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二、通过演示实验,培养观察能力
在化学实验教学过程中,学生的观察能力的培养相当重要,实验操作的整个过程中各种现象的发生是化学知识的验证,只有学生能够观察到实验现象,才能进行大脑思维,才能够对课本知识的认知和理解,教师的实验教学才能起到作用,因此教师要通过每个演示实验培养学生的观察能力。例如,在进行氧气的制作演示实验时我是这样做的。我把实验装置装备好后提示让学生注意试管的倾斜角度为何向试管口一方倾斜,注意观察实验产生了什么新的物质。让学生注意观察现象并解释原因。在实验的过程中学生带着疑问进行仔细观察,实验结束后我让学生回答观察到的现象,学生异口同声地回答在试管口处生成了水珠,在集气瓶内收集到了气体。通过观察到的现象,学生能够很快解释原因,试管向试管口倾斜式为了防止试管口的水珠倒流,集气瓶内收集带了气体是因为观察到了导气管口有气泡产生。实践证明,借助演示实验,能强化实验演示效果和实验的直观性,有利于培养学生的观察能力。
三、组织分组实验,培养动手能力
分组实验,是培养学生动手能力的重要手段。也是培养学生合作能力的体现。学生通过亲自实验,熟练掌握操作技能、技巧;做实验的过程就是理论联系实际的过程。因此,要认真组织好每一次的学生分组实验。对每一章每一节实验做到实验目的明确,要求具体,计划周密,要使学生学会,掌握操作技术。每次在组织学生进行分组实验时我都让每个小组的成员亲自动手操作,在实验的过程中学生的每个操作我边观察边指导,比如酒精灯如何点燃、具有腐蚀性的液体怎么倾倒、滴管如何滴液、气体怎么收集、如何解释实验产生的现象等等。分组实验的过程中,学生积极动手人人操作,在此过程中他们还互相交流、互相讨论,共同探讨问题等等,极大地提高了学生的动手操作能力和互相合作的能力,极大地提高了实验教学的教学效果。
四、布置家庭小实验,培养创造能力
家庭小实验是课标教材的一个显著特点,是实验探究的重要组成,也最能体现学生的自主发展和创造。教师在指导学生开展家庭小实验的活动中,要引导学生从取材、安装到操作步骤、观察顺序、记录要点等各方面去考虑,家庭小实验的用品应该是家居生活中较常用、常见的。例如,父母蒸馒头和面为什么要用碱面水、洗刷厕所时用草酸清洗、清除水垢要加酸水、洗衣服用洗衣粉等等这些日常生活中的化学问题都可以作为家庭小实验布置给学生,让学生通过家庭实验明白课本里的知识,知道生活中处处有化学,用化学知识解释生活中的化学问题,这样也大大地激发了学习兴趣。学生在做家庭小实验时,需要独立思考,去想象、去钻研问题,在不同程度上创造性地运用知识,这就有助于学生智力与创造才能的发展。例如,让学生在家里亲自操作一下蒸馒头的全部过程。让他们积极动脑思考,联想过去学得的知识,并认真加工整理,根据实验原理,设计自己的实验方案,达到实验成功的目的。这些小小的实验,可以大大激发和培养学生的创造能力。
五、营造实验情境,培养学生的探究能力
教学过程中,教师可营造想象实验情境,大胆创造。如学“分子”一节时,可以在教室内喷一些香水,让学生感受一下扑面而来的香气,然后让学生解释这一现象。对尚未认识微观世界,不知分子为何物的学生来说,确实不好自通。但教师只要鼓励学生敢于大胆想象、大胆假设,并给予正确引导,学生从“粒子”和“粒子运动”的角度还是能作出解释的。无疑,这会使学生的创造力和想象能力得到锻炼和提高。不管实验成功与否,目的在于让学生体悟探究过程,培养学生的探究意识。再比如,教师在讲授碳酸钙和水的反应时可以让学生想象一下家里盖房之前买来了生石灰放在大锅里然后加上水会看到什么现象发生,对于生活在农村的学生来说很快会回答上来,紧接着教师进行演示实验,此时学生们对碳酸钙和水的反应会完全明白。这些实验情景的创设为教师的讲解打下了良好的基础,学生的探究能力会自然而然地在创设的实验情景中得到培养。
2.化学实验方案的内容实验设计的成果就是实验方案。虽然具体的实验设计的目的、内容和形式不尽相同,但就一个相对完整的实验方案来说,一般包括:实验名称(课题);实验目的;实验原理;实验用品(试剂、仪器、装置设备)及规格;实验装置图、实验步骤和操作方法;注意事项;实验现象及结果处理;问题和讨论等。
