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近代化学及其衍生的化学教育诞生于18世纪的西欧社会。我国学校制度化的化学教育直至19世纪后半叶才初步建立,并由于诸多历史与政治因素的制约一直落后于西方发达国家。这种现实的差距催引着一代又一代化学教育工作者不断地开阔眼界,力图把握国际化学教育的脉动来探寻我国化学教育发展的理想图景。进入20世纪70年代后,这种吸纳新源、借鉴先达的工作更是得以围绕着一条有章可循、轨迹清晰、国际主流的线索而展开,即通过探察国际化学教育会议(ICCE,InternationalConferenceonChemicalEducation)主题的内容和趋势来反思与改进我国化学教育研究发展的现状与路向。然而,通过现有文献检索我们发现,国内学界对于极具代表性的ICCE主题的分析与思考尚缺乏整体研究,最早的相关报道和介绍也仅从1977年第4届开始。[1]因此,我们通过查阅相关信息,对近40年20届的国际化学教育会议主题予以全面分析和梳理,试图从整体上把握这一国际主流化学教育的趋势,并结合当前我国新课程改革现状对化学教育研究的路向进行思索。
一、ICCE的概览与主题回顾
ICCE是基于全球背景的当代大型国际主流的化学教育会议,由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)主办,举办国化学学会及相关教育部门承办,联合国教科文组织(UNESCO)协办。会议通常每两年举办一次,在具体操作上,由IUPAC的下属机构化学教育委员会(TheCommitteeonChemistryEducation,CCE)负责组织与协调。作为全球性化学教育的盛会,ICCE的核心目的是在全世界范围内沟通化学教育信息和协调化学教育活动,建立国际交往和促进相互了解,以发展世界各国的化学教育事业。会议形式多种多样,主要包括大会报告(PlenaryLecture)、专题讨论会(Symposia)和研讨会(Workshop)。期间,还将提交论文以口述或墙报(Poster)形式予以呈现。
为了明确大会讨论和交流的指向与范围,并给下一时期各国化学教育工作提供方向性指导,每届ICCE都会预先设定大会主题(Theme),并围绕主题拓展系列相关具体议题(TitlesofSessions)。大会主题作为每届会议的中心议题,是立足当时社会经济背景,紧密把握化学及教育科学与技术动向,适切关注时代的发展,拟定和遴选出具有高度前瞻性和概括性的内容,并在会议召开前的一段时间公布。历届ICCE具体信息详见表1。
二、ICCE主题梳理的方法与结果
从表1看出,作为历届ICCE核心口号的会议主题通常是以指导性的纲领式呈现,少有具备明确指向性的化学教育领域内的具体内容。而通过对会议相关议题的研究发现,其中较多包含了各届ICCE研讨内容的具体信息。例如,即将召开的2008年ICCE主题为“信息和通信技术(ICT)时代中的化学”,而其具体议题则细致明确,分列为:“文科与化学教育、生物化学与生物技术、中等教育中的化学、高等教育中的化学、化学教师教育、化学与社会、化学奥林匹克、信息与通信技术和化学教育、绿色化学、微观尺度的化学、化学教育中的现代技术、面向化学与化工的网络、工程教育、化学的公众理解、化学教育中的研究、初等教育中的科学教育、其他相关化学教育的议题”等。由此可见,通过对议题所涉化学教育内容范畴的研究更有利于详细了解ICCE的主题轨迹,进而对国际化学教育的研究热点领域和趋势形成整体、有效的把握。鉴于此,现对历届ICCE的具体议题连同大会主题一起进行梳理与分析。
我们在文献检索和整理的基础上,梳理出第6~20届ICCE议题123条,加上第1-5届主题5条(由于时间较早,仅掌握到主题),合计128条。根据各议题或主题所涉的化学教育研究的内容范畴,分别归纳为12个领域,依次为:公民素养、科学教育与化学;化学教育理论化研究与交流;化学理论及前沿研究;化学与交叉学科研究;化学与STS教育;化学与环境;化学教育与信息技术;大学化学教育研究;化学课程与教学研究;化学实验研究;化学教育评价研究;化学教师教育研究。并使用Excel软件按届次对议题涉及上述12领域的频次进行统计,结果如图1所示。
三、基于ICCE主题分析的思考
根据表1和图1分析共20届ICCE的主题与各类议题的发展脉络,我们对我国当前新课程化学教育研究路向作出如下几点思考。
(一)坚守优良传统,稳固发展化学课程教学与评价研究
建国后,我国的化学教育一直十分重视“双基”的训练,即培养学生的基本知识和基本技能。按照这样的教育目标,化学教育一直大力提倡教师的高效教学与学生的有效学习,其突出表现为重视教师的教法和学生的练习,注重向课堂教学要效益。新课程改革以来,在原来倡导“双基”的基础上又扩展到提倡学生的“三维”发展,并着力以“课程”的研究为突破口,整合“课程”“教学”“评价”三者的联系,形成了一体化的化学教育研究领域,并逐渐呈现繁荣局面。
分析ICCE主题的统计结果,我们发现,“化学课程与教学研究”及“化学教育评价研究”共占议题总体的18%,具有相当的比重。同时,从届次和时间上看,自1979年第5届开始,此两项研究的议题基本从未间断,形成了国际化学教育界持续的、相当力度的关注。这样的特点恰恰与我国化学教育中一贯重视“课程教学评价”的研究脉络契合。例如,第十二届ICCE以“化学课程与教育方法的演变”为分主题,提出了课程结构和教学内容的改革应适应学科发展、就业和社会需要,教学内容应注意引发学生对化学的兴趣。值得一提的是,在评价领域占有很大比重的化学奥林匹克竞赛研究几乎在每届大会都会提及,而这更是我国为之自豪的强项,参赛选手均取得优秀成绩。可以看出,我国化学教育在化学课程、教学、评价这三个国际化学教育研究的持续热点领域上一直具有良好的研究传统。现阶段是新课程改革的关键阶段,化学教育研究工作首要的无疑是在继续坚守我国的传统领域研究的基础上进一步稳固发展化学课程、教学、评价的优势。
(二)把握国际动向,积极开展科学素养教育与STS教育研究
源起于上世纪末的第八次基础教育课程改革,由于一开始便立足广泛的国际考察,参考与引鉴了若干国际教育改革的先进经验,因而出现了一些新的研究视域和兴奋点。在化学教育领域,同样也吹来了新的气息。以新课程理念为例,《普通高中化学课程标准》中明确了“着眼提高21世纪公民的科学素养”“关注人类面临的与化学相关的社会问题”的新提法。根据目前国内化学教育研究情况来看,科学素养(包括化学素养)教育和化学与STS教育不能不说属于新兴的热点领域。结合上文的统计结果分析,“公民素养、科学教育与化学”“化学与STS教育”在整个国际化学教育会议涉足的议题上也占有重要分量,其比重分别高达10.16%和9.38%。另外,加之与“STS教育”联系甚密的“化学与环境教育”“绿色及微型化学实验研究”的份额,这两个领域在当今国际化学教育研究中占据的比重更大,例如,2002年在我国举办的第17届ICCE提出的“环境化学教育”“公众化学素质教育”“绿色化学与微型化学实验”主题,第18届ICCE提出的“化学的公众理解(PublicUnderstandingofChemistry)”等。从时序上看,“化学素养”主题在第9~13届即上世纪80年代末至90年代早期零星出现,90年代中期后渐成趋势,进而演变成化学教育研究领域的又一热点。这恰与上世纪80年代第二次国际科学教育改革及其影响化学教育领域的情形暗合。
与国际研究状况相比,尽管我国化学教育研究在“科学素养教育”“STS教育”上起步较晚,研究质量相较于下,但在当前国际国内研究方兴未艾的氛围下,也已具备了一定层次、不同视角的研究。新课程化学教育研究,更应进一步奋起追赶,紧随国际脉动,积极开展科学素养教育和STS教育,形成我国本土的高水平研究成果。
(三)着眼未来发展,努力拓展化学教育的理论化与信息化研究
相对于强势的纯化学研究而言,化学教育研究长期处于弱势地位,因此专业化学人才对此领域少有涉足,而由于学科壁垒又少有教育学者问津。因此,作为研究化学领域内教育问题的化学教育长期依附其两门上位学科——化学与教育学,使得自身研究主要处于演绎借鉴的阶段,研究理论化程度低下,缺乏独立自觉的理论研究基础与体系。20世纪中期以后,随着化学的迅猛发展及其对社会生活的日益影响,以国际权威性的首次ICCE召开为标志,化学教育研究的理论化与交流工作以这样一种形式被固定并渐受关注。时至今日,虽然仍鲜见颇具影响和标志性的化学教育理论基础研究成果,但其研究领域已在逐渐形成,研究工作逐渐丰富。如图1结果所显示,“化学教育理论化研究与交流”的议题比重已位居首位。例如,第18届ICCE就提出了“化学教育研究的理论与方法论基础(TheoreticalandMethodologicalBasisofResearchinChemistryEducation)”的议题;又如近年出现的从“符号的—宏观的—分子的”三角构型的化学教育与学习理论演变为以“人类要素”为着重点的“人性的—符号的—宏观的—分子的”四面体化学教育理论构型。[2]国外学者已进行了开创性的工作,而国内学界能够堪比的研究至今寥寥无几。可以这样说,我国化学教育理论化研究依然比较薄弱。
