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优化必修2教材实验提高高一课堂有效性

发布者:佛山市教育局电教站发布时间:2012-09-28 16:31

                        佛山市南海区桂城中学小塘分校   暨洁华   

 

   

摘要:化学离不开实验,实验伴随着我们的教学,实验的顺利进行对于教学是很重要的。教师不但要使实验顺利进行,也要充分利用实验来辅助我们的教学。本文以高中化学必修二中几个实验为例阐明对课本实验进行一定的优化整合,将有利于提高课堂的有效性。

关键词:教材实验   优化  有效教学

 

实验教学是化学课堂的一个重要组成部分,它能向学生展示化学是一门以实验为基础的科学的丰富内涵和独特魅力,能使学生认识到学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法;通过实验能形成严谨求实的科学态度,能形成绿色化学的概念。所以著名的化学家戴安邦先生说“实验教学是科学教育中的一种最有效的形式。”特别近年来高考实验题逐渐朝综合性、开放性、探究性方面发展,在高一化学课堂中,我们可以对课本实验进行一定的优化整合,将有利于提高课堂的有效性。下列以人教版必修2为例,谈谈我对几个课本实验优化整合的实践经验。

一、优化教材实验教学的设计

《新课程标准》强调科学探究是一种重要而有效的学习方式,旨在转变学生的学习方式,使学生积极主动地获取化学知识,激发学习兴趣,培养创新精神与实践能力。如果在进行一些课本实验之前让增加一些探究性的问题,将有助于提高教学的有效性。

如第一章第二节《元素周期律》探究第三周期元素的化学性质变化教材是这样设计的:

1)取一小段镁带,用砂纸磨去表面的氧化膜,放入试管中。向试管中加入2mL,并滴入2滴酚酞溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾。观察现象。

2)取一小片铝和一小段镁带,用砂纸擦去氧化膜,分别放入两试管,再各加入2mL1mol/L盐酸。观察现象。

教材安排的这两个实验中直接规定了实验药品、仪器、步骤,学生按部就班进行实验只需稍加分析就能得到所需的实验结论,对于基础较弱的学生来说这种教学设计应该说是值得肯定。而化学学科高考考试说明明确指出,考生不仅要对实验现象和结果进行解释和分析,还应理解探索性实验的方法,这表明学生要想顺利通过考试,必须具备扎实的实验知识和基本技能是不够的,还需具定的分析问题和解决问题的能力以及创造能力。特别是对于实验(2)来说,学生根据初中金属活泼性的知识也能预测其实验现象,如果只是单纯地按照步骤实验似乎失去了科学探究的味道。我在上节课时对这个实验稍添加了一些问题进行再设计。如下:

1)向学生提出问题:如何判断元素金属性强弱?你能设计出关于第三周期元素钠镁铝金属性强弱的探究方案吗?

2)组织学生汇报可以在实验室条件下进行实验探究的方案是            ,需要查阅资料或需要老师(或其他同学)帮助的是                。在这步中,学生一般都能设计出置换反应、与水与酸反应等实验方案。

3)老师评析鼓励:根据学生制定的方案及提供的仪器药品和学生一起确定可以进行实验探究的内容及步骤,展示教材两个实验或增加一些操作性强的实验并强调探究过程中注意事项。

4)学生实验并归纳总结:充分利用教材中的两个实验的试剂按步骤按用量进行实验。

在这个教学设计中,不直接按书本实验教学,增加了让学生自主设计方案这一步,不仅让学生明确进行化学实验的必要性,学会实验的方法和技能,体验实验成功的喜悦,更能启发学生的思维创新,从中培养学生运用所学知识进行创新的精神和能力。

二、将教材的实验进行拆分再设计

第二章第二节《化学能与电能》教材实验2-4是这样设计的:将锌片和铜片用导线连起来(导线中间接入一个电流表)平行插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象。很多同行都有这样一个经验,如果直接按教材实验一步到位学生较难理解原电池的工作原理。我们可以将这个实验进行拆分,降低学生学习的难度。具体实验设计如下:

(1)       让学生拆分“音乐贺卡”,通过拆分,让学生自己发现贺卡发出美妙音乐的原因,从而探究原电池工作原理。

(2)       实验1:锌片插入稀硫酸有什么现象?

(3)       实验2:铜片分别插入稀硫酸有什么现象?

(4)       实验3:锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,又有什么现象?

(5)       实验4:锌片和铜片之间连电流表后插入稀硫酸中有什么现象?