3.实验方案选择的基本标准同一个实验课题,每个人的设计和操作过程可能不一样,结果自然也不会完全相同。根据初中化学实验设计原则和教学实际,实验方案选择的基本标准是:原理正确有科学依据;装置简单,在实际中具有可操作性且操作方便;实验步骤少,需要时间短;药品用量少、无毒且廉价易得;实验现象要明显;反应条件要简单(最好在常温下进行);尽量不用也不产生污染环境的物质,即符合“绿色化学”的要求;制备实验产率高;性质实验误差小;实验安全无危险;设计要严谨等。
二、中学化学实验设计与创新的一般原则
无论哪一类中学化学实验设计与创新,一般都应遵循以下原则:
1.科学性原则科学性是指实验原理、实验程序和操作方法必须与科学理论和实验方法论相一致。科学性是化学实验设计与创新的首要原则。例如:实验室制取氢气,就不能选用硝酸与金属锌反应,因为这个反应很难制得纯净的氢气。
2.目标性原则目标性是指实验设计或创新要根据一定的教学目标有所侧重与突破。同一个实验,教学目标(如教师演示与学生操作,为了突出环保或趣味性)不同,设计所用的原理、用品、方法、装置、步骤等是有一定区别的。
3.安全性原则安全性是指化学实验设计时尽量避免使用有毒、有害的化学试剂,以及反应产生有毒害的物质,或者具有一定危险性的实验装置与操作。“如果必须使用的,应该在所设计的实验方案中详细写明注意事项,以防止造成环境污染和人身伤害。”[4]安全是中学化学实验教学的第一要务,设计时必须要特别引起重视!
4.新颖性原则新颖性是指实验设计时在思路、操作方法、器材用品、装置等方面要有新的突破,使新设计的实验对教学与研究更加适用或具有指导的意义。
5.可行性原则可行性是指设计实验时所运用的实验原理在实施时切实可行,所选用的化学试剂、实验仪器、设备和方法在现有的条件下能够得到满足。例如:实验室大量制取二氧化碳,不能为了创新而选用碳酸钠代替碳酸钙(或石灰石)与盐酸反应,或者用硫酸替代盐酸与碳酸钙(或石灰石)反应。因为前者反应太剧烈,后者反应不完全,很快就停止了。
6.简约性原则简约性是指尽量采用简单的实验装置、较少的实验步骤和试剂,在较短的时间内完成实验。复杂的装置与步骤以及时间太长的实验都会转移中学生的注意力,容易导致他们产生畏难情绪和疲劳感,影响对实验过程的观察、分析与思考。
7.绿色化原则绿色化是指从化学反应的原料、反应的条件、反应的产物和实验的操作等化学实验的全过程上进行控制,尽可能地减少甚至消除有毒、有害的化学物质对环境的影响。绿色化学是21世纪化学科学的一个重要发展方向。
8.启迪性原则启迪性是指实验设计与创新对学生的学习起开导作用,能够启发学生的思维,促进学生对化学原理及知识的探讨和认识,优化学习过程,从而提高教学效益。这是中学化学实验设计与创新的出发点和归宿。
三、实验创新设计的视角
初中化学实验创新设计是在义务教育化学课程标准的指导下,对现行教材中所涉及的实验进行改进、优化、增设或创新等,以提高化学实验在初中化学教学中的效益。在初中化学教学中进行实验创新设计是提高化学教学有效性的需要,也是义务教育化学课程标准的要求。化学实验创新设计要与时俱进,必须符合现代化学教育发展的理念,在满足探究性的条件下,可以从以下视角进行:
1.实验过程绿色化“绿色化学的理念是在化学反应过程以及化工生产中,不再使用有毒有害物质,不再产生废物,不再处理废物,它是一门从源头上阻止污染的化学。”[5]化学实验在设计上要体现绿色化,尽可能做到原料(反应物)的绿色化,化学反应的绿色化(采用原子经济性反应),生成物的绿色化以及催化剂、溶剂的绿色化。例如:在涉及氧气的制取实验时采用双氧水分解来制取,二氧化锰要回收等。
2.实验装置微型化“所谓微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。”[6]虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。例如:在“探究微粒的运动实验”中,可以用试管代替烧杯进行微型化实验。在一个单孔橡皮塞上插入一根玻璃导管接近试管底,试管内壁贴一张滴加无色酚酞试液的滤纸,从导管口滴上两滴浓氨水到试管底部,用透明胶封导管口,可以看到,试管里滴有无色酚酞试液的滤纸由下往上慢慢变红了。
3.实验设计环保化“最佳的环境保护方法是在源头上防止污染的产生,而不是污染产生后再去处理。”[7]实验设计中我们应该采取一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度。这些措施主要是:实验装置密闭化,避免敞口操作,防止有关物质散佚到周围环境中;采取收集办法,回收有关物质;对有毒物质进行无毒害处理;加强实验场所的通风或采取其他的防护措施等。例如:一氧化碳还原性实验,对多余的一氧化碳可以回收,也可以燃烧进行无毒害处理等。