另一方面,在信息和通信技术(ICT)高度发达的未来社会,化学教育必然要借助最为先进的工具实现自我的传播和发展。考察这一领域的研究工作,关于ICT与化学教育的研究早已在国外展开,第20届ICCE已明确将大会主题拟定为“信息和通信技术(ICT)时代中的化学”。我国由于受经济社会发展条件所限,ICT与化学教育研究多在大中城市的重点学校与研究机构中开展,普及性不够;研究内容多是单机或局域网内个别软件的应用与简单程序的开发,研究应用的交互性与高效性欠佳,使得我们离真正的基于ICT的化学教育尚需时日。
教育作为着眼未来的事业,新课程作为着眼未来的教育改革,要求我们的化学教育研究不能总是步国外先进经验后尘,处于长期滞后的局面,而应聚焦未来发展,具有前瞻性的研究眼光,在化学教育研究领域做出应有的贡献,为保证我国化学新课程的顺利实施提供强有力的理论支撑。
[参考文献]
化学课堂上的探究性学习,一样平常的步骤是:建立情境,提出题目,实验探究,得出结论并拓展。多媒体课件多感官的综合刺激在建立情境方面有着得天独厚的条件。比喻我们在解说灭火的要领这一知识点时,播放了一段衡阳市2003年“11.3”特大火灾的视频图象,让门生直观的相识到火失控后会给人类带来的灾害,然后要求门生团结自身的一样平常生存履历总结出灭火的要领。从而引发了门生的情绪,使门生受到了熏染,同时使课堂教学效果及其教诲功效到达了最佳状态。
二、机动使用课件,使化学教学内容变抽象为具体
化学差异于其他学科的最大特性在于其头脑要领是微观与宏观的讨论,创建对微观天下的想象力是化学教学差异于其他课程的特点,也是其他课程不能取代的。而在中学阶段门生抽象头脑有了很大生长,但具体形象头脑仍有非常紧张的职位地方。在中学化学盘算机资助教学中,用动画体现化学应声的微观历程可以把分子、原子之间的相互作用、化学键的断裂和形成、原子或原子团体的分与合形象地、动态地展现出来,生动生动,吸引力强,能够引发学习者的学习兴趣,使学习者处于自动学习的职位地方,形成直接学习的动机,增长偶然影象和遐想影象。多媒体课件在物质微观结构的展示、化学应声的微观历程的演示方面的直观性为我们在教学中架起了微观和宏观的桥梁,搪塞门生微观想象力的作育起着不行取代的作用。我们在举行原子的结构、水的电解、氯化氢的形成等知识点的教学中,都接纳了Flas,让门生在直观的觉得中形成自己头脑中的微观想象。
三、运用今世教诲技能对化学实验举行仿真演示,前进门生的动手本事
我们在化学教学中发明的最浩劫题是门生的动手本事差,每次实验课,老师的大量精神都花在纠正同砚们的错误使用上,而且由于人数浩繁,老师不行能八面玲珑,照顾到每一个门生。为此我们在学校盘算机房中装了一个《化学仪器随意组合》这样一个小软件,门生在上机的时间就可以举行仿真实验演示。议决仿真实验的训练,再进实验室做实验,我们发明门生的动手本事大大的前进了。
四、使用网络上风,实现交互式和协作式的建构性学习。
1.把演示实验放在教学的首位
新的教材中演示实验的数量不少,是调动学生积极性的兴奋点之一,只有把他们的爱好兴趣激发到位,才能学好。演示实验的实现,是对概念,原理的最好解释,是对知识的验证,是学生观察的最佳途径,完成教给学生操作的教学,我们教师要做到的是操作规范,演示到位,现象明显、分析准确。例如,白磷的燃烧演示实验,教学生认真观察红磷在空气中燃烧的现象,指导孩子们阅读教材,进一步归纳和总结出红磷燃烧的条件。
2.家庭小小实验的必要性
新教材中的十几个小小的家庭小实验,为教学提供了帮助,孩子们的兴趣也进一步加强,把课内的只是延伸到了课外,对巩固知识、培养能力有着一定的促进作用。点燃泡沫,观察现象,孩子们动手了,观察了现象,最后都深有体会的说不能燃烧泡沫,要做到保护环境,爱护环境。这些小实验的利用,丰富了孩子们的课余生活,培养了动手实验能力和观察分析能力,加深了对知识的理解,掌握的更加牢固。
3.课余时间开发兴趣小组
对化学有着兴趣的学生不少,我们要利用课余时间把他们组织到一起,开展一些比较好的活动,比如举办专题讲座,搞一些趣味化学实验、化学小魔术等等。要锻炼孩子们多动手操作,多开动脑筋,发挥学生的主体作用。
二、运用科学的方法,操作好实验,锻炼孩子们的操作能力和技术
培养良好的习惯是形成科学态度的最佳方法。掌握各种仪器的正确使用方法、操作规范、注意节约药品和实验安全等都是实验的良好习惯,这些习惯的养成不是一朝一夕就能实现的,需要在每一节课都要提醒和帮助学生们做到的,做到严格要求学生。我们在做演示实验时注意自己的操作要规范,实现教师的示范作用,不能糊弄完事。对于学生在实验室中的规范也要时时提醒,做到科学、严谨、严肃。孩子们在做酸的性质的实验的时候,叫他们认真观察现象,认真记录现象,每一个学生都是瞪大了眼睛去观察,用心去观察,及时的做着笔记,对于盐酸过量的反应现象也做了观察和记录,做了比较详尽的实验分析和实验报告,培养了孩子们的科学态度,最后教孩子们整理药品、打扫卫生、整洁桌面,为后边的实验者扫清障碍。
一、分组实验生活化
分组实验是学生在实验室中,在教师的指导下,自主进行的实验。在《科学》七至九年级的教材中都安排有一定的分组实验,如《科学》八年级下册的学生实验“二氧化碳的制取和性质研究”。此类实验都是使用实验室的仪器和药品做实验,做多了学生容易产生疲劳感。为了给学生一个新鲜感,同时也更好地了解生活中的科学知识,笔者对分组实验“二氧化碳的制取和性质研究”作了如下改进。首先在实验器材上,把稀盐酸换成白醋或醋精(超市有售,乙酸的浓度可达30%,酸性不比实验室的稀盐酸弱,而且生成的乙酸钙易溶于水,不会包裹在大理石表面);澄清的石灰水让学生用茶叶、饼干里废弃的石灰干燥剂泡制(主要成分是氧化钙);紫色石蕊试液用紫罗兰花瓣代替;锥形瓶用带密封盖的塑料杯代替,盖子上钻孔,插漏斗和塑料管后,用粘合剂密封;烧杯、集气瓶和试管用玻璃杯或塑料杯代替(见图4,可用作集气瓶);橡皮管和玻璃导管用塑料管代替。其次在实验过程中组装一个跟图5类似的装置来制取二氧化碳。接下来把一支点燃的短蜡烛固定在玻璃杯底部,缓缓倒入二氧化碳来验证二氧化碳的灭火性;取一只小一点的塑料杯,注入少量澄清石灰水,通入二氧化碳,观察现象;取一只塑料杯加少量水,放一瓣紫罗兰花瓣,通入二氧化碳,观察花瓣颜色的变化。(注意:用作收集气体的塑料杯上的盖子不要盖得太紧,以便让上面的空气能排出。关注生活、关注问题是科学实验教学的两大重要支点。将分组实验生活化,有助于学生发现生活中的科学问题,再应用科学知识去解决问题,既培养了学生的学习兴趣,又提高了学生的实验和探究能力,同时也启迪了学生的思维。
二、实验作业生活化
作业是巩固知识、反馈教学效果的重要环节之一,是促进学生认知、技能与情感协调发展的重要途径。在实验教学中,学生对书面作业做多了,往往会觉得很单调、乏味,没有成就感。因此,笔者把一部分作业变成了只需动手而不用动笔的实验作业,效果很好。例如,在《科学》七年级上册做完“测量石块和盐水的密度”实验后,笔者给学生布置了一个家庭小作业:“测量红豆和糖水的密度”。实验器材调整为:电子秤(见图6)、塑料量杯(一部分的止咳糖浆中有,只需注意收集)(见图7)、红豆(黑豆、黄豆等均可)、塑料杯、开水、糖。测量的结果填入课本P137的表格,跟石块和盐水的密度进行比较。作业的功能不应局限于巩固和检查学生知识的掌握情况,而应遵循学生生活的规律,以密切联系学生生活的主题活动为载体,重在体验和实践。笔者的实验作业便是基于这个思路去设计与实践的,尝试后发现效果不错。这样的作业既丰富多样,又能引起学生的学习兴趣,还能让学生在完成后获得成就感。教育家陶行知先生提出了“生活即教育”“社会即学校”的教育理念。当代心理学研究也表明,青少年认识和感知事物,是有一定的过程和规律的,它往往是由感性到理性、由现象到本质、由直观到抽象等。课堂是学生成长的场所,科学实验教学中融入生活情境,多了一份生活的自然,不牵强、不刻意,在不经意之间让学生掌握了所学的知识和实验的技能。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,在科学实验教学生活化,把课堂还给学生的探索上,我也会将一如既往地不断努力探索,以促进科学实验教学的有效高效发展!
