初中化学实验教学与复习策略研究.docx
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初中化学实验教学与复习策略研究
初中化学实验教学与复习策略研究(上)
实验是化学科学中最具生命力的部分,做好化学实验的教学和复习,对于激发学生学习兴趣、培养严谨认真的科学态度,提高动手能力和创新能力有着极其重要的意义。
目前,我们的实验教学和复习主要存在一些误区。
1.对实验重视不够,用讲实验或电脑动画模拟来代替做实验。
2.重结果轻过程,学生的思维参与度不够,缺乏科学探究意思。
如何有效实施实验教学和复习呢?
本节我们的重点就是实验教学的策略,我们知道学生的认知规律是从生活事实、实验事实和科学事实中获得感性认识,从感性认识中形成科学的观念,积累科学方法。
因此,教学的第一个策略,就是联系学生的实际,激发实验兴趣。
1.生活常识,化学是一门应用性很强的科学,渗透于社会生活的各个方面,以生活常识为基础,贴近社会,贴近生活,也是化学改革的一个重要指导思想。
例如,在检查装置气密性的教学中,我是这样联系学生实际的。
首先,让学生描述在修车、补胎的过程,他怎么样知道是否漏气呢,引导学生思考,学生会感觉到,通过压强的改变,使看不见的气体形成看得见的气泡,由于压强的改变,使看不见的气体通过水后形成看得见的气泡,然后我再出示装置,质疑,怎么样检查这一套装置是否漏气呢,加大压强会不会对试管里的气体产生影响,学生很显然的回答,不会,因为试管是硬质的,那我们用什么样的方法来使压强改变?
气体有热胀冷缩的特点,这个学生很容易想到,接着老师便质疑,如果我们不用加热的办法有没有更简单的,比如说我们的体温和室温有什么区别,这下,学生就得出结论了,用手捂着试管外壁就ok了。
那么再引导学生操作、观察、描述,此时进一步质疑,冒出气泡的体积与后来形成水柱的体积有什么关系呢,这主要是为了让学生初步体验一种气体测定体积的方法,初步体会一种定量测量气体体积的方法。
为后续空气中氧气含量的测定做铺垫。
2.认知水平和知识结构,教育家奥说贝尔说,影响学习的唯一重要因素,就是学习者已经知道了什么。
应该在探明这一点的基础上,据此进行相应的教学,例如,学生初二物理中学习托盘天平,主要用来称量物体的质量,化学呢,主要用来称取一定质量的物体。
而化学教学中天平主要用来称取一定质量的物质,其中,不同点就是我们老师重点讲解和示范的地方,例如,先放砝码还是先放药品,怎么样加少量的药品,等等。
在量筒的使用中也有类似的情况。
又如在气体溶解性的教学中,我们可以让学生描述周围的一些现象,怎样向鱼塘里增加氧气,烧开水时,老百姓会说开水不响,响水不开,这都有些什么含义?
蒸鸡蛋羹的时候,加凉水蒸出的蛋羹充满气孔,口感不好,可是如果用凉开水,就非常好了。
夏天为什么又说蜻蜓低飞要下雨,下雨前鱼都在哪游,再比如,教学过滤的时候,我们可以联系学生的洗菜、捞水饺,做豆腐等,甚至,学生手里的水杯,那种有隔层的水杯,文具盒里的铅笔,削笔刀,都是我们用来做演示实验的最好材料,比起用准备好的药品来做,学生会备觉亲切,总之,学生的实际就是知识的增长点,是我们教学的活水源头。
只有广泛联系实际,才能激发兴趣,我们的教学才不是无水之源,无本之木,教师心中有数,才能做到有的放矢,以生为本。
学生的实际包括生活常识、认知水平和知识结构、思维习惯等。
利用各类实验,掌握好实验方法。
研究表明,中学生对化学的学习兴趣最强烈的是自己动手做实验,千变万化的化学现象,最能激发兴趣,其次是观察老师做实验和参加化学有关的课外活动。
那么初学化学的学生,对化学的实验是既害怕又喜欢,想动手又胆怯,那最初的喜欢往往是表层的,怎么样将这种表层的喜欢转化为深层次的兴趣,执著的热爱呢?
怎么样体现化学实验在教学中的接触性与人性的功能?
