浅析新课程背景下初中化学实验教学.doc

浅析新课程背景下农村初中化学实验教学 云南省龙陵县天宁中学 匡嘉德摘要：化学是一门实验性科学，研究化学是以实验为基础的，化学实验是化学教学的主要内容之一。初中化学是学生学习化学的启蒙，以化学实验为突破口，探索一条化学教学如何适应素质教育的要求的有效途径是非常必要的，也是可行的。本文就新课程背景下如何通过化学实验教学促进和加强学生能力的培养作了初步探讨。 关键词：探究 实验 主体 创新 障碍 新的化学课程标准指出：作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。让每一位学生以轻松愉快的心情去认识多彩的化学世界；给每一个学生提供平等的学习机会；让学生有更多的机会主动地体验探究过程等。化学又是一门以实验为基础的学科。加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环，也是评价教学质量的一个重要方面。而在传统的应试教育正逐步向素质教育转轨的今天，加强实验教学，培养学生的观察能力、分析能力、实验探究能力和认识自然的科学方法更是刻不容缓。一、改革实验教学的理论依据教育学认为，教学过程中要遵循间接经验与直接经验相结合的规律，学生学习间接经验，必须以学生亲身获得的直接经验为基础，才能把书本知识转化为自己的知识。在化学教学中，将验证性实验改为探索性实验，学生在实验探索中从直观、具体、鲜明、形象的实验现象入手，用眼看、动脑想、亲手做等感观密切配合，使学生更好地从感性认识到理性认识，从形象思维到抽象思维，更好地理解书本知识，将前人认识成果转化、内化为自己的精神财富，从而完成认识的飞跃过程。因此，注重实验的探索性，以此为宗旨进行化学教学，在理论上也是符合唯物论的反映论，符合实践认识再实践再认识的认识规律的。在化学课程改革中，化学实验的改革是关键的一部分。新课标教材把一些演示实验改为边讲边实验，将验证性实验改为探索性实验，而不再硬性规定学生实验与演示实验。这就给教师进行实验教学提供了自由发挥的空间。如：“空气中CO2含量的测定”实验，可让学生联系化学知识设计反应原理。“木炭在氧气中燃烧”的实验，可提出问题：为什么燃烧匙伸进集气瓶时，不能过快也不能过慢，还要由上而下缓慢插入？对CO2性质的教学，设计“是CO2使紫色石蕊试液变红，还是H+使紫色石蕊试液变红”等探索性实验等。实际上，验证性实验和探索性实验都有不可替代的作用，关键是如何有效地发挥它们的功效。由于初中学生掌握的化学知识和技能的限制，没有真正发挥验证性实验的作用，容易造成学生不能正确认识科学的研究方法。所以，改进验证性实验，强化探索、研究性实验是非常有必要的。为此标准规定了“新教科书”尝试采用了将验证性实验改为探索性、研究性实验。增加探索性、研究性实验。体现探索的某一过程，如实验现象探索、实验结果探索、实验法、实验方案探索等，也可以起到引导学生探究的作用；增强验证性实验的探索性和研究性，让学生在“活动与探究”中自主学会探究，达到新教材的教学要求；在“活动与探究”中培养学生的观察能力。把验证性实验改为探究性实验，以探究活动为主的学习形式，经过学生的亲自参与，观察实验现象，从观察中得以思考与分析，达到探究的目的，又能培养学生的观察能力。二、重视实验探索，培养学生的思维能力和创造能力 创造意味着突破、革新、进步，主要表现为较强的创造意识、创造性思维能力和动手实践能力。重视实验的探究性是培养学生创造能力的有效途径。在探究性实验过程中，教师要充分重视对实验中出现的错误、疑问及异常现象进行研究，可以调整实验的次序、操作步骤，或将有关实验进行重组、整合，设计实验习题，以加强实验的探究功能。1、对探索性实验进行改进，加强实验的探索性初中化学教材中有些实验本身就具有探索性，但由于其探索性不强，达不到很好的效果。例如在做燃烧条件探究的实验时，学生观察到铜片上的白磷产生白烟开始燃烧时，而水中的白磷和铜片上的红磷却没有燃烧，学生对此实验现象虽然产生极大兴趣，但由于其探索性不强，没有充分的说服力，学生根据此现象并不很容易得出结论。