作者:项仁土 单位:浙江上虞区永和镇中心学校
科学的核心是探究,教育的重要目标是促进学生的发展,科学课程应当体现这两者的结合,突出科学探究的学习方式。美国1996年初了第一个国家科学课程标准,其核心是科学探究。英国、日本、新西兰等国,科学探究也都成为科学课程的核心。我国教育部制定的《科学(7-9年级)课程标准》(实验稿)的“总目标”中,提出了“增进对科学探究的理解,初步养成科学探究的习惯,培养创新意识和实践能力”,“分目标”中更是将“科学探究”列在首位。科学探究作为一种让学生理解科学知识的重要学习方式越来越受到重视。
在初中如何开展探究式学习?我认为,初中阶段可以从学科内较为简单的探究式学习入门,以教师组织学生开展有知道的探究式学习为主,为后续学科或高中高层次的探究式学习做好准备和衔接。教师应筛选出那些适宜开展探究式学习的内容。
初中刚开始学习物理,学生的理解能力、分析、思维能力还较浅薄时就接触到“物态变化”这一章,他们概念多,过程复杂,特别是吸热、放热过程难以区分,用于解决生活实际时较困难。如果这一章学不好,也许学生就对物理失去兴趣和信心。因此教师不能只应用常规方式教学,这样学生多是课上明白,课下死记硬背,又回到“雾里”,不能达到从“雾里----悟理----物理”的学习真谛。因而我教学中,在常规教学方式的基础上又应用了探究式教学,下面是探究的过程:
一、准备工作:
教师教学知识上的准备:为了让学生在课堂上探究物态变化的吸热、放热过程,教师应把什么是物态、什么是物态变化、物体存在都有什么状态等基本概念介绍给学生。
知识准备:学生预习什么是溶解、凝固、汽化、液化、升华、凝华、六个基本概念。
实验仪器准备:每两个学生为一组自备材料和工具,准备演示其中的一种物态变化,必要时学生可向教师借实验室的工具和仪器装置。此项工作教师必须进行统筹规划,以免实验的内容雷同太多。为了激发学生兴趣,还可以在活动中设立“最新奇、最能说明道理、最佳协作奖”等奖项。因为此项工作关系到整个教学的效果,所以教师要做好到位的指导。如做好安全教育,做好协作教育等。教育学生“倘若你有一个苹果,我也有一个苹果,而我们彼此交换这些苹果,那么,你和我仍然是各有一个苹果,但是,倘若你有一种思想,我也有一种思想,而我们彼此交换这些思想,那幺我们每个人将各有两种思想”,大文豪肖伯纳的这些话道出了协作的真谛.不论是从理论还是实践上看,协作学习都优于个别学习。协作学习不仅有利于学生个体的思维能力、学习业绩等的提高,还有利于学生以乐观态度对待学习内容,在与他人交往中相互尊重。
二、课上探究:
每两组之间相互演示,并分析是什么物态变化过程及是吸热、放热。我深刻的体会到,充分发挥学生的动手、思考能力,可以最大限度的调动学生的学习积极性,使他们在学习过程中不感到疲倦、厌倦。正如牛顿善于继承前人的成果,这是和他的奋发好学、勤于思考分不开的。有人问牛顿是怎样发现万有引力定律的,他回答说:“靠不停的思考”(3)(Bythinkingonitcontinually)。问题的解决,特别是有创意的问题要“靠不停地思考”不是单单靠课堂上45分钟就能完成的,“素质教育”并不排除勤奋刻苦,刻苦学习也不等同于大量做题,关键是要乐于思考,肯钻研、有创新。最后,评出较好、并可重复做的一组,给全班演示并讲解。
从实践的角度看,协作学习不仅指不同学生研究问题,还包括不同科目之间的互相支持和启发,特别是“3+x”的高考模式对学生的综合能力提出了较高的要求,那么在教学中除了夯实本学科的基础,还要培养学生解决实际问题的各种能力。包括思考创新、动手操作、论述总结等。
三、评奖:
为了这一节课,有很多学生都动了脑筋。为了使学生的付出得以承认,老师的许诺得以实现,全班进行了严肃的评奖。
本次课上学生共准备了各种实验二十个,其中有3组是重复的,有8个是书上的事例,如冰融化为水的溶解过程、把水加热汽化为水蒸汽的过程、水蒸气遇到较凉的玻璃片液化为水的过程、把水涂在身上水汽化为气体的过程、灯泡内钨丝的升华和凝华过程等,在实验的基础上学生很容易分析出物态变化到底是吸热还是放热。
有个学生的实验很有创意。他要探究凝固过程是吸热还是放热。看到书上水凝固成冰的实验,他认为虽然把一杯水放到冰箱内就可以了,但在课堂上不好实施。于是他就点燃蜡烛,然后让蜡油滴到放在手上的薄纸上,由于手感觉到有些热,所以他得出结论:手吸热所以觉得热,即在此同时,油滴在放热。结论就是:液体凝固成固体,需要放出热量。
有个学生的设想非常的合理,推理非常正确。不但用实验讲解了液体汽化要吸热,还想说明为什么100℃的水蒸汽比100的水对人的伤害性更强。他在化学老师那里借来沸点很低只有20几℃的化学药品,用酒精灯对其加热,我们能观察出汽化需要吸热。然后他让同学去试是同温度的液体和气体那个对人的伤害更大。然后他还进行了推理,得出100℃的水蒸汽比100℃的水对人的伤害性更强。(当然,在每个学生实验之前,教师都要进行审查,以保证学生的安全。)
四、成果的展示:
在我的指导下,学生对自己的实验进行了小小的改进,进而参加了学校组织的“动手动脑”大赛,并获得了很好的成绩。虽然只是校级的比赛,但学生获了奖也非常高兴。更令人兴奋的是由于这次课的成功,很多学生从此喜欢上了物理,而且产生了浓厚的兴趣。
五、教学感想:
物理学习需要一个相对宽松的教学环境,学生要积极主动地参与进来,动手(实验)动脑(解决问题),探究式学习就是一种理想的教学方法。实践证明,在实施“探究式学习”时,必须把握好以下三个原则:
以学科知识为主导、逐步推进的原则。探究式学习分为课内和课外两个方面,“探究式学习”教改实践还刚刚开始,所以要先从学科内的课堂知识为突破口,逐步向课外知识延伸、拓宽。
以学生为主题、师生互动的原则。教师还缺乏“探究式学习”的案例积累,学生也缺乏“探究式学习”的经验,教师必须以积极的姿态介入,教师要善于创设问题情景,提供探究途径,引导学生思维,但不要代替学生的自主探究。
全面关注的原则。教师既要关心学生学会了哪些课本知识,也要关心学生在探究过程中得到哪些课外知识和收获,既注意学生智力因素的提高,也注意其意志品质、社会责任、合作精神等非智力因素的培养;既重视知识达成的显形成果,也重视科学态度、问题意识、探究能力等隐性成果。
感受与问题:在探究性学习的教学中,还有一些其它问题和观点现陈述如下:
探究性学习需要教师为学生营造一个宽松、民主、和谐的课堂学习环境,学生的想法即使与标准答案不一致也应得到理解和尊重。没有一个有利于教学创新的课堂教学评价环境,在那种刻板僵化、追求形式、面面俱到的课堂教学评价模式的压力下,很难想象一个教师在课堂上会真正聚焦于学生实际的学习生活、教室里师生互动和生生互动的质与量。
我们要提倡“失败是成功之母”的学术观念,让学生树立自信心,使学生产生内动力,推动学生进步,体验成功。所以,探索研究性学习的方法,就要随时把学生主动参与到课堂教学中作为构建创新教学模式来探索、研究,并不断改进,不断完善。并始终为不同能力层次的学生提供宽松的多元化的自主发展机会,在课堂上不能有“你的回答不对”、“你的答案是错误的”之的语言。取而代之的是“你能不能再补充一下”、“你能再换个角度分析一下?”等等。因为表扬是人的高级需要,学生需要表扬,要根据他的分析找出那些是正确的,先给予肯定,以鼓励他积极参与和敢于回答问题的精神,再请同学们帮助他补充和完善。这一点对于那些学习差的学生更为重要,使他们也能感受到“胜利的快乐”,从而树立起了自信心。给学生创造出一个人人都积极探索、主动参与、独立创新的优化环境。
参考文献:
1、陈建。科学史上的探究对科学教育的启示。《物理教师》2002年9月。
2、夏彤。在探索中学会学习。《物理教师》2002年11月。
土壤的酸碱度会影响作物生长,各种作物对土壤pH值的要求也是不同的。下表是一些主要农作物适宜生长的酸度范围。
测定土壤的酸度,一般用蒸馏水或盐溶液(常用氯化钾)提
取土壤中游离态或代换性的氢离子,然后用pH试纸或备有标准色阶的pH混合指示剂测定溶液的酸碱度。如果用pH计,测定的值更精确。
【操作】称取1g风干或新鲜土样,放入试管内,加入5mL蒸馏水,试管口加塞后充分振荡,放置澄清后用精密pH试纸(pH值在5.5~9.8)测定上层清液的酸度。
【说明】
