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文档简介
izW,JUJ,*4*京intans.z/WWW<4;WWKVp.fXR!-AX.-刖百培养创新精神和实践能力,尤其是科学探究能力,是基础教育化学课程改革的重要目标之一。基础教育创新性人才的培养,需要创新性师资。创新性师资的培养需要创新性的教材和教法。本书就是从基础教育化学课程改革的需要出发,本着培养探究、创新性化学教师,完成高师化学实验教学研究课程培养目标而编写的一本探究性、创新性化学实验教学研究教材。本教材的最大特点是探究性与创新性,实验研究与实验教学研究结合,教材与教法、学法融合,合作互动性。师范生通过自主与合作查阅资料、设计实验教学研究方案、进行实验探究等,培养和训练各自的实验和实验教学的技能和能力,培养探究与创新的精神与能力。本教材从化学实验教学研究的角度和对该教材学习指导的需要,分“绪论”、“第•编:化学实验教学概述”、“第二编:化学实验教学研究”、“第三编:中学化学实验室的建设与管理”等四部分。“绪论”部分重点阐述了化学实验教学研究课程FI标、本教材特色、学习本教材学与教的方法与模式,目的是使课程的实施者了解课程目标和学习目标,掌握相应的学与教的方法,这应是学习者学习本教材、达到课程目标的前提。“化学实验教学概述”部分是化学实验教学研究的理论基础,共分三章。它分别阐述了化学实验教学观:中学化学实验教学类型与基本要求、现代教育技术在化学实验教学中的应用、化学实验考核;化学实验设计和实验改进与创新的策略和方法等内容。目的是使师范生掌握化学实验教学研究的基础知识和基本理论,为化学实验教学研究的具体实施打下理论基础。教学时,可依据具体情况,将课堂重点学习与课外自学结合。“化学实验教学研究”部分,从化学实验教学研究和中学化学实验类型的角度,分为:化学实验基本操作训练、化学演示实验教学研究、学生实验教学研究、研究性学习实验教学研究、实验教学中教学媒体的使用研究等5章共25个实验。每一实验分别从实验和教学两个方面进行研究。目的是训练师范生化学实验研究和实验教学研究的基本技能,训练和培养实验探究、创新的技能和能力,以及创新意识。这25个比较典型的有代表性的实验的选择,既注意了中学化学实验的不同类型,更注意了是否有探究、创新潜力;既注意了实验的基础性,又注意了时代性;既注意了传统实验,注意了基础教育化学课程改革后,新的中学化学教学的要求,结合了新的中学化学课程标准的要求;既注意了演示实验,又注意了学生实验和研究性学习实验;既注意了常规实验手段的运用,又注意了现代教育技术在化学实验中的应用。教学中可根据具体的学习情况、学习目标和教学时数灵活选用各章中的部分实验。“中学化学实验室的建设与管理”部分,主要介绍现代化的中学化学实验室的建设与管理,目的是方便中学化学实验室的建设与规范管理,使中学化学实验室的建设与管理符合基础教育化学课程改革的要求,跟上时代的发展。其中“附录”部分主要是提供一些常用化学试剂、指示剂的配制方法、物理数据等,目的是方便中学化学教师及实验员进行化学实验准备。本书曾以讲义的形式在广西师范大学化学化工系教育专业的学生中试用,师生普遍反映效果好。学生通过教材、教师的引导,自主收集资料、设计实验方案和实验教学方案,自主进行实验探究和实验教学研究,并在自主的前提下,通过师生的讨论、交流全面建构每一实验和实验教学的意义,真正体现了学生在实验教学中的主体作用。学生在获得实验和实验教学技能与能力的同时,培养了探究的精神与能力。本书不仅可作为高师院校化学实验教学研究课程的教材,也可作为在职研究生化学实验设计与研究课程的教学参考书、中学化学教师继续教育的进修教材和教学参考用书。本书由文庆城任主编,许燕红、照日格图、黄都、苗深花任副主编。