淺談實驗教學(xué)在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的重要作用

1、淺談實驗教學(xué)在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的重要作用 銅陵市六中 陳基山化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)科目，新課程明確指出：“通過實驗探究，掌握基本的化學(xué)實驗技能和方法，進(jìn)一步體驗實驗探究的基本過程，認(rèn)識實驗在化學(xué)科學(xué)研究和化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用，提高化學(xué)實驗?zāi)芰?。?但是目前中學(xué)的應(yīng)試教育現(xiàn)象仍然是客觀存在的現(xiàn)實, 高考是中學(xué)教學(xué)的一把利劍，現(xiàn)實形勢要求普通高中要以利劍指明的方向來安排中學(xué)化學(xué)教學(xué)。過重的升學(xué)壓力使得實驗教學(xué)偏離了應(yīng)有的方向，也使實驗教學(xué)的功能被嚴(yán)重削弱。許多教師認(rèn)為化學(xué)教學(xué)的目的只是應(yīng)付高考，只追求學(xué)生在筆試中取得高分，過分注重理論教學(xué)和習(xí)題練習(xí)，忽略了實驗教學(xué)。一些教師上課不做實驗

2、,采用口頭描述的方式將實驗內(nèi)容和現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生,不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,起不到科學(xué)實驗探究應(yīng)有的作用。 作為一名同時兼任高中化學(xué)課堂教學(xué)和實驗室教學(xué)與管理的普通教師，如何實現(xiàn)實驗教學(xué)與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，讓化學(xué)實驗室真正成為學(xué)生獲得化學(xué)知識的主要場所，是我一直致力于研究和探索的課題。要真正地實現(xiàn)在新課程背景下高中化學(xué)的實驗探究,教師應(yīng)讓學(xué)生通過親身經(jīng)歷、體驗化學(xué)探究活動來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)習(xí)成為學(xué)生的內(nèi)在需求,讓學(xué)生充分認(rèn)識實驗探究的必要性、重要性,增進(jìn)對化學(xué)學(xué)科的情感,進(jìn)而形成科學(xué)的價值觀。 首先從教學(xué)方法上要強(qiáng)化實驗教學(xué)在整個高中化學(xué)知識教學(xué)中的重要地位：一、改革傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生為

3、主體,參與實驗 傳統(tǒng)教學(xué)方式是由教師演示實驗,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,進(jìn)行分析、總結(jié),得出結(jié)論。結(jié)果往往是教師唱獨角戲,處于主體地位,學(xué)生則被動接受,容易遺忘,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。高中化學(xué)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)實驗探究是一種有效的學(xué)習(xí)方式,化學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生的觀察、動手、創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。例如制備Fe(OH) 3膠體的實驗中,觀察老師做演示實驗的學(xué)生課后往往只記得將飽和FeCl 3溶液滴加到沸水中能制得Fe(OH) 3膠體,至于膠體的顏色及其和Fe(OH) 3沉淀的區(qū)別仍不清楚。而親自動手的同學(xué)不僅能加以區(qū)別,有的同學(xué)在做實驗中還發(fā)現(xiàn)當(dāng)水接近沸騰時滴入飽和FeCl 3溶液再加熱一

4、會(此時水未沸騰)也會形成膠體,但上述現(xiàn)象的形成需要較高的溫度,即接近100。學(xué)生對此提出了疑問,并運(yùn)用鹽類水解的知識加以解釋:FeCl 3在水中水解生成Fe(OH) 3和HCl,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),當(dāng)溫度升高到接近100時有利于水解生成HCl,并使之氣化,從而在水中形成Fe(OH) 3。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅能使學(xué)生掌握相應(yīng)的知識點,提高學(xué)生的動手能力,而且能激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)新意識,使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。二、學(xué)生分組實驗,互相協(xié)作,共同探究 分組實驗是化學(xué)探究的重要手段,教師可以把實驗?zāi)芰?qiáng)的和實驗?zāi)芰θ醯膶W(xué)生分為一組,做實驗時以優(yōu)帶差,即以動手能力強(qiáng)的學(xué)生為主體,動手能力弱的學(xué)生為輔,