(1)土壤样品的采集要科学。例如,测定大田的土壤酸度,采样时应多点取样,如10亩地可取5个点,30亩地可取10个点,大于30亩可取15~20个点。把各点的样品充分混合后,测定所取土样。为了保证测定准确,应重复测试一次,加以验证。
(2)蒸馏水必须用pH=7的中性水,否则要用氢氧化钠溶液或盐酸把pH值调到中性。
(3)速测用的土样一般以新鲜的自然湿土为宜。保存备用土样要风干,潮湿的土壤易受微生物的作用而改变土壤的性质。风干的方法是:把土样摊在塑料薄膜或纸上,趁它在半干状态时压碎,除去残根等杂质,铺成薄层晾干,再用木棒碾碎。风干场所要干燥通风,防止酸、碱气体侵入。风干后再次研磨、过筛处理,最后装入土样瓶或塑料袋内,保存备用。
土壤中速效氮、磷、钾的测定
【概述】测定土壤的养分,是田间科学管理的必要步骤,也是合理施肥的重要依据。土壤中速效氮、磷、钾养分的简易测定,是有实用意义的实验。测定的一般原理是:将含速效氮、磷、钾养分的一定量土壤,用浸提液把氮、磷、钾浸提出来。然后用不同的试剂分别和浸出液中的氮、磷、钾等养分作用,使溶液呈现不同的颜色。浸出液中所含的某一养分,因浓度不同,颜色的深浅也不一样。将这一颜色跟用纯试剂配制的一系列浓度不同的标准色列相比较,可以粗略确定浸出液中某一养分的浓度,由此推算土壤中某一养分的含量。下面分别介绍土壤浸出液的制备,氮、磷、钾混合标准溶液的配制以及三种养分的测定方法。
土壤浸出液的制备
【原理】
土壤中的速效养分氮、磷、钾主要以硝态氮(NO-3—N)、铵态氮(NH+4—N)、磷酸盐(H2PO-4、HPO2-4)和钾盐(K+)等形式存在于土壤溶液里或被土壤胶粒吸附。要测定它们,首先要用一种溶液把它们浸提出来。当用电解质溶液作浸提液(如NaHCO3)处理土壤时,土壤胶粒吸附的离子就被电解质溶液里的离子(如Na+)替代,替代出来的离子和原来土壤溶液中的养分一起进入浸提液。
【操作】
(1)从田间取回有代表性的土壤样品,在105~115℃下烘干。
(2)称取5g干燥的土壤样品,放入50mL干燥的锥形瓶中,加入25mL0.5mol/L的碳酸氢钠浸提液。用玻璃棒把土壤搅散。再加入半药匙活性炭,剧烈振荡1~2分钟后静置5~10分钟,过滤后得到的滤液是土壤浸出液。
【说明】
(1)浸提液有多种,如盐酸、柠檬酸、氢氧化钠、碳酸氢钠、氯化钠和醋酸-醋酸钠等溶液。选用哪种浸提液更好,应根据土壤的酸碱度及浸出效果来决定。本实验中统一采用0.5m0l/L的碳酸氢钠溶液作为土壤养分的浸提液。
(2)加活性炭的目的是为了脱色。但加入前要检验活性炭中是否含有磷(方法见速效磷的测定)。如果含有磷,在使用前将磷除去。方法是用0.5m0l/L的碳酸氢钠溶液浸提,浸提2小时后过滤(吸滤法),活性炭还要用浸提液洗涤两次,最后用蒸馏水洗到中性,烘干备用。
氮、磷、钾混合标准溶液的配制
准确称取经105℃烘干的分析纯磷酸二氢钾(KH2PO4)0.4390g、硝酸钾0.7220g、氯化铵0.3820g、硫酸钾1.3247g于250mL的烧杯中,用少量水溶解,然后无损地转移到1000mL容量瓶中(用少量水多次冲洗烧杯,洗液转移入容量瓶中),最后加水稀释到刻度,即得含有磷、硝态氮、铵态氮各为100ppm,钾为1000ppm的混合标准原液。加甲苯5滴防腐,可以保存3~4个月。
用移液管吸取上述标准原液4mL,放在50mL容量瓶中,用水稀释到刻度,摇匀,即得可用于制作标准色列的含硝态氮、铵态氮、磷各为8ppm和钾80ppm的混合标准溶液。有效期7天。
土壤中速效氮的测定
1.硝态氮(N0-3—N)的测定——硝酸试粉法
【原理】硝酸试粉是粉状试剂,它由锌粉(还原剂)、柠檬酸(提供酸性和排除Fe3+的干扰)、对-氨基苯磺酸和甲萘胺(显色剂)和硫酸锰(催化剂)等组成。在酸性条件下,硝酸试粉中的锌把硝酸根离子还原成亚硝酸根离子,亚硝酸根离子跟试粉中的对氨基苯磺酸作用生成对苯磺酸重氮盐,它跟试粉中的甲萘胺反应,生成红色的偶氮染料。红色的深浅程度跟浸出液里的硝酸根含量有关,根据所形成的红色深浅跟标准色列比色,从而确定浸出液里硝态氮的浓度(ppm)。
【操作】
(1)取8支洁净干燥、直径大小和管壁厚薄一致的5mL无色试管(可用5mL注射针剂的废安瓿代替)。按下表所列步骤制作标准色列。
(2)在剩下的两支试管(编号7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再分别加入4滴1mol/L硫酸溶液,摇匀。分别加入硝酸试粉1耳勺(尽量和制作标准色列时的加入量相等),摇匀后,在5~15分钟内将显示的颜色跟标准色列比较,记录颜色相同的标准色列硝态氮读数值(即浸出液中含硝态氮的浓度)。7、8两支试管中显色应基本一致,否则应重新测定。
【计算】
(1)土壤中速效养分的求算
本实验的土壤浸出液是由5g干土和25g(按每毫升质量约为1g计算)碳酸氢钠溶液浸提出来的。因此,
(2)每平方米耕地中速效养分含量的求算
土地的耕作层一般离地表0~20cm左右,而干燥土壤(指干燥而结构未被破坏的土壤)的容重为1130kg/m3。因此,
每平方米耕作层土壤质量=1m2×0.2m×1130kg/m3=226kg
每平方米耕地中速效养分含量(千克)=土壤含速效养分率
×10-6×226=读数值×5×10-6×226
土壤中含硝态氮的量按上述方法求算。
【说明】
(1)滴管的口径必须校正,在垂直滴出时每滴体积是1/20mL(即20滴是1mL)。滴加液体时滴管必须垂直,保证每一液滴的体积大小一致。
(2)硝酸试粉的制备
①甲试剂称取分析纯柠檬酸150g,对-氨基苯磺酸4g,甲萘胺2g,在干燥条件下迅速地分别研细,混合均匀后,贮于棕色瓶中。
②乙试剂称取分析纯锌粉4g,硫酸锰20g,混合均匀后贮于棕色瓶中。
使用时取甲试剂15份,乙试剂1份(指质量),两者充分混合均匀后,贮存在棕色瓶中,放在阴凉干燥处。混合后的试剂,一般只能保存两个月左右,受潮更容易失效。失效时试粉变红色。
(3)浸出液中加入硫酸的目的在于中和浸出液的碱性,以保证反应在酸性条件下进行。
(4)为了消除体积不同而引起的误差,保证结果准确,无论是标准色列的制作,还是浸出液中养分的测定,都应严格按规定滴数加液,使液体的总滴数为20滴(约1mL)。
(5)上页表中硝态氮浓度的一系列读数值是标准色列的读数值(以下简称读数值)。浸出液的显色跟标准色列中某一档溶液颜色相同时,这一读数值就是浸出液中硝态氮的浓度。
设配制色列中这一档溶液时耗用标准溶液n滴,该档的读数值为C。已知标准溶液中硝态氮的浓度是8ppm,而实验中浸出液的用量是16滴,则两者有如下的关系:
n×8ppm=16×CC=0.5n(ppm)
即读数值=标准溶液滴数×0.5
2.铵态氮(NH+4—N)的测定——铵试剂法
【原理】在碱性(pH>11)条件下,铵态氮跟铵试剂(碘汞化钾的碱性溶液)作用,生成碘化氨基氧汞黄色沉淀。但因土壤浸出液中NH+4很少,一般只能使溶液呈黄色。根据黄色的深浅(跟标准色列比色)确定浸出液中含铵态氮的浓度(ppm)。
【操作】
(1)取8支洁净、干燥的5mL试管(要求跟测硝态氮相同)。按下页表所列步骤制作标准色列。
(2)在剩下的两支试管(编号7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再加入10%的酒石酸钾钠溶液各2滴后摇匀,接着分别加入蒸馏水和铵试剂各1滴,使两试管里液体的总体积为20滴,摇匀。将浸出液显示的颜色跟标准色列比较,记录颜色相同的标准色列的铵态氮读数值[即浸出液中含铵态氮的浓度(ppm)]。7、8两支试管里的显色应基本一致,否则应重新测定。
【计算】参照前一实验中土壤中速效养分的计算方法。
土壤中铵态氮(ppm)=读数值×5
每平方米耕地中铵态氮含量(千克)=读数值×5×10-6×226
【说明】
(1)土壤浸出液中常含有Ca2+、Mg2+等,这些离子在这种条件下也能和铵试剂生成沉淀,使溶液浑浊,干扰铵态氮的测定。加入酒石酸钾钠可以排除这些干扰。
(2)10%酒石酸钾钠试剂的配制方法是:称取分析纯酒石酸钾钠10g(或用酒石酸钠)、氢氧化钠2g溶于少量水中,然后加水到100mL。