各章节的编写人员是:文庆城(绪论、第一章、第二章的第一节、第三章、实验三、四、五、十九),许燕红(实验一、二、六、七、八、九、二H^一),照日格图(第二章的第二节、第三节、实验二十三、二十四、二十五),黄都(实验十、十一、十二、十三、十四、十五),苗深花(实验二十二、第三编、附录),孙影(实验十六、二十),罗明武(实验十七、十八),全书由文庆城策划、拟订实验编写大纲、编写出体例并负责统稿、改稿,许燕红参与统稿、改稿工作。本书在策划过程中得到了闫立泽、韩庆奎、照日格图等老师的指点,得到了曲阜师范大学教务处的大力支持;在编写和出版过程中得到了科学出版社上海分社、广西师范大学化学化工学院和教务处的大力支持,得到了广西师大化学教学论教研室全体老师的支持与合作。在此,谨向他们以及被引用文献资料的作者一并表示诚挚的谢意。本书作为高师同类教材的创新者,定会有不少不成熟之处,加之我们有限的水平,书中的错误和不足之处在所难免,恳请读者批评指正。编者2003年5月目录TOC\o"1-5"\h\z刖目 (1)绪论 (1)第一编化学实验教学概述 (4)第一章 化学实验教学观 (4)—■节-彳七,学r 的J Nj自B (4)\o"CurrentDocument"第二节以实验为基础的化学教学观 (8)\o"CurrentDocument"第二章中学化学实验教学 (10)\o"CurrentDocument"第一节中学化学实验教学的基本要求 (10)\o"CurrentDocument"第二节现代教学技术在化学实验教学中的应用 (17)\o"CurrentDocument"第三节化学实验的考核 (20)\o"CurrentDocument"第三章化学实验设计 (23)\o"CurrentDocument"第一节化学实验设计的基本要求 (23)\o"CurrentDocument"第二节化学实验设计的步骤和方法 (24)\o"CurrentDocument"第三节化学实验改进和创新 (26)第二编化学实验教学研究 (31)第四章化学实验基本操作训练 (31)\o"CurrentDocument"实验一酒精喷灯的使用与玻璃管加工 (31)\o"CurrentDocument"实验二常用仪器的规范操作与练习 (37)\o"CurrentDocument"第五章演示实验教学研究 (41)\o"CurrentDocument"实验二氧气的性质 (41)\o"CurrentDocument"实验四氢气的制备与性质 (45)\o"CurrentDocument"实验五氯气与氢气的光爆反I曳 (49)\o"CurrentDocument"实验六铜与稀硝酸反应 (53)\o"CurrentDocument"实验七氢氧化亚铁的制取和红砖中Fez()3的检验 (57)\o"CurrentDocument"实验八甲烷的制取与氯代反应 (60)\o"CurrentDocument"实验九乙醛的氧化反应 (65)\o"CurrentDocument"实验十纤维素水解 (70)\o"CurrentDocument"实验十一过氧化氢的催化分解 (75)\o"CurrentDocument"实验十二电解饱和食盐水 (78)\o"CurrentDocument"第六章学生实验教学研究 (82)\o"CurrentDocument"实验十三中和滴定 (82)\o"CurrentDocument"实验十四阿佛加德罗常数的测定 (86)\o"CurrentDocument"实验十五乙醇结构式的测定 (92)\o"CurrentDocument"实验十六三氧化铁溶液与硫化钠溶液反应 (96)\o"CurrentDocument"实验十七加碘食盐中碘的检验和明矶成份的检验 (99)\o"CurrentDocument"实验十八比较食物中维生素C的含量 (101)\o"CurrentDocument"第七章研究性学习实验教学研究 (104)\o"CurrentDocument"实验十九空气中甲醛气体简易测定 (104)实验二十用铝、稀硫酸、氢氧化钠为原料制取氢氧化铝最佳实验方案探讨 (106)\o"CurrentDocument"实验二H^一自制植物酸碱指示剂及其变色范围测定 (110)\o"CurrentDocument"实验二十二大米酿酒 (114)\o"CurrentDocument"实验二十三水样硬度的测定 (117)\o"CurrentDocument"第八章实验教学中教学媒体使用研究 (121)\o"CurrentDocument"实验二十四投影实验 (121)\o"CurrentDocument"实验二十五计算机模拟实验教学 (126)第三编中学化学实验室的建设与管理 ..