学生,提高教学质量。
此外,需要充分发展学生的学习主体作用。教学过程中实现学生的主体作用,一是教师要树立学生是教学活动主体的意识,建立师生和谐的关系,尊重他们主体人格;二是在实验教学过程中要培养和发展学生学习的主动性、自主性和创新性。教师可在预习、操作、观察、思考、设计、总结等活动中有意识地进行培养。例如,在预习过程中,学生通过预习对将要操作的实验有所准备,使他们在实验过程中更为主动。特别是将预习与思考结合起来,如为什么要做这个实验?为什么这样设计这个实验?怎样做好这个实验?有没有更好的实验方法?带着这些问题进行实验,可以激发学生的兴趣,活跃思维,养成良好的预习习惯,提高自学能力。
例如,乙炔的实验室制法,课本采用的是电石与饱和食盐水反应制取的,但是制得的乙炔气体混有硫化氢和磷化氢等有特殊臭味的有毒的气体。老师可以向学生提出思考:如何制得纯净的乙炔气体呢?然后引导学生分析硫化氢和磷化氢的性质。学生知道硫化氢是酸性气体,可以用碱液除去;但学生对磷化氢的性质可能就不太清楚了,这时老师可以提到氨气,而N和P是同一主族元素,氢化物的性质应该相似,这样学生就可以推断出PH3是碱性气体,可以用酸性溶液除去。但是如果要除去两种杂质气体,实验装置就要多加两个洗气瓶,这样演示实验就变得复杂了。能不能更简单一些呢?老师再提示,我们知道用饱和食盐水可以减缓水与电石的反应速率。此外H2S和PH3都是强还原性气体。能否同时减慢反应速率又可除去杂质气体呢?为了减缓反应速率,我们还是用饱和的盐溶液,但是这种盐溶液必须能和H2S、PH3都反应,且生成物不能是气体。当然这种盐不能与乙炔反应。因此,学生通过老师的提示去讨论、思考、归纳,最后得出可以用硫酸铜饱和溶液代替水,因为CuSO4与H2S反应生成CuS沉淀,这样通过老师引导与学生的思考分析,可以培养学生的创新思维能力。如果条件允许的话,可以让学生自主设计实验,形成实验方案,并通过实践去验证。在实验设计中,学生可能会提出很多种方案,有的是错误的,有的则是有道理甚至是完全正确的。要认真批阅每一份实验设计方案,对好的方案特别是有创新的方案,进行表扬和奖励。鼓励学生创新,调动学生的创新积极性和主动性。然后,让同学把自己的实验方案报告出来,与大家一起交流讨论。这样,通过师生之间的良性互动讨论、启发、引导,优化出最佳方案,并动手去实验。 3加强实践环节,培养学生实验操作能力
实践教育是创新人才培养的重要组成部分,是学生理解理论知识、形成主动学习精神、锻炼综合素质和能力的重要手段,是培养学生理论联系实际的重要形式。实践性是现代教育的重要特征,是现代经济和科技发展对教育的客观要求。我们应该深化教育教学改革,使其具有实践性。相对于化学学科而言,动手实验是一个很重要的过程,教师要充分发挥主导作用。首先,要让学生做好实验前的准备工作,比如:检查仪器是否齐全,有无破损。检查装置气密性是否完好。检查药品。其次,强调学生在实验过程中要认真贯彻,并作好现象记录。同时,要加强巡视指导、创造条件多让学生实践,特别是做一些探究性实验。例如,悬浊液、乳浊液、溶液的实验,好多教师把教师实验改成学生实验。学生进行正确的操作,细致耐心地进行观察,根据实验得出结论、形成概念,在实验中发现它们的特性、它们的区别与联系。
在传统教学里,都是老师先在教室里做演示实验,让学生学习物质的性质,了解性质之后,才到实验室去做验证实验。这种模式限制了学生的思维,其实我们可以在实验室上课,直接让学生自己做实验,再由实验现象得出结论,可加深学生对物质性质的理解。如在学习苯酚的性质的时候,我们让学生先做如下实验:(1)在苯酚溶液中滴加石蕊试液;(2)向浑浊的苯酚溶液中加NaOH;(3)向苯酚钠溶液中通入足量的CO2;(4)用PH值试纸测试苯酚钠溶液的PH值。然后让学生根据实验现象归纳,很容易得出苯酚的性质;另取苯酚与浓溴水反应,并让学生拿其与苯跟液溴反应的条件,得出苯酚比苯性质活泼;以及苯酚与FeCl3溶液的显色反应,知道可以用FeCl3溶液检验酚类。像这种让学生自己通过实验得出结论的教学方法,能提高学生的学习兴趣,同时加深对物质性质性质的认识,以及提高学生的实验操作能力等,一举多得,何乐而不为呢?当然这样需要做较多的准备工作,需要学校的设备齐全,及人手必须充足。