(3)奈斯勒试剂可以按以下方法配制。取11.5g碘化汞和10g碘化钾,溶于适量水中,稀释到50mL,然后加入50mL6m0l/L氢氧化钠溶液,静置后取清液保存在棕色瓶里。
土壤中速效磷的测定——钼蓝比色法
【原理】土壤中的磷酸盐在酸性条件下和钼酸铵作用,生成淡黄色或无色的磷钼酸铵,然后被氯化亚锡还原为蓝色的磷钼蓝。蓝色的深浅跟含磷量多少有关,把溶液的蓝色跟标准色列比较,可以确定浸出液里含磷的浓度(ppm)。
【操作】
(1)取8支洁净、干燥的5mL(要求跟前一实验中相同)试管。按下表所列步骤制作标准色列。
(2)在剩下的两支试管(编号7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再分别加入1mol/L硫酸溶液4滴和1.25%硫酸钼酸铵溶液4滴,摇匀。接着各加入1%氯化亚锡溶液1滴,这时各试管里溶液的总量是25滴,摇匀。把浸出液显示的蓝色跟标准色列相比较,记录同样颜色溶液的读数值[即浸出液中含磷的浓度(ppm)]。7、8两支试管里的显色应基本一致,否则要重新测定。
【计算】
土壤中含磷(ppm)=读数值×5
每平方米耕地中磷的含量(千克)=读数值×5×10-6×226
【说明】
(1)本实验用的方法是指碱性或中性土壤中速效磷的测定。如果测定酸性土壤里的速效磷,浸提液不能用碳酸氢钠溶液,而要以等量的0.5%盐酸作浸提液。测定用的试剂也有所改变。实验方法是在试管里加入16滴浸出液,再加4滴蒸馏水,接着加1.25%的盐酸钼酸铵,摇身后加入1滴1%的氯化亚锡溶液,摇匀。浸出液显示的蓝色,按前述方法进行比色读数。
(2)1.25%硫酸钼酸铵溶液按以下方法配制称取2.5g钼酸铵,溶于20mL水中,加热到60℃,使它全部溶解,冷却。量取7mL浓硫酸加入到70mL水中,冷却。把前一种溶液缓慢倾入后一种溶液中,不断搅拌使不生成沉淀,混匀,冷却,加水到200mL。
(3)盐酸钼酸铵溶液的配制方法是称分析纯钼酸铵1.5g,溶于30mL水中。缓慢加入密度1.19g/cm3的纯盐酸44mL,边加边搅拌,最后加水到100mL。
(4)1%氯化亚锡溶液的配制称取分析纯氯化亚锡1g,加分析纯浓盐酸10mL,等全部溶解(如浑浊需过滤)后,再加甘油90mL,混匀,贮存在棕色瓶中,保存在阴凉处。
土壤中速效钾的测定——亚硝酸钴钠比浊法
【原理】钾离子跟亚硝酸钴钠在中性或酸性条件下,能生成亚硝酸钴钠二钾黄色沉淀而出现浑浊。浑浊程度随溶液中钾离子含量的增多而变浓。把浸出液显出的浑浊程度跟标准色列的浑浊程度相比较,可以得出浸出液中含速效钾的浓度(ppm)。
【操作】
(1)取8支洁净、干燥的5mL试管,按下表所列步骤制作标准色列。
(2)在剩下的两支试管(编号7、8)中各加入土壤浸出液16滴,再分别加入冰醋酸2滴和37%的甲醛溶液1滴,摇匀。接着各加入亚硝酸钴钠溶液4滴和异丙醇16滴,摇匀。把浸出液出现的浑浊程度跟标准色列比较,记录读数值[即浸出液中含钾浓度(ppm)]。7、8两支试管中浑浊程度应基本一致,否则应重新测定。
【计算】
土壤中含钾(ppm)=读数值×5
每平方米耕地中含钾量(千克)=读数值×5×10-6×226
【说明】
(1)因为标准溶液中含钾浓度是80ppm,所以色列的读数值和耗用标准溶液滴数的关系是
读数值=标准溶液的滴数×5
(2)配制标准色列时加入氯化钠是为了使标准溶液跟土壤浸出液里存在的大量钠离子浓度相近。
(3)向土壤浸出液里加入醋酸是为了控制pH值在4~5左右。碱性过强,亚硝酸钴钠中的钴离子会生成Co(OH)3沉淀。酸性过强会引起亚硝酸钴钠分解,因此要严格控制溶液的pH值。
(4)土壤浸出液中的铵根离子和亚硝酸钴钠溶液反应,也能产生(NH4)2Na[Co(NO2)]6黄色沉淀,为此加入甲醛溶液,使生成难以离解的六次甲基四胺,排除铵根离子的干扰。
(5)加入异丙醇可以降低亚硝酸钴钠二钾的溶解度,提高测定效果。如果温度不超过23℃,也可以用乙醇代替异丙醇,温度高会引起沉淀溶解。
(6)亚硝酸钴钠溶液可以按以下方法配制。取23g亚硝酸钠,溶在50mL水里。再加入16.5mL6mol/L醋酸和3g硝酸钴[Co(NO3)2·6H2O],静置过夜,取滤液使用。
土壤中有机质含量的测定
【原理】土壤里有机质的含量是决定土壤持久性肥力的重要标志,所以测定土壤有机质的含量具有重要意义。测定土壤里有机质的含量有多种方法,其中用重铬酸钾作氧化剂,跟土壤里的有机质发生氧化还原反应,再用滴定法或比色法测定的方法用得较多。
氧化性强的重铬酸钾在酸性溶液里跟土壤中有机质的碳发生氧化还原反应,它们之间存在定量关系。再用标准还原剂(如硫酸亚铁铵)滴定多余的氧化剂(K2Cr2O7),经过换算,就能求得土壤里有机质的含量。不用还原剂滴定,可以用重铬酸钾溶液在反应前后的颜色变化进行比色测定。酸性的重铬酸钾溶液呈橙色,反应后六价的铬被还原成三价铬离子,呈绿色。溶液的颜色越深,表明土壤里有机质的含量越高,一般可通过跟标准色阶或比色卡比较就能得出土壤里有机质的含量。
【操作】
(1)重铬酸钾氧化还原比色法先配制系列标准色阶。在一系列试管里用5%葡萄糖和水调配,配制成各级有机质浓度的标准溶液。按照速测步骤,在各试管中依次加入2.5mL0.167mol/L重铬酸钾溶液和5mL浓硫酸。显色后各取5滴加入比色瓷板孔穴中,加蒸馏水2滴,搅匀后即为标准色阶。各级色阶的间距为0.5%,色调由橙黄、黄绿、绿到深绿逐级加深。实例可见下表。
测试时称取0.5g风干的土样(长期潮湿的土常含有较多的还原性物质,会干扰测定结果,必须充分风干,使它氧化后才能测定)放入试管中,加入2.5mL0.167m0l/L重铬酸钾溶液振荡,再迅速加入5mL浓硫酸,振荡一分钟再静置半小时。用滴管吸取5滴上层清液,加入比色瓷板孔穴中,加2滴蒸馏水,搅匀,跟标准溶液制成的标准色阶比色,记下比色读数。
由于土壤中有机质的含碳量和还原性,跟葡萄糖并不完全一样,所以测得的结果会有误差,为获得较为客观的数据,要进行适当校正。即土壤有机质百分含量=比色读数×校正系数校正系数因不同地区、不同土质的特性而有差异,例如有0.8,0.7等。
(2)滴定法称取研细的风干土样0.5g,放入干燥的硬质试管中,加入硫酸银0.1g,用移液管加入5mL0.067m0l/L重铬酸钾溶液,再缓慢加入5mL浓硫酸,并不断搅拌。在酒精灯上加热这溶液,使它沸腾。为了防止管内液体飞溅,加热时在试管口上套一支小漏斗,当试管内液体开始冒出白烟时停止加热。冷却后,将试管中的液体全部移入锥形瓶内,稀释到50mL左右。加10~15滴2-羧基代二苯胺指示剂,再用0.2m0l/L硫酸亚铁铵标准溶液滴定到溶液呈绿色。另用同样的方法,不加土样,做一次空白试验。按如下公式求土壤里有机质的含量。
在上式中,V0是空白试液时滴定耗用硫酸亚铁铵的毫升数,V是土样滴定时耗用硫酸亚铁铵的毫升数,M是硫酸亚铁铵标准溶液的摩尔浓度,W是风干土样质量,0.003是1mg摩尔标准溶液相当于碳的毫克数,1.724是碳换算为有机质的常数(即假定土壤中有机质含碳为58%,则100/58=1.724)。
【说明】
(1)把土样采回后铺在塑料薄膜上,在阴处研碎、晾干,不能暴晒或烘干(以防有机质发生变化),最后研细装瓶待用。
(2)标准色阶一般配3~8个即可。
从学生的课堂发言主动性及课前阅读时间及参考资料的数量分析来看,案例导学式教学法改变了学生在传统教学法中的地位,不仅使课堂气氛变得活跃起来,而且在典型案例及问题的引导下,学生广泛查阅资料逐渐学会自学,即会学,并在自学的基础上进行讨论分析,逐步对基础理论与临床疾病的联系产生感性认识,逐渐发展为乐学,促使学生变被动为主动,充分发挥了主体作用。
注重专业应用,提高教学效果
传统教学方式是由教师演示实验,学生观察实验现象,进行分析、总结,得出结论。结果往往是教师唱独角戏,处于主体地位,学生则被动接受,容易遗忘,不利于培养学生的动手能力和创新能力。高中化学学科课程标准强调实验探究是一种有效的学习方式,化学实验对培养学生的观察、动手、创新能力具有不可替代的作用。例如制备Fe(OH)胶体的实验中,观察老师做演示实验的学生课后往往只记得将饱和FeCl溶液滴加到沸水中能制得Fe(OH)胶体,至于胶体的颜色及其和Fe(OH)沉淀的区别仍不清楚。而亲自动手的同学不仅能加以区别,有的同学在做实验中还发现当水接近沸腾时滴入饱和FeCl溶液再加热一会(此时水未沸腾)也会形成胶体,但上述现象的形成需要较高的温度,即接近100℃。学生对此提出了疑问,并运用盐类水解的知识加以解释:FeCl在水中水解生成Fe(OH)和HCl,水解反应为吸热反应,当温度升高到接近100℃时有利于水解生成HCl,并使之气化,从而在水中形成Fe(OH)。这样的学习方式不仅能使学生掌握相应的知识点,提高学生的动手能力,而且能激发学生的主动性和创新意识,使学生真正成为学习的主体。