(131)\o"CurrentDocument"一、中学化学实验室建设 (131)\o"CurrentDocument"二、化学实验室的科学管理 (136)附录 (142)一、化学实验教学研究课程目标。化学实验教学研究课程是为高等师范院校化学教育专业学生开设的一门必修课程。该课程集化学实验研究和化学实验教学研究为一体,主要通过研究中等学校化学实验和化学实验教学的原理、过程、内容和方法,使师范生掌握化学实验研究和化学实验教学研究的基础知识和基本技能,培养从事化学实验教学工作和进行实验教学研究的初步能力,为将来独立进行中等学校化学教学工作,实施化学素质教育、创新教育奠定一个良好的基础。培养创新精神和实践能力,尤其是科学探究能力,是基础教育化学课程改革的重要目标之一。化学学科特征和教学特征都是“以实验为基础”,加上化学实验本身的探究性和方法性,化学实验及化学实验教学自然成为化学素质教育、化学创新教育的良好载体、措施与手段。这对于培养学生的创新精神、探究能力具有不可替代的作用。基础教育创新性人才的培养,需要创新性师资。一个创新性化学教师,不仅要懂得化学实验在化学创新教育中的重要性,有正确的化学实验教学观,而且更重要的是要有利用化学实验进行创新的技能和能力。通过化学实验研究和化学实验教学研究,培养探究性、创新性的基础教育师费,也就自然成为化学实验教学研究课程的一个重要目标。二、本书的特色。创新性师资的培养需要创新性的教材和教法。本书——《化学实验教学研究》就是从基础教育化学课程改革的需要出发,本着培养探究、创新性化学教师,完成化学实验教学研究课程培养目标这样的目的和宗旨,而编写的一本有别于过去此类教材的探究性、创新性的全新教材。本教材有如下特色:.探究性与创新性。教材突出师范生的自主探究与创新。在实验内容及其组织上,通过师范生自行“实验方案的设计”和“实验教学方案的设计”及教材“参考资料”、“参考文献”的提供,改过去“菜谱式”、“验证式”的化学实验为指导探究、引导创新、自我设计实验方案的化学实验。整个教学过程是师范生不同的实验方案(实验方法、装置、过程等)探究、创新、验证的过程。这样就将化学实验教学研究的要求,提升到了高师院校学生应有的高度。.化学实验研究与化学实验教学研究结合。教材在教学内容上,将化学实验教学研究的内容分为“实验基本操作训练”、“演示实验教学研究”、“学生实验教学研究”、“研究性学习实验教学研究”、“实验教学中教学媒体的使用研究”等5章共25个实验分别进行研究。对于每一实验研究内容,教材通过“实验研究”和“实验教学研究”的安排,既突出实验研究和实验探究性,训练和培养师范生实验探究技能、实验创新能力;又突出实验教学研究,训练师范生以演示技能、组织和指导中学生进行实验的技能为主的化学实验教学技能,培养化学实验教学能力。较全面地体现了化学实验教学研究课程实验性、教学性、研究性的功能。.教材与学法、教法融合。教材与学法、教法融合是本教材显著的特点。教材不再是“菜谱式”的实验方案、实验过程的罗列,而是通过“课前资料收集与研究方案的设计”、“实验研究”和“实验教学研究”的提示、引导与要求,以及多角度、多层面的“参考资料”和“参考文献”解决问题的信息资料的提供,将教学内容与学法和教法进行了有机地融合,组成引导师范生自主探究、创新的适合各自本身的生本教材。值得一提的是,本教材中的“参考资料”是师范生设计研究方案自主探究与创新的重要信息资源,是每一实验的知识内容主体,属每个实验的正文。