此时，教师可启发学生思维，当杯中温度已达到80时（超过了白磷的着火点）水中还有氧气吗？再联系已学过的知识，氧气不易溶于水，可见水中的白磷不能与足够的氧气接触，是不能燃烧的。这时我们可以给水中的白磷创造一个和氧气充分接触的条件，教师可补充如下实验：将氧气袋中的氧气通过导气管直接通入水中白磷的上方，使足够的氧气和水中的白磷充分接触，结果水中的白磷因燃烧而出现火花，现象非常直观。学生在获得鲜明、丰富的感性认识基础上，很容易归纳总结出可燃物燃烧必须同时满足两个条件：一是可燃物要和氧气充分接触；二是要使可燃物的温度达到着火点，知道可燃物燃烧条件后，在实际应用上就不难理解灭火的原理了。通过上面的例子可看出，对于本身具有探索性的实验，我们可以改进实验方法，补充实验内容，增强其探索性，在课堂教学中会达到更好的效果。2、将验证性实验改为探索性实验初中化学教材中的演示实验大多为验证性实验，教师应该对这些实验进行不同程度的改进，使其变为探索性实验。例如，实验室制取氢气的演示实验，课本上只说明实验室常用锌和稀硫酸或盐酸反应来制取氢气，然后用实验进行验证，学生并不知其所以然。我们对实验做了如下改进：将镁片、锌片、铁片分别放在三个培养皿中，上课时，将三个培养皿同时放在投影仪上，分别加入稀硫酸或盐酸，把反应产生的现象借助于投影仪投影到银幕上，学生能清楚地观察到三种金属表面都有气泡产生，但反应的剧烈程度不同。镁片很快反应完，速度最快；铁片上只有少量气泡产生，速度很慢；锌片放出气泡的速度介于镁与铁之间。这样的演示实验现象直观，可见度大，效果好，通过观察后，学生很容易理解为什么实验室用锌和稀硫酸或盐酸反应来制取氢气而不用镁和铁，是因为锌和稀硫酸或盐酸反应速度适中，便于收集氢气。又例如 Cl-和 SO42-的检验实验，教材中只说明用BaCl2溶液和稀HNO3检验 ，用AgNO3溶液和稀HNO3检验 。学生往往对实验中加入稀HNO3的作用不理解，认为加入稀HNO3是多余的。教师在做这个演示实验时可补充下面实验：向Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液或AgNO3溶液，都可看到白色沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀溶解了。通过对比实验，检验Cl- 或SO42-时，加入BaCl2溶液或AgNO3溶液，有白色沉淀生成，但沉淀不溶于稀HNO3。学生看到上面对比实验的不同现象，很容易理解稀HNO3的作用是防止CO32- 等的干扰。在做物质性质的验证性实验时，教师可设置一些探索性问题。如在讲CO还原性时，要做CO还原CuO的实验，边讲边做，可提出如下问题：为什么要通入一会儿CO才能加热CuO，前面有无雷同？通过回忆、讨论，可知氢气还原CuO与此实验有类同， 由于CO和H2均可在一定条件下与空气混合产生爆炸，先通一会儿氢气再加热CuO是防止此事故的发生。还可得出综合性结论：任何可燃性气体混入一定量空气，点燃就会爆鸣或爆炸。学生通过回答具有探索性的问题，既可训练其抽象思维，还可扩充知识面训练他们的发散思维，提高了学生的能力。在对验证实验的改进中，有很多有效可行的方法，教师在课堂教学中，要发掘实验的潜力，力求把实验的验证性改为探索性，学生易于理解、接受知识，并更好地掌握知识，最终达到培养、提高学生能力的目的。3、学生独立设计探索性实验学生学习知识，最终还是要运用知识解决实际问题，为社会服务。学生设计探索性实验是学生把学到的知识运用到实际中的一个重要方法，能培养学生的创造性思维。在设计探索性实验时，教师不要一包到底，把实验方案、步骤、结论以及实验所需仪器、药品都交待给学生，学生只按老师所讲的去做，验证一下而已。教师应该只提出探索性问题（即实验习题），其它工作放手让学生去做。例如有如下一个实验习题：怎样用三种最好的方法制取CaCl2溶液？我们提出这个问题后，把全班学生分成四人一组，先让学生小组讨论，提出制取CaCl2溶液的可能方法，要求学生对每种方法都要设计实验方案，然后学生四人一组分头进行实验，对每种实验方案都要进行实验验证。