二、学生分组实验,互相协作,共同探究
分组实验是化学探究的重要手段,教师可以把实验能力强的和实验能力弱的学生分为一组,做实验时以优带差,即以动手能力强的学生为主体,动手弱的学生为辅,然后互换角色,让实验能力弱的同学为主体再进行实验。这样就可以真正做到互相协作,共同学习,共同发展。
三、多增加传统实验的改进,提高学生的思维创新
长期以来,课本上不少传统实验操作繁琐,而且都以验证性实验为主,通常由老师演示,即使学生动手做也是按照书上的步骤单纯模仿,不利于培养学生的创新意识,因此对于一些不合理的传统实验教师有必要让学生自主探究,加以改进。比如必修1(人教版)NaO性质探究实验中NaO与CO反应,传统实验是制取CO气体并通入NaO,收集产生的气体并通过做木条复燃实验证明产生了氧气。这个实验我让学生自己动手,自主设计实验加以改进。CO一定要制取吗?氧气一定要收集后用木条复燃实验加以验证吗?带着这些疑问,学生开动脑筋,自主创新了该实验。有学生设计了直接用棉花包裹NaO粉末,用玻璃管伸进NaO粉末中然后吹气,可以看到棉花剧烈燃烧。新设计的实验不仅证明了NaO与CO反应生成了氧气,而且证明了该反应是放热反应。改进后的实验不仅操作方便,而且实验现象具有趣味性。一般用水来灭火,有的同学打破常规,改进了NaO与水反应的实验。同样用棉花包裹NaO粉末,然后滴几滴水到棉花上,棉花剧烈燃烧,即水能生火。传统焰色反应是用无锈铁丝蘸取溶液或固体粉末,然后置于酒精灯上灼烧,观察火焰颜色。该方法由于蘸取的药品较少,不利于观察火焰的颜色。针对上述问题,有的同学作了如下改进:将一些浸有酒精的棉花置于点滴板上,再将要用的药品溶液用滴管滴几滴于棉花上,然后点燃棉花,可以很清楚地看到火焰的颜色。
教师对学生传统实验的改进,可使实验教学与探究学习融合起来,充分发挥实验的探究功能。学生自己设计实验方案,自己动手实验,不仅能激发学习兴趣,增强自主意识,而且有助于加深对知识的理解和记忆,使科学探究能力得到了进一步提高,培养创新意识。
在新课改的大背景下,我们应努力学习、更新观念,以实验探究为化学教育的突破口,同时转变自己的角色,使学生成为课堂的主人,有效培养学生的创新意识和实践能力,为基础教育的改革作出贡献。
参考文献:
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[4]徐肖邢,陆德文,徐步田.面向二十一世纪中学化学教师素质研究[J].常熟高专学报,1999,(06).
2探究科研实验转化成综合化学教学实验
为了更为直观的体现出科研实验转化成综合化学教学实验的这一过程,本文将以“羧酸氧钒化合物”这一科研实验为例,对其进行详细的说明。
(1)研究“羧酸氧钒化合物”的意义。
钒是一种银白色的金属,它的熔点很高,常与铌、钨、钼并称为难容金属,有延展性,质坚硬,无磁性,具有耐盐酸和硫酸的本领,且其在耐气-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好,它在空气中不会被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。其次,它还被作为人类的营养剂或者是药剂,可治疗糖尿病、风湿病、结核病以及贫血症等。与此同时,在经过各国科学家对其进行的多年研究之后,表明:因钒类化合物具有对人体内部器官有着比较大的刺激性等特点,所以钒类化合物成为了阻碍人们对钒进行深入研究的一个障碍。因此,为了有效解决这一障碍,科学家在经过多次实验与探讨之后,研发出了“羧酸氧钒化合物”,且该化合物也成为了当今社会中的一个研究热点。
(2)探析“羧酸氧钒化合物”实验。
该实验借助钒化合物和芳香羧酸的化学反应,来窥探它们的反应时间以及反应过程,并从中找出它们能够达到最好反应效果时所必备的条件,以满足教学者对化学实验的综合性要求。
(3)简析实验目的。
该实验的目的有如下几个:①让学生熟练掌握红外光谱的实现原理;②让学生认识并了解到蒸发仪等实验仪器的具体操作步骤;③让学生回顾已经学习过的理论知识,比如:过滤等;④让学生了解并掌握“羧酸氧钒化合物”的制作原理;⑤培养学生对化学进行综合实验的能力。
(4)探究实验原理
①对V2O5和H2C2O4进行催化处理,使它们生成VOC2O4;②让PhCOOH和Ca(OH)2酸碱中和,得到(PhCOO)2Ca;③让新生成的VOC2O4和(PhCOO)2Ca进行复分解反应,获取生成物VO(PhCOO)2和CaC2O4;④对VO(PhCOO)2和CaC2O4进行过滤和结晶等操作,获取最终产物。
(5)分析实验所必备的试剂和仪器
①试剂:草酸、氢氧化钙、无水乙醇、氢氧化钡、苯甲酸、硫酸氢钒和水杨酸。②仪器:旋转蒸发仪、玻璃棒、圆底烧瓶、锥形瓶、搅拌器和橡胶导管等。
(6)探析实验的具体步骤
①取适量V2O5置于锥形瓶中,并向锥形瓶中加入50毫升水以及22.5mmol的H2C2O4,利用玻璃棒将其搅拌均匀。待搅拌均匀之后,将锥形瓶放入微波炉,用中火对其加热十分钟。取出待凉,进行过滤,得到VOC2O4溶液。②取30mmol水杨酸以及15mmolCa(OH)2,将其装入盛有170毫升水溶液的玻璃瓶中,然后对玻璃瓶进行一小时的水浴加热,注:水浴的温度要控制在75摄氏度左右。待反应完全之后,所得溶液从原来的粉色变为无色。③把无色溶液倒入VOC2O4溶液中,搅拌时,可观察到有大量颗粒状物体析出,待凉,过滤,观察剩下的溶液,可见溶液的量比原来的减少了三分之二。④将100毫升无水乙醇加入母液中,有少量深蓝色沉淀物析出,对溶液进行过滤后,用无水乙醇对沉淀物进行清洗,然后再对沉淀物进行干燥处理。⑤把30mmol苯甲酸以及15mmol氢氧化钙融合在一起,使其在80摄氏度的水温下进行水浴回流处理,待其反应完全之后,所得溶液为无色。⑥向5中所得的无色溶液中加入VOC2O4溶液,保温搅拌四分钟,待其充分反应之后,冷却,过滤。把100毫升无水乙醇加入过滤之后的溶液当中,静置五分钟,过滤,对滤得的沉淀物用无水乙醇清洗,最后再对沉淀物进行干燥处理。
(7)简析实验结果。
实验结果表明:V=O能够在整个反应的过程当中,被完整的保存下来,且它在发生配位反应的同时,也生成了氧和钒的配位键。其次,在对实验数据进行分析之后,可以得出羧酸氧钒化合物的化学式为:VO(PhCOO)2,且该化合物的结构是五配位的四角锥形。
一、实验内容选材的综合化与多元化
21世纪我国的中学化学学科教育既要适应社会发展对科学技术的需要,又要适应中学生个性发展需要。化学课程要面向全体学生,努力满足学生的求知欲望,丰富他们的精神生活。所以化学学科教育必须要突破自身体系的封闭性和教学时间及教学空间的封闭性,其中化学实验作为化学教学改革中最为活跃的一个因素,也必然要有新的发展和创新。
我国传统的中学化学实验的选题服从于学科中心的化学课程。故实验的选择明显地具有专业化的倾向,它容易割裂化学学科跟其他学科之间的关联性和综合性。因此不易适应学科知识的综合、交叉和渗透的趋势,也难以使学生认识化学与社会、化学与技术发展的关系。近年来,国外的STS教育对我国中学化学教学已产生了广泛的影响,一些版本教科书的实验选题已融合了部分问题中心的模式,化学实验的选题不再是静态的学科知识的介绍和验证,实验将渗透社会关注的一些热点问题和技术教育,使学生体验技术在科学与社会之间的桥梁作用,认识化学与技术、与社会的交互影响。显然这类实验具有综合性、现实性和动态性的特征。目前我国新编教科书中,这类实验已被选用,并有进一步增加的趋势。例如:香烟的毒性检验,粉尘爆炸实验,碘盐中碘的测定,蛋白质酶除血迹、汗迹等。我国现行新课程教科书的实验内容已经发生了一些变化,甚至是质的飞跃。