学生正是通过这些资料信息的学习,重组这些知识技能,构建各自解决问题的研究方案,这也是有别于以往类似教材把之作为附件的地方。.合作互动性。教材在师范生的实验研究和实验教学研究中,通过课前“思考与讨论”、课中“实验研究方案的介绍与评析”、演示实验“教学模拟”与“教学评析”,或“学生实验组织方案的介绍与评析”等,将自主学习与合作学习,多边互动结合,体现师生、生生合作互动,全面建构每一实验及实验教学的意义。三、学与教的方法与模式。学习该教材,达成上述教学目标,应有相应的学习态度和学与教的方法与模式。关于学习态度,要求学习者起码应有做一名中等学校创新教育合格化学教师的愿望和责任感,以将来培养创新人才、适应基础教育化学课程需要的中等学校化学教师的身份要求自己,并有努力提高自己化学实验教学素质而追求的行动。学习该教材,达到相应的教学目标,应主要抓好如下几方面:.做好课前资料收集与研究方案的初步设计。该教材的核心是学习者自主学习、探究与创新。课前资料收集与研究方案的设计是学习该教材的基础与关键,没有这一步就失去了自主的前提。故应在明确研究课题内容、目的、要求的基础匕首先按要求自觉在课前参阅、收集与课题有关的资料和信息,联系或参看大学基础实验课中相关内容和做有关实验时的经验与教训,然后按实验教学研究的目的与要求(尤其是创新要求)、实验教学研究的具体条件,设计出“实验研究”和“实验教学研究”的初步方案。这一步每位学习者必须完成,并于实验前交指导教师审阅,这一步未完成的学习者不应进入下一步的实验研究和实验教学研究。.在自主探究的前提下进行合作学习。这里的“自主”既是独立学习,更是自我建构。在实验研究和实验教学研究的过程中,应看不到“照方抓药”和“照本宣科”的机械训练的现象。全面建构事物的意义,离不开合作学习,要做到创新更应如此。故在整个学习研究的过程中,应在自主探究的前提下,加强与同伴的讨论交流,注意实验研究方案的重点介绍与评析,注意实验教学模拟与评议,结合自己的方案进行反思,在反思中逐步完善自己的研究方案。.加强实验教学研究后的总结。这里的“总结”,实质上是实验教学研究后,通过“实验教学研究报告”对该实验研究和实验教学研究,从知识、技能、方法、情感等方面的自我整合与意义建构,是自我认识的升华。故应加强从自我体验角度进行总结。”实验教学研究报告”不必拘于一定的格式,也不必重复教材或设计方案中已有的内容。主要应包含如下内容:①本次实验教学研究的结果:记录有关的现象、数据及其分析、处理结果,创新的实验装置、方法与技术及其理论分析,本次实验成败的关键与实验教学的关键等;②本次实验教学研究最大收获或感受等要求总结的内容。教材的组织形式和教学目标制约着教学方法。学生自主探究、创新性教材需要与之配套的教学方法。学习本教材,在教学方法上应以学生为中心,突出学生的自主探究、合作学习、多边互动;突出教师的组织、引导与促进者的作用。教师应组织、引导和促进学生课内、课外研究结合,自主设计、调整、实施实验研究方案和实验教学研究方案。培养师范生实验设计、实验创新、实验教学研究的能力。教学中,可参照如下模式与程序:《化学实验教学研究》课程教学模式±载学慢JU分析评价±0戊充梅《化学实验教学研究》课程教学模式±载学慢JU分析评价±0戊充梅zzrzzr上述模式每一实验的教学过程分三个阶段,课内完成“实施阶段”以及“结束阶段”的前两个程序。课内时间一般为三课时,教学时各阶段时间的安排,可根据实验研究的难易、实验过程的长短,灵活掌握。按本教材实施教学,大量的研究工作是学生课前的资料收集、研究方案的设计和课后研究报告的撰写。本教材期望通过实验研究和实验教学研究的结合,训练和培养师范生化学实验研究和实验教学研究的基础知识、基本技能,以及化学实验教学能力;期望通过教学内容与学法、教法的融合,将教材组织为引导师范生主体探究、创新的引导探究性教材;期望通过教材的探究性和创新性,培养师范生探究、创新的主体性和创新精神,训练和培养师范生探究、创新的技能和能力。