SCI期刊 | 网站地图 周一至周日 8:00-22:30
你的位置:首页 >  » 正文

新课改背景下的中学化学实验

2021-4-10 |

一、中学化学实验改进的原则

化学实验的改进必须从实际出发,符合中学生身心发展规律,以生为本,结合校情、学情,积极探索研究,大胆开拓创新,力求装置简单、操作方便、现象明显、节约试剂、低碳环保、安全高效,体现“自主、合作、探究”特色。

1.“依标务本”原则。实验的改进要紧扣化学课程标准,领悟教材编写者的设计意图。课程标准规定了化学教学内容的范围和深度,化学实验的改进应遵循课程标准要求,成为实现化学课程目标的有效手段。化学教材是教和学的主要载体,是化学课程标准的具体化。现行中学化学教材历经多次改版、修订,形成了系统化的化学学科知识体系,实验内容是其知识体系的重要组成部分,凝聚了高校专家、一线教师、实验人员的心血和汗水,是集体智慧的结晶。绝大部分的内容都经过了反复的论证和实践经验,具有较强的可行性、权威性、科学性。因此,对实验的改进必须明确课标要求及教材编写者的实验设计意图,弄清实验在教学中的作用以及存在的问题,遵循学生认知发展规律和实验教学规律,不违背教材编排的科学性,思索实验改进的可能性及内在价值,使改进有利于阐释化学原理,有助于形成化学概念。

2.“开放性探究”原则。新课改背景下,教师应指导学生探索新知,亲自体验,引导学生认识化学概念和规律。将实验变成学生创造性学习的重要手段。利用开放性、探究性的试验训练学生科学合作方法培养学生的求异思维能力显得尤为重要。应该说现行教材实验设计探究性、开放性得到了一定体现,但在具体形式和程度上,还需作深入的思考和斟酌,精心设计,设法提升实验的智力价值,使教学过程的启发性与思考性更强。如近年来对于喷泉实验的各种改进及简易普发工容的改进装置,还有各类尾气吸收装置的设计就充分体现了探究和开放,对培养学生的创新思维大有裨益。

3.“联系实际”原则。实验的改进应考虑课堂教学的实际需要,切不可为改进而改进,应有利于调动学生的学习兴趣和积极性,有利于完成课堂教学的三维目标。新授的实验常以单独实验为主,亦可以将设计相关知识的实验进行整合。例如,可将SO2的制备、漂白性、氧化性、还原性、尾气的吸收等设计成系列实验,一气呵成,效果良好,而复习课则可增补成设计综合性系列实验,若能以实验为线索引导学生复习,复习课的效率将会大大提高。

4.“简约易成”原则。改进实验要力求实验装置简化,实验仪器简单易练,实验药品节约,可见度高,实验结论易得。同时教师应探究实验原理,寻找最优化的反应条件,研究反应物的数量关系和形态,考虑影响实验的各种因素,提高实验成功率,使实验准确及时完成。例如,铝的燃烧实验直接加热铝箔效果不甚明显,改用浸湿的滤纸沾上铝粉后晾干再行燃烧,现象就非常明显。又如乙酸乙酯的制取实验,改用W形管,然后水溶加热,药品用量少,反应迅捷,现象非常明显;再如,现行中学教材中氢气还原氧化刚的实验室用氧化铜粉末在加热条件下被氢气还原的,现象多数较明显,也易成功,但耗时过长,若用经灼烧完的铜丝来代替氧化铜粉末,操作更简便,现象更明显,大大缩短了实验时间。

5.“安全环保”原则。中学化学教学中涉及一些易燃、易爆,有毒及腐蚀气物质的实验。实验改进中要确保师生安全,防中毒、防污染。这可从改进仪器装置、增加防护措施提高实验技巧方面加以研究。把有毒有害物质参与或生成的敞开式、暴露式、半封闭式的化学实验装置进行改造,将物质的制备、多种性质实验的反应装置、尾气的吸收转化装置进行综合考虑,适当组合,让整个实验装置处于封闭、可控的安全状态,防止有毒有害物质的泄漏,消除易燃易爆隐患,杜绝有毒有害物质的任意排放。近年来有关溴苯的制备、SO2系列实验的改进等在安全、环保方面均作了有益的尝试。

二、中学化学实验改进的途径

中学化学实验的改进旨在提高现行教材中规定的演示实验、学生实验、家庭小实验的可操作性,可观察性,使其在化学教育教学中的辅助服务效能更优化,其在提高课堂教学效率、激发学生学习兴趣、引导学生思维、培养学生创新能力等方面的功能是众所周知的。这就要求我们在明确化学反应原理和原有实验设计意图的基础上创新主意,巧妙构思,广辟途径。