这样通过对教材实验2-4的拆分实验,给学生理解的台阶,让学生亲自动手实践,观察实验现象,分析,讨论,自行得出原电池的三个重要组成部分。同样,教材同一节课中安排了《科学探究》,教材叙述如下:利用提供的实验用品,设计一套原电池装置,用品:镁条、铜片、铁片、果汁、发光二极管、导线、金属夹、烧杯等。请同学们推断一下能否组成原电池,并亲手设计一个原电池。

我觉得这个实验也可能通过拆分用作探究原电池形成条件的实验。拆分实验如下:请你根据以下物质,讨论选择什么电极和溶液组成原电池?画出装置的示意图,说明你设计的依据并归纳原电池的构成条件。

电极:锌片(各2片)、铜片、镁条、石墨棒(各2片)

溶液:稀硫酸、无水乙醇、果汁

其他:导线、金属夹、发光二极管(或安培表)、烧杯等

表面看来,这种实验设计与书本设计只是多了两个词语“电极”、“溶液”,一个问题“归纳原电池的构成条件”,将“设计一个原电池”改为“探究原电池的形成条件”,但恰好补充了课本教材在“原电池的构成条件”的空白,使这个知识点建立在学生探究的基础上。同时,明确了实验目的和大大降低了学生探究的门槛,便于形成化学思维的有序性,让学生观察、分析、对比、交流,自己得出原电池的形成条件。从效果看来,通过这种拆分设计,不仅可以巩固刚学的化学知识,而且可以有效地掌握新知识,更重要的是注入和渗透一种考察、解决问题的观念和意识。这样一个实验就能“多用”了。

三、将教材多个实验整合为一个实验

跟上述的一分为多相反,有时将多个实验整合为一个实验也会得到较好的教学效果。如必修2第二章第三节《化学反应速率与限度》实验2-5和实验2-6它是这样设计的:

实验2-5 2支大小相同的试管中,装入2mL-3mL5%的H2O2溶液,分别滴人1-21mol/LFeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将其中一支试管放入盛有5℃左右的冷水的烧杯中;另一支试管放入盛有40℃左右的热水的烧杯中,观察现象并进行对比。待放入热水烧杯中的试管里出现大量气泡时,用带火星的火柴梗检验放出的气体。

实验2-6催化剂对化学反应速率的影响在3支度管中各装入23mL5%H2O2溶液,再向其中2支试管中分别加入少量MnO2粉末、滴入121mol/LFeCl3溶液。

这两个实验的目的是探究温度、催化剂因素对化学反应速率的影响(但缺少了浓度的影响因素)。学生不必自己设计方案,这样的实验可以训练学生的操作技能,而且能够有效减免实验事故的发生,但是从另一个角度上看却限制了学生的思维。长时间这样的机械训练,学生根本懒得思考,照着老师抄下来的操作步骤去操作,学生实验根本没有起到实验的作用,不能体现化学实验教学的针对性,更不能培养学生探究能力以及创新能力。我上课时将这两个实验的设计意图进行整合成一个开放式探究实验如下:

【实验目的】利用双氧水的分解反应,请同学们讨论如何设计实验探究温度、催化剂、浓度对化学反应速率的影响。

【可供选择的药品仪器】5%H2O2溶液、MnO2粉末、1mol/LFeCl3溶液、热水、冰水、100mL小烧杯、10mL量筒、试管、药匙、胶头滴管。

通过这种设计,一个开放式探究实验就形成了,将规定好的实验步骤药品等都变为学生设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论的过程,大大提高了学生的科学探究能力,转变了学生的学习方式,使学生积极主动地获取化学知识,激发学习兴趣,培养创新精神与实践能力。从学生的心理特点来看,高一的学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望,往往不满足于老师告诉他是什么,而更愿意自己去探索是什么和为什么。并且具备了初步的探索能力。当然学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段,尚不成熟,探索活动需要在教师的组织引导下,有目的有计划地进行设计,所以要引导学生做这种对比实验的关键就是控制变量。

化学实验在化学教学过程中是一个很重要环节,几乎在整个化学的教学过程中都穿插了实验,教科书中安排了大量的实验供我们去参考,这些实验都是经过许多专家的精心设计,但是每位老师的每个课堂的实际需要不一样,操作过程中也可能会遇到这样或那样问题,所以我们要根据现有的条件和实际的需要对实验进行一些优化,使实验更符合我们教学的需要。以上是笔者在教学中对实验教学的几点体会,不足之处请同仁批评指正。

 

 

 

 

参考文献

1、普通高中课程标准实验教科书化学2.人民教育出版社.2008

2、普通高中化学课程标准.人民教育出版社.2003

3、孙大君 展现验证性实验的探究魅力.学科教育.2004.9

 

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