以此来实现以本教材为载体的化学实验教学研究课程的全面功能,适应基础教育化学课程改革的需要。第一编化学实验教学概述第一章化学实验教学观化学实验是一种重要的科学方法。它是实验者根据化学实验目的,运用一定的科学仪器和设备等物质手段,在人为的控制实验条件、变革实验对象的条件下,通过实验观察获得各种化学科学事实的一种研究方法。在化学教学中,化学实验是学生学习化学知识、训练化学实验技能、培养以实验能力为主的多种能力、形成科学世界观和方法论的重要而不可少的实践性教学活动和方法手段,同时也是一项重要的教学内容。在化学实验教学中,必须明确化学实验的教学功能,树立以实验为基础的化学教学观,本章着重讨论这两个问题。第一节化学实验的教学功能化学是一门以实验为基础的自然科学,以实验为基础是化学教学的基本特征。随着化学教育的发展,化学实验教学正在发生深刻的变化,人们对化学实验在化学教学中的功能认识越来越深刻、全面。化学实验对于中学化学课程目标的全面落实具有不可替代的作用。全面认识实验在中学化学教学中的作用与功能是正确实施以实验为基础的化学教学观的前提。化学教学中,化学实验内涵的多重性决定了化学实验具有如下功能。一、实验为学生提供生动、丰富的感性认识材料和教学情境,有利于各种化学理性认识的意义建构。化学学习过程是一种特殊的认识过程。它跟科学的认识过程一样,必须遵循由感知到理解,从感性到理性,由具体到抽象,由现象到本质的认识规律。当代认知心理学认为,学习还具有情境关联性,特定的情境不仅能够决定人们对事物的理解和有利于知识的迁移,还能影响知觉的内容及学习方式,对记忆产生深远影响。教学应在情境中进行。化学实验正好具有感性的、情境的、现象的特点。尤其对于形象思维长于抽象思维的中学来说更应如此。从化学学科的特点来看,化学是研究原子、分子层面上化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。化学物质原子、分子层面的微观研究,必须借助宏观的实验现象来反映或进行科学抽象。化学实验可以通过实验仪器、设备延长人们的感觉器官和效应器官,通过实验条件的控制,变革物质的变化过程,创设各种实验情境,来克服人的生理限制,扩大和改善人感官的感觉能力和分辨能力,为学生形成化学基本概念、认识化学基础理论,获得物质规律性认识,提供更加丰富、生动的感性认识材料和学习情境。形成物质的概念,要从揭示物质的性质着手。而物质的性质可以通过化学实验情境,借助实验仪器、设备和实验条件的控制等实验手段,使物质发生物理的和化学的变化,通过直观、生动、鲜明的宏观现象表现出来,被学生观察和体验。然后由现象到本质进行分析、推理、科学抽象而形成。如通过展示观察和闻气体形成氯气黄绿色、有刺激性气味的气体的概念;通过电解水生成氢气和氧气以及二者体积比的观察和推理,揭示水的组成:通过乙烯、乙快能使滨水褪色的实验,揭示乙烯、乙快的不饱和性质和加成反应的本质。高度概括、抽象的化学基本概念和基本理论的获得,更需通过化学实验情境,让学生先获得感性知识和体验,然后对感性材料进行分析、比较、归纳、抽象,概括出化学事物的本质和规律性认识。如通过氯化筱水溶液和碳酸钠水溶液分别使石蕊试液变红和变蓝的实验现象,抽象出盐类水解的概念:通过电流计显示插入稀硫酸中铜、锌电路上的电流及两极的实验现象,分析、推理、抽象出原电池的工作原理;通过儿种化学反应,称量反应前后反应物和生成物的质量相等这一实验现象事实,概括出质量守恒定律等。化学实验产生的生动、鲜明的实验情境,不仅为学生的理性认识提供了生动、丰富的感性认识材料,而且其生动、鲜明的实验情境,以及实验过程中的合作交流有助于学生对化学事物意义的理解,全面建构事物的意义。因而能使学生的认识顺利实现从感性认识到理性认识的飞跃。二、实验能激发和发展学生化学学习的兴趣。化学学习兴趣是学习者力求认识化学事物,获得有关化学知识经验,带有感情色彩的心理倾向。化学学习兴趣对化学学习具有准备、推动、促进的作用。我国心理学家潘菽等人曾把化学教学中学生的认识兴趣分为直觉兴趣、操作兴趣、探求原因兴趣和概括性的认识兴趣等四类,且兴趣的稳定性依次增强。