4.实验操作安全化保证实验安全,是化学实验教学的原则要求。有一些实验,由于物质化学性质的特殊性,给实验增加了难度甚至危险性。在点燃氢气的导管和氢气发生器之间,用一个小塑料瓶装上大约四分之三的水制成一个“安全装置”连接起来,这样,即使点燃不纯净的氢气,爆炸也只是在“安全装置”中发生,氢气很少威力小,氢气发生装置不会发生爆炸,因此不会发生安全事故。
5.实验趣味化化学实验具有动机功能,增加化学实验的趣味性,可以激发学生的化学学习兴趣。例如:在研究燃烧与灭火的条件时,增加演示“烧不坏的手帕”[8]实验,可以激发学生的兴趣。在此基础上让学生继续进行实验,探讨手帕烧坏的条件,则能够使学生深化对有关知识的认识。
6.利用仪器功能转化仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么,只是主要适用于什么。“反思仪器的别样用途,可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识,进行化学实验的创新。”[9]例如:漏斗可以充当集气与尾气吸收装置,在钠与水反应气体产物的验证实验中,将漏斗置于水中,倒扣在钠块上,产生的少量气体可顺利地富集到试管中。
7.利用学科知识迁移我们往往习惯于使用教材的实验仪器和装置,很少重视仪器的笨拙和实验时的效率,这种视经典为权威的思想往往就是教师缺乏创新的症结所在。实际上,科学的实验方法就是应该不断地发现问题,传统装置的不当之处无疑给我们提供了实验创新的课题。例如:学习“质量守恒定律”内容时,在使用托盘天平称量氢氧化钠与硫酸铜溶液反应前后的质量时,在18×200的中型试管里装入大约1mL稀盐酸与酚酞的混合溶液,球形滴管吸入NaOH溶液后,将球形滴管放在试管口,把上述带有球形滴管的试管放入盛水的100mL量筒中,让学生通过观察比较反应前后试管浸在液面中的高度即可(试管作上标记)。改进后的实验操作起来方便有趣,不用天平而是利用物理上的浮力知识,体现了学科之间的联系,有利于学生知识的迁移。
8.实验装置简单化教材所选用的实验方案未必都是最好的,有时候会产生现象不明显、实验不容易成功、结果不准确等问题,影响了实验教学的效果。例如:测定“空气中氧气的体积分数”实验,由于教材提供的实验装置密封性和燃烧匙放入不易控制,加上导气管内尚留有空气导致误差因素较多,有时氧气显示超过五分之一,让教师无法自圆其说。可做如下改进:将小颗白磷放在1.5cm×2.5cm的薄铜片上,置于硬质大试管中部,塞紧橡皮塞,用酒精灯对准铜片加热使白磷充分燃烧,待试管冷却后浸入水中,在水面下拿掉橡皮塞,待液面上升稳定后再塞上橡皮塞,拿出水面观察。改进后的实验所用仪器少,误差因素少,结果比较准确。
二、为学生创造实验演示条件,培养学生动手能力
初中化学教师在进行实验教学的过程当中,根据初中学生的实际情况进行示范性的演示实验是十分必要并且十分重要的教学方式.然而,总是由教师进行实验演示而学生观看的方式是不能够满足教学要求和教学目标的,学生没有参与实际的演示实验操作的机会会限制其思维的发展,也不能够达到素质教育的要求.初中化学实验的教学目标不仅仅是要求学生掌握实验结论,还要求学生能够在实际的实验操作过程中总结实验技能,明确实验时的注意事项和具体规则.学生被要求在独立进行演示实验的过程中养成良好的实验习惯,收获严谨求实的科学实验态度并且做到实验操作规范.然而相当数量的初中化学教师处于安全性和其他因素的考虑往往忽视了学生实际动手操作实验能力的培养,这就需要初中化学教师能够按照实验的内容和学生的实际条件,为学生创造进行实验演示的条件和机会.教师可以在进行规范性演示实验的操作时向学生讲解实验的具体内容与规范的实验操作,对实验器材和实验的目的进行详细的讲解,最后给学生提供在讲台上进行实验演示的机会,为学生创造进行实验的机会,在实际的实验操作过程中锻炼学生的实验操作能力与思维逻辑能力.例如,教师在进行沪教版九年级上册有关氢气制取的有关实验演示教学时,可以要求学生回忆之前学过的氧气制取实验原理与装置,并且要求个别学生到讲台上进行有关的实验演示,教师在旁边适时的给予指导,在学生出现步骤错误和操作失误时给出及时的提醒和纠正.