学生在实验探索中自然要舍弃实验步骤复杂的、原料成本高的、产率小的方案，最后找出最好的三种方法：CaO、CaCO3、Ca(OH)2分别与稀盐酸反应制取CaCl2溶液，这三种方法实验步骤最少，原料成本最低，产率最大。学生通过设计探索性实验，做探索性实验，学会了用实验研究化学问题的方法，掌握了实验基本操作和技能，激发了学生学习的兴趣，并培养了学生分析问题，独立操作，解决问题的能力，提高了学生的思维能力，为学生在高中的进一步学习打下了坚实的基础。三、优化实验形式，提高学生主体参与的程度对学生而言，学习就意味着动手实践，自主探索与合作交流。在新课程的理念中，教师只是学生学习活动的组织者和指导者。教师只有使每个学生最大限度地、积极地参与到教学活动中来，才能实际建构以学生为主体的最佳教学效果。因此，实验教学必须优化实验形式立足于做，以提高学生主体参与的程度，增强学生的主动性和自主性。例如在学习二氧化碳实验室的制法时，可提出“你能当一个小设计师，根据实验室制二氧化碳的原理设计出二氧化碳的发生装置吗？”学生们都表现出一副跃跃欲试的样子。这时教师再次强调决定气体发生装置的因素，联系制二氧化碳的原理，然后让学生以小组为单位进行探究活动，最后把他们的设计展示出来，并让学生介绍他们的设计意图和他们所设计的装置的优点。教师对学生的设计都给以点评，充分肯定其设计中的优点。学生在完成这个富有挑战性的任务后，把自认为最有创意的想法展示给同学和老师看，他们的心情是十分愉快和激动的。这正是课程标准中提出的新的教学理念：“让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学，积极探究化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。”在这样的课堂气氛中进行学习，学生学习化学的兴趣越来越浓厚，在自己的设计成果得到同学和老师的肯定和赞许后，学生的学习自信心加强了，为今后主动学习化学又迈进了成功的一步。再如，改课内实验为课外实验和家庭实验，增强学生的自主性。课外活动和家庭实验在时间上比较充裕，形式上也比较灵活，还可以照顾到学生的兴趣爱好等特点，便于有针对性地通过实验操作培养学生自我调整、自觉自理的能力，增强自主意识。可以开放实验室，允许学生做想做而未做的实验，以及通过实验来解决学习过程中的疑问，让不同层次的学生都有所发展；开展兴趣小组活动，进行小实验、小制作、小发明活动。例如，要求学生自己动手，设计一个家庭小实验，证明蜡烛的成分里含有碳和氢。他们会积极动脑思考，联想过去学得的知识，并认真加工整理，发现解决问题的办法，根据实验原理，设计优良的实验方案，达到实验成功的目的。又如，如何用厨房里的物品设计熄灭蜡烛实验；如何用废弃的物品医疗器械如注射器，药水瓶、旧电池等设计一些气体制取和性质实验装置，这些小小的制作，小小的发明，为将来学生成为科学的创造者奠定了良好的基础。四、实验教学中，要帮助学生克服“怕”和“玩”两大心理障碍初中学生刚开始学习化学，对化学这门学科有着神秘感新鲜感，这正是培养学生学习化学的兴趣，立志为化学事业奋斗的最佳时期，而充分利用化学实验形象、直观的特点吸引学生恰是最好的手段。所以，实验教学在初中化学教学中的地位犹为突出。然而，初中学生有着自身的特点，他们在学习中容易产生以下两种心理，这两种心理对提高实验教学质量十分有害。（一）“害怕”心理初中学生掌握的化学知识十分有限，不可能全面系统地了解物质的性质、作用等；同时，现在学生中独生子女较多，他们中有相当一部分人动手能力较差，这些因素使初次接触化学试剂，进行实际操作的学生心理上产生很重的负担。初中教材“化学实验基本操作”中明确指出：“实验室里所用的药品很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有有毒的。”“不要用手触摸化学试剂，不得品尝任何化学药品的味道。”为了防止实验事故的发生，在做学生实验前，教师都回一再向学生说明实验的过程及操作注意事项。例如，在做学生实验五：氢气的制取和性质时，老师告诫学生，硫酸有腐蚀性，使用时一定要检验氢气的纯度，以防发生爆炸等。这一切，会使学生感到：化学试剂、药品，甚至使用的仪器是“脏的”、“有毒的”；做化学实验有危险。