5、然后互換角色,讓實驗?zāi)芰θ醯耐瑢W(xué)為主體再進(jìn)行實驗。這樣就可以真正做到互相協(xié)作,共同學(xué)習(xí),共同發(fā)展。 三、多增加傳統(tǒng)實驗的改進(jìn),提高學(xué)生的思維創(chuàng)新 長期以來,課本上不少傳統(tǒng)實驗操作繁瑣,而且都以驗證性實驗為主,通常由老師演示,即使學(xué)生動手做也是按照書上的步驟單純模仿,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,因此對于一些不合理的傳統(tǒng)實驗教師有必要讓學(xué)生自主探究,加以改進(jìn)。比如必修1(人教版)Na2O2性質(zhì)探究實驗中Na2O2與CO2反應(yīng),傳統(tǒng)實驗是制取CO2氣體并通入Na2O2中，收集產(chǎn)生的氣體并通過做木條復(fù)燃實驗證明產(chǎn)生了氧氣。這個實驗我讓學(xué)生自己動手,自主設(shè)計實驗加以改進(jìn)。CO2一定要制取嗎?氧氣一定要收集

6、后用木條復(fù)燃實驗加以驗證嗎?帶著這些疑問,學(xué)生開動腦筋,自主創(chuàng)新了該實驗。有學(xué)生設(shè)計了直接用棉花包裹Na2O2粉末,用玻璃管伸進(jìn)Na2O2粉末中然后吹氣,可以看到棉花劇烈燃燒。新設(shè)計的實驗不僅證明了Na2O2與CO2反應(yīng)生成了氧氣,而且證明了該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。改進(jìn)后的實驗不僅操作方便,而且實驗現(xiàn)象具有趣味性。再比如傳統(tǒng)焰色反應(yīng)是用無銹鐵絲蘸取溶液或固體粉末,然后置于酒精燈上灼燒,觀察火焰顏色。該方法由于蘸取的藥品較少,不利于觀察火焰的顏色。針對上述問題,有的同學(xué)作了如下改進(jìn):將一些浸有酒精的棉花置于點滴板上,再將要用的藥品溶液用滴管滴幾滴于棉花上,然后點燃棉花,可以很清楚地看到火焰的顏色。 教

7、師對學(xué)生傳統(tǒng)實驗的改進(jìn),可使實驗教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來,充分發(fā)揮實驗的探究功能。學(xué)生自己設(shè)計實驗方案,自己動手實驗,不僅能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)自主意識,而且有助于加深對知識的理解和記憶,使科學(xué)探究能力得到了進(jìn)一步提高,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。 其次從硬件開發(fā)上建設(shè)新型化學(xué)實驗室，讓化學(xué)實驗室成為促進(jìn)化學(xué)課堂教學(xué)、幫助學(xué)生消化和強(qiáng)化知識掌握的重要場所。一、建立以探究性學(xué)習(xí)為載體的探究實驗室探究性學(xué)習(xí)（inquiry learning）是一種積極的學(xué)習(xí)過程，是學(xué)生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學(xué)探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學(xué)的價值觀和活動過程。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念中明確提出要通過

8、以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力?；瘜W(xué)實驗室應(yīng)成為學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的一個重要場所。 探究性實驗教學(xué)方式以問題為核心，為學(xué)生提供了發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的機(jī)會，學(xué)生主體在問題中設(shè)計解決問題的實驗方案，通過實驗進(jìn)行觀察、驗證實驗方案，最后歸納得到正確結(jié)論。通過這種方式促使學(xué)生自主地觀察實驗現(xiàn)象，從中發(fā)現(xiàn)問題活躍思維，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。探究性實驗教學(xué)模式是按照“設(shè)疑激趣-實驗探究-歸納小結(jié)-運(yùn)用創(chuàng)新”一步步實現(xiàn)的。在設(shè)疑激趣階段，教師以啟發(fā)性、趣味性創(chuàng)設(shè)情境，著眼于調(diào)動