三、利用多媒体进行实验演示,提高教学有效性
二、学生探究实验———学生学习能力的培养
这里的学习能力包括:动手能力、交际能力、表达能力等。学生通过自主参与科学实验探究的学习活动获得新的知识,逐步形成善于提出问题、乐于探究问题、勤于动手解决问题以及努力求知的科学态度,这种态度将一直影响着学生今后的化学理论学习,这样才能更有效的促进学生积极探索未知的知识领域,而不是一味地被动接受新的知识。课本安排的探究实验很多时候可能无法满足我们的教学要求,在教学过程中笔者发现有很多学生难以理解的问题,或者感到很困惑的问题。如何帮助学生理解这些所谓的难题,用什么方法进行突破,是常摆在笔者面前的问题。经过实践发现,将这些问题尽可能的转化成实验进行探究,在探究实验中层层推进,从而使学生在实验中将问题的本质弄清楚,这种方法在酸碱盐知识的教学中尤其突出。例如,在讲授碱的化学性质时,我们都会做这样一个实验,将CO2通入到澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,结果发现,澄清石灰水很快变浑浊了,但氢氧化钠的溶液却无任何明显的现象。此时,若教师直接告知学生,CO2与NaOH反应生成了Na2CO3和H2O,那么学生必然是在心存困惑的基础上进行死记,这样不利于学生对知识的掌握。但是,如果教师大胆的说出学生心中的疑问:“请问,大家觉得CO2与NaOH真的发生了反应吗?如何证明你的观点?”这样必然会激起学生探究的欲望。此时,教师只要稍加铺垫,提醒学生该从哪个角度去分析解决这个问题,下面的实验过程学生自然会想到。对于学生设计的方案,教师要做一定的点评,指出其中不全面的地方。比如,在这,学生最容易想到的就是将氢氧化钠溶液倒入盛满CO2的塑料瓶中,通过观察瓶子是否变瘪来证明反应是否发生。学生在设计这一方案时忽略了CO2能溶于水的这一性质。教师在点评时则应该指出,让学生在这一实验的基础上进行完善,最后学生也顺其自然地想到了对比实验。当得出比较完整的实验方案后再请学生从提供的实验试剂及器材中选择一些去验证自己的猜想。自己亲自动手实验探究所得到的结论,在学生脑中留下的印象肯定非常深刻。一个简单的性质实验,稍加设计就变成了一个非常有价值的探究实验,既学了新知识又巩固了旧知识,还强化了一种非常重要的实验方法———对比实验,何乐而不为呢?
三、家庭小实验———学生学习兴趣的培养
在基础教育中,化学科学知识是学生认识世界、面向生活和自身发展不可缺少的知识,这些知识涉及面广,但难度适中或倾向简单,化学实验教学即有得于激发学生的学习兴趣,也有利于学习学生形成概念,获得化学知识,同时,也有利于培养学生观察能力,获得比较熟悉的实验技能,培养学生实事求是,严肃认真的科学态度(课标语)。在实验教学中应注意以下几点:
首先,在选择演示实验时,应以突出教学重、难点为前提,以符合直观、简单、安全、可靠为基本条件,以规范操作为保障,以帮助学生实验技能和科学态度及获取化学知识为目的。如在利用氧化汞分子分解示意图分析提示原子这一概念之前,如果演示一下氧化汞受热分解的实验,有利于学生以直观事实为依据分析问题,从而形成原子这一概念。
在演示实验观察过程中,应以指导学生正确的观察方法为主。一是要让学生明确观察的目的性,弄清“看什么”,而后再观察,以免学生把化学实验当作“好玩儿”,克服学生对化学实验的盲目性;二是指导学生即全面观察,同时又要分清主次。如镁带燃烧,要让学生既观察镁带燃烧发出的强光,同时主要要求学生观察生成物的颜色,以便为后面化学变化这一概念的形成打下基础。最后,在可能的情况下,调动多种感官进行观察,更重要的是将观察与思维联系起来。如铁钉生锈的实验,实际上是给出了三种假设:1、铁钉的一部分浸没在蒸馏水中;2、铁钉全部浸没在植物油里;3、铁钉置放于干燥的空气中。通过观察:1、中铁钉生锈;2、3中铁钉未生锈。通过比较、分析、讨论,最后总结出铁钉在水和空气同时存在的条件下最容易生锈。这样,有利于通过实验培养学生的思维能力及分析、解决问题的能力。
其次,学生实验和简单实验设计及实验习题是学生实验技能形成很好的途径。
根据心理学的研究,技能是近乎自动化的动作,是通过练习形成的。因此,应尽可能创造条件,让学生有足够的练习机会。而且每次实验课要让学生认真准备、参与及总结。