[案例1]粉尘爆炸实验。[1](诠释易燃物和易爆物的安全知识)
图1粉尘爆炸实验
个比橡皮管外径略小的小孔。连接好装置,在小塑料瓶中放入面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住罐(如图1(Ⅱ)所示)。从橡皮管一端鼓入大量的空气(人距离该装置远一些),使面粉充满罐,观察现象并分析原因。
[创新意图]
1.本实验通过“面粉与空气在‘火星’条件下能否发生爆炸”的问题探究,学生得出:除可燃性气体能发生爆炸外,面粉、煤粉等粉尘也能发生爆炸的结论,从而更好地理解油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内,都标有“严禁烟火”字样或图标的原因。因为这些地方的空气中常混有可燃性的气体或粉尘,它们接触到明火,就有发生爆炸的危险。
2.上述实验内容贴近社会生活实际,实验具有开放性特征,能增强学生探究化学问题的意识,学会探究问题的方法,这有利于学生的实践能力和创造能力的培养,也有利于激发学生的求知欲。充分体现了融合学科中心和问题中心教材的各自优势来选择、设计实验内容的特色。
二、实验内容选材凸显改进与创新取向
对化学实验的选材而言,只有经过广泛而具体的改进与创新,才能使我们实验教学更好、更切实际地实施素质教育。新课程教科书在旧版教材基础上重新设计一些旧版教材上没有的而又有助于学生理解知识难点、融入科学方法教育,且又与社会、生活实际联系比较紧密的实验。一些构思巧妙、效果较好、方法科学的研究成果被教科书采用,极大地提高了学科的教学效果。
化学实验的改进与创新,可以是对实验装置、实验方案的改进与创新,还可以是对实验原理、实验手段的改进与创新,以达到提高实验效果、突破知识难点、体现安全环保功能等效果。从心理学方面分析,这些鲜活的实验所产生的各种现象和问题很容易使学生的大脑思维紧张地活动起来,产生各种想象、假设和推理。这就有利于教师有选择地给予积极正确的指导,帮助学生完成创造性思维的全过程。使学生在学习化学知识、操作化学实验的过程中,创造能力和逻辑思维能力得到锻炼和培养。
[案例2]合成氨的反应原理。[2]
在一干燥的硬质试管中放入适量铁丝绒,按图2连接好实验装置。加热试管中的铁丝绒至红热后,用注射器抽取20mL干燥氮气和60mL干燥氢气,将混合气体通入试管,并用湿润的pH试纸置于导管出口处,观察试纸的变化。
图2合成氨的实验装置
[创新意图]
1.中学化学的演示实验通常无法选用高压条件,而合成氨反应在常压下即使选用最好的催化剂,在500℃温度下,其达到平衡时氨的产率也仅为0.1%,所以中学化学教科书一般不会安排合成氨的实验,而人教版教科书之所以设计、编排了该演示实验,其用意显然也是为了向学生介绍化学领域中的一些特殊而精彩的科学方法、科学思想,这些科学思想和方法是人类社会不可多得的智慧结晶。另外,合成氨演示实验本身在设计和教学中也能闪耀出科学思想和方法的火花。
2.在克服非高压条件对实验造成的困难方面,该演示实验使学生进一步认识到,一个化学反应如合成氨,由于实验和生产的目的、条件等不同,其实验的设计方法也会有差异,因此在解决许多化学实验的疑难问题时,我们应该因地制宜地、科学地选择适当的方法。使学生进一步认识到科学精神、态度和方法的重要意义。
图3氮气与氧气
放电反应装置
[案例3]探究(模拟)闪电时氮气与氧气的反应。[3]
在一个塑料矿泉水瓶距瓶底5cm处,对称地钻两个小孔,然后放在感应圈上,将感应圈的两根极针通过小孔插入瓶中,使两根极针成一条直线,且针尖之间相距0.5cm(如图3),接通电源,观察实验现象。待矿泉水瓶中产生红棕色气体后,加入蒸馏水,振荡,用蓝色石蕊试纸检测瓶中溶液的酸碱性。
用简洁的语言描述实验现象。
[创新意图]
1.该案例把当今社会生活中与化学有关的环境、资源等问题设计成以问题形式展开活动的实验课题。在实验室条件下“模拟闪电时氮气与氧气的反应”实验是一个独特而新颖的构思,设计上具有独创性。实验中,教师通过鼓励学生注意实验操作技巧的学习和实验步骤合理巧妙地设置、编排;引导学生进行实验观察,并提出一些富有启发性的实验问题,启发和组织对关键问题的探讨,从中培养学生的逻辑思维能力,养成实事求是的科学态度。
2.该实验突破原有的单科性、学术性为主的实验题材,具有综合性、社会性、实践性,在跨学科综合实验设计上有所突破。在研究型实验中,除了培养学生创造性学习能力外,还能发展学生探究化学问题的能力,学会用创新实验探究化学问题的方法。
三、实验内容选材呈现方式的探究性
我国传统的中学化学实验有两大特点,其一,实验教学形式是以演示实验为主;其二,实验教学模式是以验证性教学为主。验证性实验的教学模式是按“问题原理结论实验证明”的程序教学的。这种模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、强化理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,其教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差,教师可以充分把握教学的时间和进程。探究性实验的教学模式通常按“实验问题讨论结论”或“问题讨论实验结论”的程序进行教学。采用探究性实验教学模式,更能促使学生自主地发现问题,设计实验,观察实验,用学过的知识来解决问题或发现新的规律等,同时也更能激发学习的动机。所以把验证性实验变为探究性实验,对发展学生的多种能力具有重要的意义。
[案例4]实验探究:氯气能与水反应吗?[4]
预测与假设:
实验设计(经教师认可后实施)。
试剂和仪器:
(供参考:氯水,镁条,石蕊溶液,AgNO3溶液,红纸条,试管,胶头滴管,砂纸)
实验记录:
实验内容
实验现象
结论
[创新意图]
本实验在传统验证性实验的基础上,通过调整实验的时序,把验证性实验转变为探究性实验,这是一种教学观念的转变。本案例探究方式为:先提出问题,再带着问题引导、组织学生探讨(猜测),然后根据在探讨中产生的一些问题设计出实验,并通过实验给出最客观的答案。无疑,这类实验的探究过程正是学生自主学习的过程,在解决与实验相关的一个个问题的同时,学生在科学知识、科学方法、科学态度等各方面都获得了长进。探究性实验的选题应该是丰富多样的,其实验涉及知识的综合性、社会性、实践性,这将极有利于推进对素质教育的教学模式及新课程理念的研究和学习。
四、实验内容选材生活化与趣味化
中学化学实验的生活化与趣味性也是我国实验教学发展的趋势之一。过去我们在强调化学学科知识的科学性和严谨性时,往往把实验设计得非常“严肃”“规范”,实验装置必须选用化学仪器、器皿来装配,瓶瓶罐罐的实验被视为不正式、不科学。实验试剂必须用化学试剂,如果使用日常用品或食品等物质作为试剂则被视作小儿游戏,如酸碱指示剂只能用酚酞、石蕊试剂,而不可用咖喱粉、植物花朵、紫色卷心菜汁等。这导致过去的化学实验相对显得较抽象而枯燥乏味。然而,在国外,有些化学教师做化学实验就显得较轻松、随意,仪器、试剂有时似乎是信手拈来,许多药品能从家庭、食品店、药店等获得。目前我国不少教师在进行化学实验时也刻意地使实验及其现象尽可能新奇、鲜明,以便提高实验的趣味性。许多趣味性很强的实验,如自制褪色灵、自制保暖袋、化学密信、苹果电池、化学振荡实验、碘时钟反应、蓝瓶子实验、滴水生烟、滴水起火、会自燃的金属、用化学方法制作小工艺品和学习用品等,已成为当今中学化学教科书中的重要题材。无论从心理学的角度还是教育学的角度来看,教学的趣味性会转化为学生的学习动力,所以它是今后化学实验题材应该重视的一个因素。
[案例5]动手实践:水果电池。[5]家庭小实验:番茄电池。[6]
番茄汁显酸性,当在番茄里平行地插入铜片和锌片时,形成原电池。实验步骤为:取2个半熟的番茄,相隔一定距离,分别平行插入铜片和锌片。按图4所示,用导线将铜片与锌片及电流计相连,观察现象。
番茄电池
[创新意图]
1.该案例告诉我们,学生也是实验题材的开发者,或者也可以说学生也是重要的实验教学资源。这些身边的实验内容让学生切身体会到化学就在身边,激发了他们强烈的好奇心和求知欲,感受化学在日常生活和社会各方面的应用。