化学家戴尔帮曾经说过,化学实验是学生学习化学的最佳场所,所以各类教学实验至关重要,我觉得最根本的一点就是让学生多动手,多参与实验,演示实验学生做,学生实验指导做,家庭实验鼓励做,改进实验带着做,趣味实验开发做,实验操作比赛做,这是我在实验教学中一点体会。
比如说演示实验,无论我做多少次,每一次实验前我都会认真地准备、思考,最近有什么生活,实际新闻尝试跟它可以鉴定联系,这个实验中哪些步骤,我可以让学生演上台,或者与我一起做,或者捉住学生的手做,因为氢气的爆鸣实验学生会很紧张,我就捉住学生的手,或者干脆放手让学生来做,酸碱盐的试管实验,这样一方面锻炼学生的勇气,检查了实验操作,为评价实验操作形成了新的资源,另一方面还可以为下面的学生实验培养小老师。
学生实验指导做,在学生实验中,我觉得要注意以下几点,一、循序渐进,帮学生体会,帮学生体验成功的乐趣。
例如,第一次学生实验是氧气的制取和性质,我带着学生一步一步地做,先准备仪器,气密性检查,装药品,同组的两个同学分工协作,左边的装配发生装置,右边的装配收集装置,然后是与木炭的反应,与铁丝的反应,每一步的实验,我都检查落实,所有的小组都做好了以后,再进行下一个环节。
其中铁丝的实验是难点,我先讲清原理,包括火焰总是朝上的,指导第一排的同学用将铁丝用火柴绕好后,由他们再示范给后面的各小组,并且督促检查。
通过这种方式,整个学生实验非常成功,学生很兴奋,那么第二次氧气的制备,学生实验,那么第三次二氧化碳的实验中,我只带了两步。
第一步,制备二氧化碳,第二步,探究二氧化碳的性质,那么到了下测金属的性质和酸碱盐学生实验。
我除了强调安全性外,基本放手让学生做,老师要做的工作我觉得就是走到学生中去,质疑、指导。
第二,培训小组长,提高实验效率,这实验中有些难度不大,但是影响实验进程的步骤。
我的做法,课前先指导五六名同学当小组长,实验时再由他们帮忙后面的各组,例如,排水法,很多学生总是不容易把水装满。
第三,照像或摄影,提供课堂资源,每次学生实验课,我都会带上相机,拍些规范或者不规范的实验照片。
在最后一次酸碱盐的学生实验中,我甚至鼓励学生自带相机,让他们感受五彩缤纷的美,这一做法不仅对学生的实验纪律起到很好的督促作用,而且掌握的第一手资料是非常好的教学资源,当学生看到这些自己的照片的时候,非常的兴奋,然后会七嘴八舌地指出哪些做得不好,哪些做得好,不自觉中他们就对实验操作有了新的认识。
三、家庭实验鼓励做,这个可以参考中学化学教材,09年1至2期,化学实验生活化是新课程改革的一个特点,鼓励学生做家庭实验,如自制饮料、指示剂、做葡萄酒、简易净水器等。
这些既能提供锻炼机会,发挥学生个性,又开拓了视野,提高解决问题的能力,学以致用,学得开心,做得用心。
当然,检查起来比较困难,可以是多方面的,例如让学生编实验报告,写化学日记,提出与实验有关的问题等,这是学生自制的葡萄酒,自制的水过滤器,四、改进实验带着做,心理学告诉我们,当学生认知结构中的支架不平衡,就会引起认知冲突,会使学生积极的思维和产生进一步学习的愿望,从而达到新的认知水平,对教材中的一些实验,老师引导学生进行改进,可以培养创新思维能力,例如,这是空气中氧气成分测定实验,在单元复习里,我是这样引导学生进行改进的,质疑一,此试验有直观、简单的优点,有哪些不足的地方,学生通过讨论分析,红磷在空气中点燃,会造成可吸入颗粒物质的污染,同时由于要塞橡皮塞,会造成气密性问题,导气管里先有空气,然后有水,可能造成误差等,那么怎么样改进这个实验呢?
有没有更好的办法解决它?
这时,我初试放大镜,学生会想到,这样的改进实验,避免了红磷点燃造成了空气污染,那么质疑三,这个实验还会有误差,我们怎么解决呢,这个问题只引发思考,不用回答,难度比较大,可是有时候学生会提出,老师尽量将弹簧夹往左移,你看,学生们积极思考,我们一定要表扬,这时候,我出示下一套改进装置,让学生评价,优点在哪,缺点在哪,缺点同学们讨论后一致认为由于容器较小,反应放热所以安全性不太好,可能橡皮塞会崩开,那怎么办,很显然,想到第三套装置,去掉弹簧夹,那么这时候又存在试验中的现象与上述可能不一样的地方,是什么呢?