心理学研究表明,技能的形成过程是有阶段性的。那么,学生实验必须以化学基础知识为基础。因此,应尽可能随教学进度拟好循序渐进训练计划。简单实验设计及实验习题要求更高,但有助于学生的自我发展。设计方案或解题途径适应尽可能让学生拓宽思路,寻找多渠道解决途径,再引导学生从环保、经济等多角度考虑,从而选择最佳方案或途径。这方面的训练阶段的知识或化学实验结束之后进行,同时难度要适中。如学完氧气有关知识后。可以让学生总结鉴别氧气的方法,学生可以列出以下方法:1、带火星的木条;2、燃着的木条;3、点燃的硫等。此时,可引导学生分析:方法3不用,因为硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体,污染空气,对人体有害。1、2理论上都可以用,但1比2更简单、方便,因此,方法1为最佳。可以提醒学生,如果同时鉴别几种气体,通常用方法2。
最后,学生实验规范化也很重要。对学生操作不正确,应给予及时纠正,以防止学生形成错误操作习惯。因此,对学生的规范操作必须严格要求。特别学生学习实验基本操作时,应鼓励学生按规范操作多练习几次。相互监督,相互纠错。而且教师还要善于分析学生发生错误的根源,以便“对症下药”。
学生实验结束之后,总结很有必要。以便让学生改正错误,发扬优点。另外,指导学生认真填写实验报告,有利于实验技能及化学知识的内化。
二、实验教学中的思想品质素质教育
通过化学实验,可以结合实验注意事项对学生进行安全教育,环保意识教育,爱护公物,热爱劳动、节约药品,水等教育。通过与化学实验相关的化学家的故事,可以对学生进行爱学习,爱科学及爱国主义等教育。如利用道尔顿幼年家境贫寒,12岁便挑起了生活重担,但他坚持自学最后提出了科学的原子论的故事,激发学生在学习过程中要不怕挫折、不断努力。
三、实验教学中的身心素质教育
在演示实验中,通过教师从容不迫,紧张有序的示范,可以教育并帮助学生在紧张有序的思维活动中形成良好的心理素质;通过实验提供的氛围以及围绕对实验浓厚兴趣,学生的思维方式不受限制,也有助于学生形成良好的心理素质。同时,通过独立操作实验,也可以起到培养学生良好的心理素质的作用,通过分组实验,学生团结协作,共同完成实验,共同完成和讨论实验现象、结论,有利于培养学生的合作精神。实验的成功,特别是简单实验设计或实验习题,学生可以从中体验到成功的喜悦,成就感会使他们更加努力,更加勤奋。反之,失败之后,在教师的指导下或同学的帮助下,找到失败的原因而重获成功,会带给学生更大的喜悦,使他们对战胜挫折充满信心,有利于培养学生坚韧不抜的性格。
四、化学实验中的审美素质能力
例如教师这样说到:“同学们,你们一定很喜欢化学这门学科吧,那么我们就来动手做一个比较有趣的化学小实验,这个实验的题目就叫做‘舞动的木炭’”。首先要取出一只试管,并在里面装上固体的硝酸钾3~4g,接着使用铁夹将其固定在铁架上,用酒精灯加热试管。当固体的硝酸钾在逐渐的溶解之后取以小豆粒大小的木炭放入试管中,并且要继续的加热。待一会时间观察,会发现小木炭在试管中的液面上突然跳跃起来,一会上下,一会翻转,就像是在水中跳舞一样,同时还发出了灼热的红光,看上去非常的有趣。“下面请同学们欣赏一下小木炭的优美舞姿吧!”当老师的话音刚落,就有很多的同学举手说要亲自来完成这个实验。同学们在实验的过程中,目不转睛的看着实验,看着固体硝酸钾变成液体,观察小木炭的动作,这样奇特的现象早已经将他们的注意力牢牢的吸收住了。待实验完成之后,教师提出相关的问题:有谁能告诉我,小木炭为什么会在里面舞动呢?接着学生在就在下面七嘴八舌的讨论开来,他们千奇百怪的想法让你意想不到,不过在教师的指导下,并借助化学书上的相关理论,学生们便可以得出争取的结论。原来是因为:小木炭刚放进硝酸钾液体中的时候,硝酸钾的温度还比较低,未能使小木炭燃烧起来,因此小木炭在试管中静静的躺着;待酒精灯继续加热一段时间之后,使小木炭的着火点达到了,这时才和硝酸钾发生了激烈的化学反应,同时还放出了大量的热,让小木炭立刻燃烧发光。主要是因为硝酸钾在高温的条件下分解之后放出氧气,氧气又立刻与小木炭发生了反应从而产生成二氧化碳气体,就是产生的这个气体让小木炭在试管中舞动了起来。当小木炭在跳起来之后就脱离了下面的硝酸钾液体,中断了反应,致使二氧化碳气体就不再发生任何的反应,当小木炭因为受到了重力的作用落回到硝酸钾上面的时候,反应又产生了,使小木炭再一次的跳跃起来。通过这样循往复,所以小木炭在试管中不停的舞动。通过这样生动、形象的情景教学充分的调动学生积极性的思维,促使学生在学习的过程中成为一个积极的探索新事物。通过对实验的尽心设计,不仅能提升学生学习化学的兴趣,还能促使学生积极、主动的参与到学习中来。