9、學(xué)生探究新知識的欲望，激發(fā)學(xué)生興趣。比如在講授“鈉的化合物”這節(jié)時，教師可以從“日常生活中，水通常用來滅火，你能相信滴水能生火嗎?”問題引入，使學(xué)生形成矛盾心理，激發(fā)他們的好奇心。緊接著進(jìn)行演示實驗，老師在包有少量鈉（事先不讓學(xué)生知道）的棉花上滴幾滴水，當(dāng)學(xué)生觀察到棉花劇烈燃燒的現(xiàn)象后，明知水不能使棉花燃燒，可又無法解釋眼前的事實時，強(qiáng)烈的探求欲望噴發(fā)出來，極大地調(diào)動了學(xué)生探究新知識的欲望，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的興趣，使其在教學(xué)活動一開始就處于積極主動地狀態(tài)，有一個良好的開端。同樣，中學(xué)化學(xué)很多課程都可以由生活實際或小故事引入的，如用酸雨問題引出“硫酸”，油田水質(zhì)問題引出“硬水及其軟化”，“鬼火傳說

10、”引出“白磷”等等。1、明確開展探究性學(xué)習(xí)的活動時間和組織形式。一般以78人組成一個探究學(xué)習(xí)小組為宜，每月活動次數(shù)不超過4次，而且活動時間一般安排在周六或周日，以免對平時正常的實驗教學(xué)產(chǎn)生影響。2、確定實驗室開放的要求和活動的內(nèi)容。學(xué)生進(jìn)行的探究性學(xué)習(xí)課題一定要經(jīng)過指導(dǎo)師的審核，在進(jìn)實驗室之前，一定要上交探究計劃和探究方案，并逐一羅列實驗過程中所需的儀器和藥品等。實驗員對學(xué)生的方案進(jìn)行審核，并在活動前進(jìn)行適當(dāng)講評，對于不能在實驗室正常開展的探究實驗要進(jìn)行刪除或改進(jìn)。學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要以下列內(nèi)容為主：學(xué)生實驗中由于種種原因?qū)嶒炐Ч焕硐牖驔]有成功的；結(jié)合課堂學(xué)習(xí)中“活動與探究”的內(nèi)容進(jìn)行實

11、驗或開展趣味實驗活動；對教材中“調(diào)查與探究”中有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行實驗；學(xué)生在習(xí)題中碰到的實驗習(xí)題，需要驗證的；對演示實驗或?qū)W生實驗的裝置需要改進(jìn)的。3、加強(qiáng)實驗指導(dǎo)。探究實驗室，以學(xué)生自己動手實驗為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用，但不能忽略實驗教師的指導(dǎo)，教師在活動中應(yīng)對學(xué)生的探究進(jìn)行指導(dǎo)，并能協(xié)助學(xué)生處理探究過程中可能出現(xiàn)的意外問題。 二、 改進(jìn)實驗，建設(shè)“綠色”實驗室普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)中規(guī)定必修課程的設(shè)計要“體現(xiàn)綠色化學(xué)思想”，要讓學(xué)生了解“在化工生產(chǎn)中遵循綠色化學(xué)思想的重要性”，還將“樹立綠色化學(xué)思想”作為實驗化學(xué)選修模塊“化學(xué)實驗基礎(chǔ)”主題的第三條內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，并將“形成綠色化學(xué)的觀