在学生讨论后,肯定能说最后停在某一部分,当然事先给出试管和注射器的体积,这里又存在一个由定性到定量研究的问题,那么在这个过程中,注射器会怎么移动,根据反应放热,学生会想到,注射器先被往外推,然后再往左移。
整个过程中,通过老师的引导,学生自己改进了实验,渗透了绿色化学和由定性到定量研究的思想,学到了方法,对于趣味实验开发做,实验操作比赛做,很多单位和个人,不少地方和个人有许多成熟的经验可以借鉴,化学实验趣味化是新课程改革的一个特点,趣味实验可以让学生感受化学的无穷魅力,总之只有经历实验,学生才能切实积累实验、方法,这是学生改进的空气中氧气成分测定实验,你看学生的思维还是非常活跃,创新能力很强的,这是固液反应改进实验,这是二氧化碳制备实验改进。
策略三,结合初三教材培养探究能力,教材是学生接触最多的事实资料,要充分挖掘教材的实验功能,一、优化实验教学方法,引导学生构建实验知识体系,基本操作是基础,物质的性质实验是核心部分,根据物质的性质,我们的实验继续分了几大模块,测鉴定与鉴别,气体制备,除杂与分离等。
下面我们重点以气体制备为例说明,在气体制备中,初中化学,重点学习了氧气、二氧化碳、氢气的制备方法,我觉得抓好主线,落实到点,这个主线就是原理—发生装置—收集装置—操作步骤—净化—干燥—收集—检验或验满。
那么核心的部分就是反应原理,决定发生装置,气体的性质决定收集方法,例如,氧气的制备,我是这样教学的,在第一课时中,我们对原理进行了探究,先带着学生复习,实验是制氧气的原理,然后以高锰酸钾为例,让学生设计发生装置高锰酸钾是固体,并且又加热反应。
学生根据所学的操作,很快设计出这一套固固加热制气体的装置。
然后回忆我们曾经收集过呼出气体的排水法,质疑这套装置能收集氧气吗,为什么?
这个学生不能回答,氧气因为不易溶于水是可以用它收集的。
那么根据刚才的装置,我们来进行第一次演示实验,强调各步骤和要点,收集好了以后,我用刚才收集的氧气,让学生检查、检验里头是否有氧气,然后请学生上台,做蜡烛在氧气中燃烧实验,对比木炭燃烧的现象。
学生做完试验后,再引导学生进行评价,刚开始学生比较困难,因为他们对评价实验不太熟悉,那么老师可以提示,我们怎样探究蜡烛在空气中燃烧实验的产物的,尤其是怎么样探究蜡烛燃烧后生成了水?
学生会说,玻璃片或者干冷的烧杯,此时,老师重点强调,老师重点问,为什么用干的烧杯,原来湿的烧杯会干扰水的判断,那回到蜡烛在氧气中燃烧实验,瓶壁上的水雾就一定说明蜡烛在氧气中生成了水。
那么蜡烛在氧气中燃烧的实验里,瓶壁上的水是否一定就是产生的水呢,学生很显然想到刚才的排水法,可见排水法收集的氧气是潮湿的,怎么办?
就引入了第二种收集方法,老师先出示两种,一种向上排空气法,一种向下排空气法,让学生讨论后选择排空气法收集氧气,强调要点,让学生体会要点,瓶口朝上,导管深入底部。
这下学生对于排空气法有了初步的认识,那么接下来请三位学生上台用高锰酸钾制氧气并用排空气法收集,一个学生讲解,另两个学生配合实验,目的是检查学生学习的情况,那么此时又出现了新的问题,这瓶氧气是否收集满了呢,在这一部分教学中,我们可以跟前面进行对比,检验和验满的方法,这是第一。
第二,学生对语言的描述,往往不够准确,那么教师要示范给出操作现象结论、严谨的语言描述现象,明确的语言规范、老师要示范,操作现象,结论这样规范的语言描述,此时,基础知识的教学基本结束,那么我们进行第二个小节,就是对于学习气体制备的一般程序的总结。
在这总结中,可以重点解决两个问题发生装置,刚才那套固固反应发生装置是和过氧化氢、二氧化锰制氧气吗,是和氯酸钾制氧器吗?