2发挥化学实验优势培养学生的创新精神
化学以实验为基础的自然科学,化学实验在培养学生的创新意识和能力方面有着得天独厚的优势。
例如关于NaOH溶液与CO2之间的反应,教材中是这样设计的:将NaOH溶液加入到装满CO2气体的矿泉水瓶里,通过塑料瓶变瘪的现象来证明NaOH溶液能与CO2发生反应,其现象非常的明显。但是有的学生会认为这种现象并不足以证明二者发生了反应,还有可能是CO2溶解于水所造成的,因为学生对二氧化碳在水中的溶解程度并没有直观的认识。在这里教师可以因势利导接着设计这样两个问题,从而引导学生将它继续探究下去:第一,你能不能设计一个实验来证实塑料瓶变瘪到底是不是因为CO2溶解于水造成的?第二,除了使塑料瓶变瘪,你还有没有别的思路来证明NaOH溶液究竟是否与CO2发生反应了呢?第一个问题引导学生使用对照试验解决疑问,难度相对较小,但是却激发了学生探究的热情,让学生更有兴趣来继续第二个问题。在老师的引导下,学生了解了验证反应发生与否的方法,既获得了知识和技能,又进入科学探索的情景中。这种主动探索的兴奋性,激发了学生的新欲望、培养了学生的创新精神。
3设计探究性实验,培养学生的创新能力
全日制义务教育《化学课程标准》明确指出:“科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发了化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,培养创新的能力。”按照皮亚杰的认识论观点,学生学习新知识的过程就是用原有知识和经验对新知识进行同化和顺应的过程,即认识主体对认识客体进行提取、加工、理解、重组、吸收内化的过程。这个过程主要是通过主体在中介(教师或伙伴)的帮助下,独立自主地作构建性的学习方能有效实现,这是课堂教学的核心。这就要求我们在化学教学中,不能把现成的方法和结论告诉学生,而要通过问题情境,引导学生自主地探索与构建。例如,在探究铁器生锈的条件时,先启发学生提出下列三个假设:
(1)铁器生锈是因为和空气接触,铁和空气中的氧气化合;
(2)铁器生锈是因为水分子的存在,水与铁发生了化学反应;
(3)铁器生锈是水、空气中的氧气对铁共同作用的结果。根据假设,再引导学生设计下列三个实验探究:
①在一支干燥的试管中,放一根洁净的铁钉,并用橡皮塞塞紧;
俗话说“好的开始是成功的一半”,因此,笔者在教学中总会根据课堂教学内容的需要,或是给学生演示一些奇特的小实验,如纸锅烧水、魔棒点火等。或是给学生讲述一些相关的化学故事,如在教授《生活中常见的盐》时,我就先给学生讲述了《三国演义》中哑泉和药泉的故事,激发学生强烈的求知欲。
2.要走近学生,建立良好的师生关系
所谓“亲其师,而信其道”,教师和他所教授的科目之间的连带关系是不容忽视的。学生喜欢任课老师,就会喜欢老师所教授的科目,就会在课堂上积极地与老师互动交流,教学质量也会明显提高,反之则会低下。因此,教师不仅要不断地学习,提高教学素养,而且还要转变角色,与学生平等交流,共同合作,树立良好的师者形象,用人格魅力感化学生,保持学生的学习兴趣。
3.理论联系实际,采用恰当的教学手段
实际是理论的支撑,单调地进行高而深的理论教学,时间一长,难免会使学生失去学习兴趣。有目的、有计划地给学生演示一些与生活息息相关的实验,让学生体会到学习化学知识是有用的,从而能够亲身体会自己应用化学知识解决日常问题的喜悦,加深对化学学习的兴趣和需要。
二、加强课堂化学实验的教学
化学是一门以实验为基础的学科,因此,在化学课堂上进行化学实验的教学是必不可少的。笔者主要从以下几个方面进行了探索:
1.利用演示实验加强化学直观教学
要做好演示实验,首先要准备充足。教师要深入了解教材,熟悉实验内容和步骤,明确实验目的,考虑如何引导学生观察,观察什么,怎么观察等,即便是很简单的实验,也应该对实验所需的器材、药品以及整个操作过程做到心中有数,确保万无一失;其次,要操作规范。教师做演示实验的一举一动都是学生操作的模仿对象,对于学生的操作技能有着示范的作用,因此,每一个演示实验教师都要严格遵守实验规定和步骤,有条不紊地进行;最后,要注意安全。