12、念”作為實驗化學(xué)選修模塊的課程目標(biāo)之一。而化學(xué)實驗室是成為實施綠色化學(xué)的一個重要場所。1、推廣使用微型化學(xué)實驗，節(jié)約藥品，減少污染。微型化學(xué)實驗(microscale laboratory簡寫為M.L.)是一種在微型化的條件下對化學(xué)實驗創(chuàng)新性變革的新技術(shù)和新方法，就是盡可能用少的藥品來獲取最有效的實驗信息。微型化學(xué)實驗具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點。學(xué)生在實驗過程中，我們要嚴(yán)格督促學(xué)生按量取用試劑，糾正學(xué)生取用藥品“多多益善”的錯誤思想。比如在化學(xué)實驗中試管是我們用到最多的實驗儀器，我們可以用12×70 mm的小試管來代替常規(guī)試管，以減少試劑在器皿上的附著量。2、尋找

13、新試劑來替代有污染、有毒的試劑。綠色實驗室旨在從源頭上消除污染，而不是對污染物的處理，所以我們盡量尋找替代品，來替代化學(xué)實驗中的一些有污染、有毒的試劑。以往學(xué)生在做H2O2的分解實驗時，實驗室提供的都是MnO2固體，可這種強(qiáng)氧化劑處理不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)境污染，一個學(xué)校這么多班級實驗下來，污染是比較嚴(yán)重的。在實驗過程中我們可以用生物活性酶過氧化氫酶(豬肝磨碎即可)來代替，也會取得明顯的實驗效果，使用這種催化劑不但可以提高催化效率，更重要的是對實驗室的環(huán)境不會產(chǎn)生任何的污染。3、妥善處理好化學(xué)實驗中的廢棄物。化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等都會對周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如果我們對這些廢棄物進(jìn)行合理

14、利用，不僅可以減少對環(huán)境的污染，還可以變廢為寶。實驗室應(yīng)建有專門的廢酸槽和廢堿槽；對于含貴重金屬的廢液，要經(jīng)化學(xué)處理回收后再排放，嚴(yán)禁廢液的隨意胡亂傾倒；對于廢氣的處理要做好尾氣的吸收或回收再利用。 三、 注重現(xiàn)代教育技術(shù)，打造數(shù)字化實驗室以多媒體為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)是當(dāng)今教育裝備的熱點，現(xiàn)代教育技術(shù)能使我們實驗教學(xué)現(xiàn)代化，它對實驗過程的控制以及收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性。數(shù)字化實驗室就是現(xiàn)代教育技術(shù)在實驗教學(xué)中應(yīng)用的典型例子。數(shù)字化實驗室，是在傳統(tǒng)的實驗室儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)優(yōu)勢，借助各種傳感器采集記錄實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機(jī)數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)測量、傳

15、輸、記錄和分析，這樣一種新型的理科實驗室。實行新課程以來，提倡綠色化學(xué)，課本上原來的一些有用到劇毒的、有污染的藥品的實驗大大減少，這些實驗的減少，使學(xué)生對某些物質(zhì)的性質(zhì)只能從理論上得以掌握，缺少了直觀形象，數(shù)字化實驗室可模擬這些實驗，使實驗者在充分享受實驗樂趣和體驗成功喜悅的同時不會受到臭、腐蝕、有毒等有害物質(zhì)的危害。數(shù)字化實驗室還有助于學(xué)生對微觀世界的觀察，對于化學(xué)反應(yīng)學(xué)生可以觀察現(xiàn)象，也可以從表面上解釋原因，但只是知其然，不知其所以然，我們可以通過數(shù)字化實驗室模擬實驗，讓學(xué)生從微觀角度了解反應(yīng)的原理，更進(jìn)一步鞏固對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識。盡管數(shù)字化實驗室有著許多優(yōu)點，但也存在著不少顯而易見的缺點，如缺乏實驗的真實感、缺少動手的機(jī)會等等。學(xué)生實驗過程中動手能力的培養(yǎng)是多媒體代替不了的，數(shù)字化實驗室應(yīng)是傳統(tǒng)實驗室的輔助品，但絕不能取代傳統(tǒng)的化學(xué)實驗室，只