从这学生会想到,第二套学生发生装置的设计,这是固体和液体常温下的反应,如果学生接触比较好,我们可以拓展开来,例如碱石灰盒,醋酸钠,混合加热制甲烷,选哪一套发生装置等,类似的问题,这是第一个程序中的重点,第三,收集装置,刚才学生已经体会到,那么此时的重点放在这两种装置的一同点,优缺点上,让学生讨论收集的气体是否干燥,是否纯净,是否便于收集满等。
刚才的整个教学过程中环节非常的紧凑,学生根据原理自己设计的发生收集装置,进行得非常顺利,所有的知识点都由学生自己得出,实验操作基本由学生进行,评价学生做,学生的主体性得到了充分的体现,整个过程中兴趣高涨,效果非常好,第四,充分挖掘演示实验的教学功能,根据研究的方法和重点,我把演示实验分三类,第一类思维方法:
求异、对比,常用控制变量法,例如,碘和高锰酸钾分别放在水中或者油中的情况,二氧化碳和水反应我通常叫小花实验,白磷燃烧条件的探究实验,铁生锈的探究实验,等等。
第二类,是实验装置的原理和具体操作,例如,空气中氧气含量测定实验,那么在这里可以进行哪些挖掘呢?
例如,从本试验中我们感受空气里的确存在了氧气。
由于剩余的气体不燃烧,不溶于水,这其实主要是氮气的性质,根据实验的现象,水最后被吸入广口瓶,在广口瓶中空气体积的大约五分之一来推之实验结果,这一种化学方法应该贯穿在整个演示实验的教学中。
再比如电解水的实验,通过实验的目的、操作、现象、结论,这一整套的过程设计,学生明白了,水有氢氧两种元素,那么在检验产物、氢气、氧气的时候,我们可以这样的挖掘,气体在玻璃管的上方汇集,说明了气体有什么物理性质呢,哦!
难溶于水,当然密度比水小,二、我此时给出气体的密度和氢氧两原子的相对原子质量,怎么样根据实验现象推出水的化学式,让学生感悟到化学式是通过实验测出,而不是简单臆造的,为后续化学式的学习作铺垫,第三类,定量和半定量研究实验,例如,配置一定质量分数的溶液,有关饱和、不饱和溶液,溶解度等概念,主要让学生体会,定量研究的方法,在三类实验教学中,演示实验都具有极其重要的地位,例如,元素化合物教学中实验可以丰富学生对客观事物的感性认识,揭示结构决定性质,性质决定用途,一般可以采用实验探究的方法。
例如,氧气性质的实验,我这样设计了几个环节,今天我带给大家一份礼物,是氧气。
哪位同学来实验证明它呢?
学生非常高兴,拿着带火星的木条去检验,这时候我们老师可以规范引导学生描述气体的步骤、操作现象、结论。
那么根据刚才的学生实验,你能猜出氧气的化学性质吗,在空气中本来燃烧的木柴在氧气中燃烧得更旺,说明氧气有什么化学性质呢?
这个对学生不困难,学生很快会回答助燃性,那么给你几种药品,木炭、硫黄、蜡烛、铁丝,等等。
你能来演示吗?
此时引导学生观察在空气和在氧气中对比现象,分析结论,其中铁丝在氧气中燃烧实验是难点,我们可以设置一些问题,让学生最后想到绑一根火柴,或者老师直接拿着绑好火柴的铁丝,协助学生来做演示实验。
然后引导对比分析,铁丝燃烧实验中,集气瓶底事先要放水,或者沙,为什么?
还记得硫在氧气中燃烧也要放少量的水,为什么?
整个教学中,学生是真正的主体,全部知识的获得不是我们老师塞给学生,而是通过学生自己想做实验,自己分析实验现象来得出的。
在概念的教学中,实验帮助学生从直观到抽象,从表象到本质,从宏观到微观,发展学生的思维能力。
例如,分子原子的教学一直是难点,我这样引入,让学生先展开想象,一杯水我倒一半,再倒一半,一半的一半再倒一半,无限的想象去,我分成什么样的含有水的化学性质呢?