2.多让学生动手实验以提高动手能力
二、学生实验违规行为应对策略
1.面对错误,分析原因教师要能够正确地面对学生的违规,贵在“疏”而不在于“堵”,在一定的范围内激励学生的这种违规,使学生的违规能够得到充分的暴露;然后通过学生的反思评价,在正误交锋中,让学生进行深入的交流、讨论、思考探究,使学生能够从本质上知错、改错,加深学生对所学内容的理解,从而得到正确、规范的操作.例如在对“除去粗盐中难溶性杂质”实验时,在取用药品时,有的学生将有少量的氯化钠固体洒落实验桌;在过滤时,有的学生嫌太慢不时的用玻璃棒搅拌一下;在加热蒸发时,有的学生会停止加热看看以后再继续加热,学生的动手经验不足、惧怕紧张的心理,使学生不能将所学的知识与实际的操作相联系起来;加上有的学生就想看看违规操作后的结果如何.教师要能够“包容”学生的这些违规操作,及时地建立小组来讨论其中的原因,提出改进的措施建立规范、正确的操作.通过这样的反思,加深了学生对违规操作的认识,增加了学生对实验的掌控能力,帮助学生总结了整个实验操作过程,做到了心中有数,一定程度上避免了因紧张出现的错误.
化学实验教学比较灵活,受多种因素的影响,实验演示不会百分百成功.实验过程中常常出现异常情况,即使教师做了充分的课前准备,仍然可能出现实验失败的现象.面对这种情况,教师要灵活应对,敢于面对失败,引导学生探索实验失败的原因,把失败的实验转化为一种教学资源,锻炼学生的思维能力,同时培养学生尊重事实的素养,提高学生的探索能力,体现素质教育中学生与教师共同学习、成长的理念.新课标下课堂的主体是学生,在化学实验过程中不同的学生可能会出现不同的异常情况,这时出现异常的学生就会产生疑问,这些疑问就是教学资源的一种形式,教师要充分利用这一资源,解答学生的疑问,让学生自己探索出现异常的原因,教师耐心引导求证,积极鼓励学生提出问题,让学生在探索中找到真知,在愉悦中解决问题,培养学生迎难而上、积极探索、发散思维的能力以及改进实验的能力.
在初中阶段的英语教学中,英语教学工作者更多地强调了“听”“说”“读”“写”四大技能的培养及素质教育在教材的安排和教学时间的分配上,忽略了英语文化的进一步的学习、了解和渗透。同时,作为素质教育,我们在语言教学中,应尽量多地全方位体现该语言范畴的文化现象、文化特征。虽然对事物的理解受到年龄、职业、信仰、思维等影响,但对于初中学生来说,他们应该可以理解在欧美国家最常用的成语、谚语、格言和典故。这些内容在教材中安排得并不多,尽管有“a friend in need is a friend indeed” “an apple a day keeps the doctor away”……但我认为仍不足够,英语文化中,常用的谚语还很多,而适合初中学生年龄认知的谚语也很多,如:“out of sight, out of mind” “least said, sooner mended” “penny wise, pound foolish”。
典故,在第一套人教版教材中,初中英语第五册曾有过的故事,简单涉及了所罗门这位智慧之王的故事,但这类的典故并不多见。根据年龄与接受力的因素,我认为可以适当增加多几个常见于西方文化中的典故文章作为了解和阅读材料的,如the garden of eden, noah’s ark, the tower of babel, achilles’ ,heel等。另外,在英语中,颜色的运用,特别在语言中作比喻和联想的运用是较为广泛的。我们在教材中见得也不多,如the green house, the white house, in black and
而受年龄和思维深度、心理因素的制约,委婉语、禁忌语和英语文体等在初中教材中极少出现是较正常的。在跨文化交往中,怎样才是有礼貌、怎样用适应的谦辞和敬辞同样很重要。虽然在教材中有出现,但仍要补充。尤其能结合现实中,中国人汉文化与欧美人英语文化在交往中出现的各种失误与冲突的材料,在教科书中应有充足的安排,这样的例子才有说服力和警示性。