还有溶液的重要性实验,学生通过实验很容易看到溶液反应比固体反应快得多,因而明确日常生活和工农业生产中广泛应用溶液。除课堂实验外,也可在课外做些有趣的、探究性的实验。如空气成分的测定,用什么装置好;用蜡烛、硫磺、碳、酒精棉球、红磷、白鳞等哪种可燃物较好,试验结果较正确,如实验结果不正确原因何在?又如,可进行污水成分的测定,土壤酸碱性的测定,人呼出气体中二氧化碳含量的测定等。综上所述,化学的教学目的就在于使学生掌握所学的化学知识,发展学生的智力,进而培养学生具有运用所学化学知识,独立地解决问题的能力。而化学实验能力则是这种能力的充分体现。所以我们一定要在实验教学过程中培养学生观察和描述实验的能力的充分体现。所以我们一定要在实验教学过程中培养学生观察和描述实验的能力以及逻辑思维能力,增强学生的实验技能和操作技能。
4分析实验现象和进行处理数据,巩固提高信息处理能力
写实验报告是实验的重要组成部分,是分析问题解决问题的过程,也是综合运用知识的过程。写好实验报告的关键是要在实验过程中认真观察,并实事求是做好现象记录,然后对产生的现象进行分析,这对于提高信息处理能力非常重要。因此,实验后,应当要求学生认真写好实验报告。
实验报告的内容包括:[提出问题][作出猜想][实验装置图][实验步骤][实验现象][现象分析][结论][我的收获]。例如乙酸乙酯的制取:实验前你要思考:(1)实验室用乙酸与乙醇在有浓硫酸存在并加热的条件下反应,可以制得乙酸乙酯。反应过程中,乙醇、浓硫酸和冰醋酸三种溶液的体积比应是什么关系?加药品的顺序要考虑吗?为什么?(2)浓硫酸的作用是什么?加碎瓷片的目的是什么?(3)实验室用饱和碳酸钠溶液来收集乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液的作用是什么呢?带着以上问题,我们就可以选择实验装置,该实验属于液液加热制气体类型,所以可以用带活塞的大试管装置,而加热溶液都要加入碎瓷片防止溶液爆沸;由于浓硫酸有强氧化性以及脱水性,所以不能先加浓硫酸且它的量不能过多;乙醇与乙酸以及浓硫酸要按体积比为3:2:2混合;由于乙酸乙酯易发生水解,而它在饱和无机盐溶液中溶解度较小,另外,乙酸和乙醇都是易挥发物质,所以挥发出来的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇,用饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸和乙醇。使乙酸乙酯分层出来,除去乙酸和乙醇后,就更容易闻乙酸乙酯的气味了。学生通过实验分析现象后就可以得出以上结论了;最后还要写下自己做实验的收获。[现象分析]这一步至关重要,学生通过分析产生现象的原因,便可以进行归纳总结,将知识点进行由表及里、由此及彼、去粗存精、去伪存真的改造制作,形成知识体系,并实现了真实的之间的“互联网络”,使学生在运用知识的过程中信手拈来,达到举一反三的教学效果,从而即使学生提高了收集处理信息的能力,有培养了学生的创新精神。
总之,培养学生的实验能力是学科素质教育的核心问题,化学实验能力是化学能力的综合体现。化学实验在化学科实施素质教育提高学生的化学能力中占有不可替代的地位,作为一名化学教师,只有在自己的教学实验中确实重视化学实验在培养能力中的作用,才能够真正把化学科学实施素质教育落到实处,达到培养人才的目的。
参考文献
[1]参考戴安邦的《化学实验是实》
[2]参考《中学化学大纲》