从而畏之如虎，产生“害怕”做化学实验的心理，有的学生到了化学实验室，不敢用手碰任何东西，连气体的味道也不愿闻，成了地地道道的“观众”。例如，在做学生实验五时，有相当一部分学生不敢检验氢气的浓度，究其原因，是害怕“爆炸”；还有些学生不敢点燃，也是害怕“万一发生爆炸。”这种心理严重阻碍了实验教学的实施，若不能及时帮助学生克服这种心理障碍，实验教学不仅达不到吸引学生、激发学生学习化学的热情，提高学生的动手能力的目的，反而会使学生害怕做化学实验，进而害怕学习化学，失去学习热情，对培养化学人才有非常大的危害。那么，如何帮助学生克服这种心理障碍呢？1、端正思想，准确示范。教师应从第一节化学课、第一个化学实验开始，加强对学生思想方面的观察、引导，让学生认识到：化学实验事故的发生，主要是由于实验操作不当，违反实验操作规程，粗心大意造成的。只要严格按照实验要求，规范操作，胆大细心，是没有“危险”的。从而在思想上解放学生。同时，教师要充分备好每个实验，以准确、规范的操作成功地完成每个实验，帮助学生树立信心。课堂演示的不规范，实验的失败都将在学生的心理上投下阴影。2、以生教生，个别辅导。教师适时地请一些动手能力较强的学生当“小先生”，让他们为学生演示，鼓起学生的勇气，调动他们参与的积极性。同时，选择一些较简单、易操作的实验，请胆小的学生操作并鼓励、培养他们的信心。对于个别特别胆小的学生要进行个别辅导，采用手把手的教，教会为止，杜绝歧视、讽刺胆小的学生。3、开设活动，提高能力。教师及时开设第二课堂，组织兴趣小组，让学生多动手、多实践提高动手能力，增强自信心。（二）“游戏”心理化学实验具有形象性、直观性、趣味性，特别是实验中颜色的改变、气体的生成、沉淀的产生等现象，无不深深吸引着学生，教师往往也利用化学实验的这一特点，创设情境，活跃课堂气氛，增强学生的感性认识。但是，初中学生正值少年时期，有着很强的好奇心，他们刚学化学，尚没有形成科学的思维方式，有些学生一味追求实验中的现象，以“游戏”的心理做实验。以这种心理观察和完成实验，只能看到实验的表层现象，对培养学生的能力和科学的思维方法是很大的阻力，也严重影响了实验教学的效果。例如，做镁带在空气中燃烧实验时，许多学生被耀眼的强光吸引住了，却忽视了生成的白色粉末，而这才是本实验所要说明的化学变化的本质特征。有个别学生到化学实验室做实验，把桌上各种化学试剂相互混合，这极易造成严重的实验事故，究其原因，他们只是想看一看到底会发生什么样的现象。那么，如何克服这种以观察现象为实验目的，把实验当游戏的心理呢？1、加强教育，确立目标。教师要加强对学生实验纪律方面的教育，让他们懂得：实验本身也是一门学科，有着自身的特点，化学实验是我们研究、学习化学的重要方法，只有严格按照实验规程，遵守实验纪律，才有可能完成我们的学习、研究任务，它不是游戏。同时，在做实验前，为学生设计好实验目标或学生自己设计，明确通过实验要获得哪些知识，解决那些问题，从而重视实验。实验后，教师及时检查实验记录，督促学生做好或观察好每个实验。2、及时引导，开发思维。学生有“游戏”心理一个重要原因是因为他们没有科学的对待实验的思维方法，教师对初中生的“好奇”及时加以引导，教育他们按观察分析引申的科学思维方式去对待实验。例如，在做氢氧化钠和硫酸铜反应验证质量守恒实验时，要求学生观察现象：有蓝色沉淀，天平任平衡。进一步分析：蓝色沉淀是一种新的物质，表示这是一个化学反应，而天平平衡则表示质量在化学反应前后没有改变。由上可以得到结论：质量守恒定律。再进一步引申：实验中反应物之间进行反应是分子发生了改变，而原子却没有，它们重新组合而生成其他新的物质。总之，教师要在实际教学中，不断总结经验，结合教学内容，精心设计实验，使实验教学更具有发展性、探究性和开放性。其目的在于，充分发挥教师引导作用，以学生为主体，以问题为中心，创设良好的教学情境，激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地参与实验、思考、讨论，来探索和发现新知识、新规律，并以此来培养学生的创新意识和实践能力。10