然后再拿一支粉笔,先折一半,再折一半,引导学生得出:
一、物质是可分的,二、物质有一些微粒构成,那么分子是这样一个层次,分到分子的层次还具有该物质的化学性质,也就是说物质由分子构成,物质的化学性质就是分子的化学性质。
于是把宏观拓展到了微观,这是第一次认识微观结构,学生依照刚才的说法说出二氧化碳、氧气的微观构成,老师配合学生的回答,画出水分子、二氧化碳、氧气等分子的图,
让学生直观地看到,水分子中没有氧气分子和氢气分子,二氧化碳分子中也没有氧分子,这一点在整个物质结构的教学之中都是难点。
老师要不失时机地把握好教学的时机,然后解决分子的概念,再让学生说出分子的特性,这一点,初二物理已经学过,所以他们可以做到设计简单的实验来验证分子的性质。
老师只需要做三件事,一介绍家庭实验,大家知道为什么会膨胀吗?
这是因为酒精经过热水升温,由液体变成了气体,所以膨胀了。
膨胀到这么大了,液体变为气体后,体积就会增大,那么将塑料袋拿出来放在空气中又会怎么样呢?
开始收缩了,随着温度的下降,塑料袋里的酒精蒸汽逐渐又变成了原来的液体酒精,这些器材学生很容易找到,实验的现象也非常明显,对于他们更好地认识分子特点有很大的帮助,还可以激发学生的学习兴趣,激发学生的实验兴趣。
第三,重点引导学生从宏观和微观两个方面探究原因,并得出结论,有的物质由分子构成,还有的物质由原子构成,这一点是物理和化学有些冲突的地方。
物理学认为,所有的物质都由分子构成,那么化学老师一定要引导好学生才可以把相关的学科知识联系起来,学到活的知识,主要是由于两门学科侧重点不一样,在基本理论教学中,实验有助于理解化学反应的实质,例如质量守恒的教学,根据课前的调查和教学经验我发现,学生一般都认同质量守恒,也能从微粒的角度解释守恒的原因,难点在哪?
用质量守恒去解释一些现象,尤其是看去不守恒的现象,我演示三个实验,一、白磷燃烧前后的质量测定,二、碳酸钠粉末和稀盐酸反应前后的测定,三、镁带在空气中燃烧前后质量的测定。
然后重点引导学生分析,为什么以上三个反应前后总质量出现不同的情况,有的相等,有的变打,有的变大,是不是违背质量守恒定律,或者定律本身有错误呢?
这时候学生就会思考、讨论,第一个实验中,气球有什么作用,这时候进一步引导学生思考、讨论,如果没有它,总质量会怎么改变,最后通过这三个实验的分析,帮助学生理解质量守恒定律,同时知道对于有气体参加或者生成的反应,我们必须在密闭的体系中做实验才能验证质量守恒定律的原因。
3.选取重点,精心组织学生进行探究性试验,陶行知说,发明千千万万,起点在一问。
当代心理学研究表明,问题是在一定的情景中,通过主题活动而产生的,人的思维常常因解决问题而被激活,问题情景的创设是通过恰当的素材来实现的,例如金属活动性顺序中有这样一段话,一般位于氢前的金属,能从盐酸、稀硫酸中置换出氢,而位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,对于这一段话,学生会提出很多问题,例如,氢后的金属能跟酸反应吗,为什么,金属能跟硫酸铜发生置换反应吗,等等。
这些问题都可以用来组织学生进行科学探究,我创设以下情景,帮学生进行探究,一、氢后的金属铜和锌、硝酸的反应。
二、钠投入到水中。
三、钠投入到硫酸铜溶液中,然后引导学生进行科学探究的全过程,在下一讲中,我将详细讲解。
四、正确对待实验中的意外现象,开发深层次性资源,化学实验的功能体现不仅在于获得正确的结果,更重要的是让学生经历和体验知识形成过程,感受学习的快乐,感受科学的魅力,成功实验固然重要,不成功也不一定是坏事,我觉得关键在于教师处理意外实验的方法和态度,正确的态度应该是从意外中适时适当地开发宝贵的生存性资源,只要用心,到处都可以发现或者引导学生发现问题,这正是培养学生大胆质疑、勇于创新的最好启迪,总之实验是手段,目的是引其趣,激其意,导其式,解其惑,渗透科学方法,树立科学观念,提高各种能力,我们就讲到这里!
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