2.充分利用日常生活周围环境中的材料和废弃物,代替实验仪器和药品。一方面可以解决实验仪器药品短缺,实验经费不足的问题;另一方面还可以丰富实验资源,养成学生节约资源和废物利用习惯,强化环境保护意识,提高学生的动手能力和创新意识。
五、实验仪器与设施的现代化
随着我国经济、技术的飞速发展,各种先进的实验装备、设施将会越来越多地在化学实验及其教学中得到应用,这无疑也是中学化学实验的又一个必然趋势。随着选修模块课程的开设,一些实验题材涉及精密电子天平、数字式测温仪、数字式pH计、导电仪、红外光谱仪、紫外和可见光谱仪、气相色谱分析仪、质谱分析仪、溶解氧测定仪、COD测定仪等多种现代化、高性能的实验设备。再者,多媒体教育手段的发展也为化学实验教学提供了日益现代化的外部条件。另外,耐高温的玻璃材料、耐强腐蚀的高分子材料、多功能的复合材料等在中学化学实验教学中也将会获得更多应用。
这些现代化实验仪器的使用,使实验操作省时省力,实验数据得到及时处理,实验结果形象直观,实验信息充分共享,使实验教学活动更具有研究性、更联系实际,从而拓宽了化学实验的选材范围。
[案例6]燃料电池制作实验。[3]
以小组为单位,制订实验方案,在教师指导下完成燃料电池制作实验。
燃料电池实验装置
(1)参照图5组装实验装置(多孔碳棒电极由实验室提供,将碳电极放在高温火焰上灼烧到红热,迅速浸入冷水中,使它的表面变得粗糙多孔即可)。电解质溶液用0.5mol·L-1Na2SO4溶液,电源用3V~6V直流电源,发光二极管起辉电压为1.7V,电流为0.6mA。
(2)按下开关S1,接通电源,电解约半分钟,碳棒上产生明显的气泡。
(3)断开开关S1,按下开关S2,接通二极管,观察并记录实验现象。
。
[创新意图]
燃料电池是一种不同于一次电池和二次电池的新型电池。本实验证明氢气跟氧气起反应时其化学能可以直接转变为电能,而实验所需的氢、氧气体可通过电解水得到,这又是电能转变为化学能的过程。本实验构思巧妙、技术先进、方法科学,学生通过实验能了解化学电源前沿科学知识。
六、实验内容选材安全与绿色化
我国的化学实验教学历来都强调要保障实验的安全,安全是教学实验必备的一个条件,但过去对化学实验的不安全因素主要考虑为爆炸、起燃、强腐蚀、强毒性等,这些问题在今后当然仍应该重视。而现在,人类对环境保护日益重视,化学实验产生有害环境的废气、废液和废渣等也被视为实验的不安全因素,因为其结果同样会影响到师生的健康,而且这种危害还具有广泛性和持久性。对此,我国目前大部分新课程教科书对那些会产生CO、H2S、SO2、Cl2、HCl、NOx等有害尾气的实验都增添了尾气的收集或处理装置,使实验显得更为安全、卫生。新教科书增加的一些实验有的自始至终都在封闭条件下进行,或者充分考虑了吸收有毒物质的环节,有利于环境保护,符合绿色化学的要求。
记录观察到的现象:;
用化学方程式表示上述反应:。
[创新意图]
1.该实验将浓硫酸的氧化性和二氧化硫的检验、二氧化硫尾气处理集于一体,较好地对有毒气体进行符合环保要求的处理,有利于在化学实验中树立环境保护意识。
2.为了把化学实验所产生的污染程度降到最低限度,下列措施应在教科书与实验操作中予以采纳。
(1)化学实验密闭化。反应产生的气体、液体和固体都予以收集和处理,避免敞开操作,防止反应物质逸失到周围环境中。
(2)在无法密闭操作时,要加强吸收、通风或其他防护措施。
(3)加强反应物质的回收利用和消害处理,建立责任制度。
(4)在设计实验方案时,要尽量避免使用和生成毒性较大以及容易形成污染的物质,尽量选择污染少的实验方法和实验装置,在无法避免使用或者产生有害物质和污染的情况下,实验方案必须包括有效的防护和消害处理措施。
七、实验内容选材微型化与简约化
微型实验就是用小型的仪器、装置和极少量的试剂进行的一类化学实验。从目前资料来看,微型实验的仪器装置一般比常用的要缩小十倍至几十倍,所用试剂的量也为常规实验的几十分之一到千分之一。微型实验的优点首先是可减少污染,起到保护环境的作用;其次在中学化学实验中推行微型实验可省钱、省时、省力;此外,微型实验还能养成学生严谨的工作习惯和操作技能,能在相同条件下增加实验的数量,能提倡勤俭节约、艰苦奋斗的精神。
中学化学实验中总有一部分操作要求、反应条件都较高而成功率又相对较低的所谓疑难实验。为对付这些疑难实验,教师必须花费较多的时间、精力进行探索和操作训练。所谓简约化实验就是指由专门工厂经过精心设计、组合加工的实验仪器,其中盛有相应的药品,是围绕某个特定的目的所设计的单元实验。它装置简单、操作简便、使用安全、现象明显、结论明确,这种实验节约药品、节约师生的时间、成功率高、一次性使用且不产生污染。
微型实验和简约化实验也都有一定的负面影响,它们无法取代中学化学中所有的教学实验,但这类实验具有高效、方便、环保、便宜等长处,在新教科书的实验选材中无疑应有它们的一席之地。
实验活动:使用水质速测试纸盒作水质测定。
实验目的:。
实验用品:工业废水试样或天然水试样、水质速测试纸盒中各种测定试纸及对应的标准色阶、醋酸钠晶体、酒石酸晶体、其他测定用的外加试剂、水样取水器等。
实验过程、实验记录、测定报告(略)。
[创新意图]
1.用封闭的盛少量碘晶体容器代替传统碘升华的实验,具有省钱、省时、省力、环保和反复循环使用的优点。从发展的角度看,中学化学实验教学形式的多元化,实验的安全化等趋势也促进了微型实验的发展。将来一些由学生动手操作的化学活动课实验、第二课堂实验、家庭小实验等为化学微型实验的推广开辟了新的天地。
2.水质的全面检测需要一定的仪器设备,手续比较繁复。国内外环保部门相继开发水质分析试纸,用于水质的简易测定。用水质速测试纸盒中各种测定试纸及对应的标准色阶可以测定工业废水或天然水的pH、Cl-、总Fe、总Cu、总硬度、Pb、Cr(Ⅵ)、、、氨氮十项指标。简约化实验的开发,既能把中学实验题材拓展到现代科技前沿领域,又能把师生从繁重的实验准备和预练中解放出来,把精力更集中地用于教学和探究活动上。
尽管新课程教科书实验内容改革的步伐已经启动,一些传统的经典的实验内容、方法和手段正在被更为科学、更为先进而高效的内容、方法和手段所替代,但其创新程度和科学水平总的看来仍不够高,在研究的方法、观念、角度等方面还存在一定的问题。首先,不同版本教科书实验内容和方法趋同现象普遍,真正反映各种版本不同设计思路的创新实验题材有限;其次,一些构思巧妙、方法科学、效果较好的实验研究成果被教科书选用的极少,例如,由京、津、沪、渝、川、辽等省市组建的中学化学实验研讨会,自1986年起至今已产生了几百项实验研究成果,包括实验仪器的创新和改进、化学实验的设计和研究,以及中学化学活动课实验的探索研究等等,其成果真正转化为教科书内容的很少;最后,反映实验选题的多元化与综合化的实验比例偏少,实验仪器现代化、学生实验微型化、简约化实验在新教科书中尚未形成系统的实验体系;实验内容如何实现质和量的双重提升,怎样具备激发学生学习化学兴趣、学习实验的技能和科学方法、培养学生解决问题的能力、培养学生的科学品质和科学思想等多种教学功能等,都有待修订时进一步提高编选的科学水平,这需要我们做一些扎实的实验科学研究。
参考文献:
[1]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[Z].北京:人民教育出版社,2001.128.
[2]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书·化学(选修2化学与技术)[Z].北京:人民教育出版社,2005.11.
[3]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学[Z].南京:江苏教育出版社,2004.
[4]北京师范大学国家基础教育实验教材总编委会.普通高中课程标准实验教科书·化学(必修1)[Z].济南:山东科学技术出版社,2004.14.
[5]北京师范大学国家基础教育实验教材总编委会.普通高中课程标准实验教科书·化学(必修2)[Z].济南:山东科学技术出版社,2004.55.
2化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。