1.从“反应条件”上着手改进实验。化学反应的发生与进行受到诸多因素的影响与制约,反应条件的研究与控制是实验成败的关键因素之一。影响化学反应的速率与程度实验中,常见的客观条件有:反应物的浓度,用量的配取、温度、纯度、反应物间的接触面积,反应体系及外界的压强、温度、光照,反应介质的pH,实验的顺序,溶剂的种、电流强度、电压等。从这些方面进行研究与探索对提高化学教学质量具有十分重要的现实意义。例如,铜氨纤维制备的实验改进可从不同浓度的氨水溶解脱脂棉的影响、不同温度的硫酸对铜氨纤维制备的影响、不同浓度的硫酸对铜氨纤维制备的影响等方面进行探究,从而选择了最简单的实验方案服务于教师课堂教学和学生实验。

2.从反应原理上着意改进实验。受制于中学化学实验的条件,中学化学很多实验成功率不高,是因为反应原理欠妥。如用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制备氢氧化亚铁,虽然采取多种措施,诸如:溶液表面覆盖植物油、加热溶液除去氧气、长滴管伸到溶液中滴加等,但还是很难得到白色沉淀,若采用电解实验即可解决此问题。

3.从实验装置上着眼改进实验。改进实验装置是为了更好地发挥其在“教”与“学”中的作用,而不是为改而改,标新立异,只新不优。改进实验装置应从以下几个方面重点考虑:在不影响实验效果的前提下,简化实验装置;根据日常用品、本校仪器配备、本地常用器具特点,更换实验器材;针对现象不明显、可见度不高的实验,改进实验装置;增加必要的装置,减少对环境的污染。近年来的实验技能大赛中很多优秀参赛作品在这方面都作出了有益的探索:在进行过氧化钠与二氧化碳反应的实验时,用“百事可乐”碳酸饮料或泡沫灭火器制取二氧化碳;在进行燃料电池的实验时,把两根碳棒平行插入硫酸钾的溶液中,用导线将碳棒和干电池连成闭合电路,进行充电,充电时产生氧气和氢气,再把碳棒连接在音乐卡片上,音乐响了;又如模拟酸雨使植物变得枯萎的实验,用植物的汁液作出的不同酸碱度下的颜色的溶液,用做标准比色卡等。改进后的装置简易性、材料的廉价性、性能的可靠性方面收到了普遍好评。尤其是部分一线教师在注重改进科学性的同时,因地制宜采用代用品,自己动手设计制作简单、方便、实用、美观、廉价的化学实验仪器,既节约了经费,又提高了学生的实验兴趣,废旧利用、变废为宝,还培养了学生的环保意识,符合建设“两型”(资源节约型和环境友好型)社会的理念。如注射器、青霉素瓶、矿泉水瓶等经过改造或直接运用到化学实验中,安全可靠、操作简便、污染小、取材广,深受追捧。

4.从实验方法上着力改进实验。从实验方法上对化学实验加以改进,从而达到相同的实验或更好的实验效果,充分体现新课程所倡导“自主、合作、探究”的学习方式及开放的思维方式。例如,中学化学中的氨的喷泉实验可利用减小压强的方法,也可以改用增大压强的方法形成喷泉;还可用物质反应减小压强;亦可采用热敷法排出气体减小压强从而形成喷泉。

5.从其他学科上着想改进实验。当代科学技术的发展,使得新知识、新技术、新理念层出不穷,学科之间相互渗透、相互借鉴、相互促进已成为科学技术进步的明显特征。化学实验教学也应该走出传统的自我封闭体系,借鉴相关学科的实验方法和仪器,根据化学实验设计与改进的原则和方向,引入一些新的仪器或电子元件,使实验操作更直观、更形象、更便捷,从而收到事半功倍的效果。近年来华南师大附中将手持技术、数据采集器、pH传感器引入中和滴定实验和溶液中离子浓度的比较实验等教学中,实验现象明显,说服力强,开拓了学生视野,提升了学生能力。

三、中学化学实验改进的发展趋势

现今中学化学实验的改进研究应该说是异彩纷呈、亮点迭出,但更多的是使学生获得更直观的感性认识,其科学教育的功能发挥上有较大欠缺。伴随着科学实验的科学思维过程是更有教育价值的教学内容,而化学实验教学要力争能帮助学生形成理性思维,让学生通过实验教学明确思维方向、形成思维依据、体验思维过程,能对事物或问题进行观察、比较、分析、判断、内化、综合与概括。笔者认为今后一段时期内,中学化学实验改进的发展趋势将主要表现在以下几个方面:

1.更加符合“绿色化学”理念,更能体现以人为本思想;

2.将简单试管实验进行整合,更能体现科学思维;

3.引入正交试验,更重视对数据、图表、图像等信息的采集、复合、整理、收集、利用,更注重科学方法的培养;

4.增加探究性、开放性实验,培养学生的求异思维能力和创新意识;

5.增加合作要素,强调就地取材,培养学生交流、合作、表达能力,适应环境、因时因地制宜开展研究的能力。

作者:梁六珍 彭传宽 黄长亮单位:湖北省孝感市教科院 湖北省安陆一中

Top