在文化交际中,我们接触得最多的还是人,我们要更全面地了解外国人,必须对他们的生活方式、思维方式、人生观、政治信仰和宗教信仰等有深入的了解和熟悉。必须对各个历史时期的民族和人民有大概的了解,在各种人物传记中,新旧版两套人教版教材所选的内容都非常好。人们都总想从下面的、有积极意义和成功的奋斗经历的人物身上吸取其人生精华,因而在所有教材中出现的人物形象,给人难以磨灭的印象。如:美国独立战争中的民族英雄:内森黑尔,(其名言为“我唯一抱憾的是:我有,且仅仅只有一次生命贡献给我的祖国”),反映普通人一面的;泰坦尼克号沉船事件中的动人故事;反映有骨气的歌唱家;美国著名的科学家、发明家爱迪生;著名杰出的政治家、发明家富兰克林;英国著名科学家牛顿;现代护理制度创始人佛洛?萨南丁格尔;在丛村中因飞机失事而幸存,并顽强求生的德国女孩的故事等等。所有这些反映了历史和生活中的方方面面,给人以深刻的印象。所以我们在教材中应适当补充现代著名的体育运动员、艺术家、政治家或社会以至为全世界和平、发展和进步作出杰出贡献的人物的轶事。所有这些材料,给在成长时期的中学生的心灵教育起着极大的积极的作用。人们可以分析其文化背景下的人生观、世界观和价值观,从中吸收其精华。另外,体现欧美人独立自主意识、竞争意识、公平意识、乐观主义和与他人良好的合作精神、创新探索精神的人物传记与体裁,应考虑到教材的更新和补充中去。
一 放大验证性实验效果,强化实验结果
心理学告诉我们,当外界的新鲜事物强烈地刺激大脑时,在大脑皮层上就产生稳固而强烈的兴奋中心,使得暂时联系更容易形成和巩固。这种相应的强化是学生理解现象的本质以达到巩固知识的必要条件。现象明显,也正是我们提高验证性实验有效性过程中力争达到的。
曾经听过一个老师的课,记忆很深,是一个放大教学效果的实验:那位老师在1000mL、500mL、100mL、50mL四支烧杯中分别加入两滴管的盐酸,然后开始分别注水,直至上述体积,然后向四支烧杯中加入同一种酸碱指示剂,结果四个烧杯里的溶液都使指示剂变成红色,但颜色深浅有区别,然后老师还像演奏一样敲击着四个烧杯,嘴里不断嘟哝着:不同颜色,不同声调.学生像开音乐会一样,个个喜出望外。
可以充分利用化学实验的魅力,做一些一时令学生捉摸不透的趣味实验,以唤起他们的好奇心,激发他们的学习兴趣.如在上绪言课前,先用滤纸做一朵白花,并把它放在酚酞溶液中浸透,取出使其干燥,又浸湿取出,反复三次,等它完全干燥,再取一干燥器,在其中放100mL浓氨水,然后将盖子盖好,密封.上课时,先给学生展示白花,然后再揭开干燥器的盖子,将白花放进干燥器内,发现白花很快就变成了红色,再取出红花,然后拿走干燥器,用扇子对着红花煽风,能够看到红花又渐渐地变成白色.教师结合教学内容设计一些趣味实验更容易诱发学生的学习兴趣,使学生处于积极活跃的兴奋状态中,它有利于学生理解、记忆化学知识。在教学中将课本中的部分演示实验作适当地“引申”使其趣味化,可进一步提高学生的学习兴趣.再如做CO2与石灰水的反应,实验前对学生说:“现在我要把水变牛奶.”请一位学生向澄清的石灰水中吹气,片刻后变浑.然后又说:“我还会使牛奶变清水.”让学生继续向浑浊液体中吹气,果然变清.这时学生会很诧异.再对学生说:“我还能使它再变成牛奶。”然后将液体加热,一会又变浑.再向该浑浊液体滴几滴盐酸,浑浊液体又变清。一连串的“清浊互变”使学生兴趣盎然,迫切要求弄清变化的原因。
二 改变验证性实验的单一形式,借助多种媒体
1.多种媒体的使用使教学形式多样化,实验教学生动化,提高验证实验的有效性.使教学更加形象、更加生动、更加直观,优化了教学过程,提高了学生学习的积极性,提高了教学质量和教学效率.笔者在此说的多媒体,还包括利用出电脑之外的其他媒体设备,如数码相机、数码摄像机、录音笔等设备,录音、拍摄学生的实验情况、实验现象、实验发现、实验论文等。记得一次在外校听课,那位教师就成功地利用多媒体设备,将一名学生的《我是一个原子》的文章配以当堂课的实验视频,做了该节课的完美总结,学生兴趣盎然,至今印象颇深。又如:在实验室制备二氧化碳和制备氧气完成之后,我利用一个简单的Flash课件,让学生到电脑上利用鼠标拖动,装配实验室制氧气和制备二氧化碳的装置.学生兴趣很浓,争先恐后地展示自己。
2.多种媒体的使用使实验教学高效化。利用多媒体技术进行教学,有利于突出知识的重点,突破难点,增大课堂的容量,有利于改革传统教学的模式,激发学生的学习兴趣,培养他们的创新能力。