化学实验能在这四方面激发学生认识兴趣和强烈的求知欲,发展和深化学生化学学习的兴趣,使他们的化学学习由兴趣向乐趣、志趣转化。化学实验经化学变化产生的新奇、生动、鲜明的各种实验现象,以及实验对象本身和实验仪器、设备的新奇、鲜明性都可引发学生的好奇心理,产生直接兴趣。人的主体性决定了每一个学生都想亲自实践每一件事物。化学学习中,他们都期望自己亲手实践操作,重演所观察到的各种变化,这就是化学学习中的操作兴趣。化学实验可以满足他们的愿望和要求。学生通过亲自的实验操作,经过自己的手,重现了各种化学变化,尝试和体验到了实验操作的乐趣和实验成功的喜悦,因而能激发和发展学生的操作兴趣。作为主体性的人,都有对事物探求原因的倾向。学生在化学学习中,在了解实验现象的基础匕倾向于认识化学事物间的因果关系和本质联系,认识化学现象的内在变化规律,这就是化学学习中探求原因的兴趣。化学实验本身就是一种探求性活动。学生可以利用实验,通过实验手段,能动地变革实验对象及其变化过程,使其通过直观、生动、鲜明的实验现象表现出来,然后透过现象,认识实验对象的本质和实验现象的因果关系,满足学生探求原因的需要,进一步发展学生化学学习的兴趣。概括性的认识兴趣是指学生在化学学习中,倾向于通过观察化学变化,进一步了解一些化学变化的共同特点和一般规律的兴趣。化学实验能为概括性认识提供大量的感性认识材料,让学生在此基础上归纳、概括出变化的共同特点和规律,并能使这些概括性认识通过实验可以进•步的验证,使其成为科学的理论进行推广、应用。如通过第三周期钠、镁、铝和磷、硫、氯等元素活泼性的比较实验,以及其它周期相应元素的实验事实,概括出周期表中同一周期元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强的概括性认识。故化学实验为化学学习概括性的认识兴趣的激发提供了有利的条件,有利于学生化学学习认识兴趣的发展。化学实验以其自身的特点与功能,不仅能激发学生化学学习的宜接兴趣和间接兴趣,而且能使宜接兴趣与间接兴趣有机结合,将化学学习兴趣发展为稳定的学习志趣。三、训练与培养化学实验技能和化学实验能力。化学实验是训练和培养学生实验操作技能的唯一手段。化学实验技能属于动作技能。技能只能靠练习、训练,在实践中逐步形成。化学实验操作技能也只能在化学实验的具体操作实践中获得。化学实验操作技能的获得一般经过:初认定向一分解模仿一整体练习一熟练操作四个阶段。这四个阶段无一能离开具体实验。如物质的量浓度配制技能,教师必须通过实验进行示范,让学生对配制过程与方法初认定向,形成操作表象,然后让学生在已有称量、溶解、振荡等技能的基础上,分别多次进行洗涤、转移、定容等分解模仿独立操作,在这些单项操作技能形成后,再从称量到定容进行独立操作的整体练习,经反复操作实践直至熟练操作形成配制技能。中学化学课程标准中技能性学习目标的水平分初步学习、初步学会、学会三个层次。对于实验操作技能来说,无论哪一个层次的达到也都离不开学生亲手进行化学实验,并多次练习。化学实验对于学生实验操作技能的形成,是其它教学形式所不能代替的。那种想通过黑板实验,讲解实验、背实验操作来达到培养实验技能的做法,是违背实验操作技能形成规律的,是不可取的。化学实验能力是化学学科的特殊能力,是在有关化学知识技能的基础上,顺利完成化学实验活动任务的个性心理特征。化学实验能力是在化学实验活动中逐步形成的。化学实验能力是由多种成分组成的一•种综合性能力,包括发现、选择和明确实验课题的能力;选用实验方法和实验设计的能力;使用仪器和实验操作的能力;收集有关实验资料的能力;处理事实形成有关理性认识的能力;实验及其结果的表述能力;利用实验解决问题的能力等。而这些能力的形成都离不开化学实验,都是学生在亲手的化学实验活动中逐步形成。化学实验应是培养学生化学实验能力的唯一的实践活动。应充分利用演示实验、学生实验、研究性学习实验等,提供学生亲自动手实验的机会,在实践中循序渐进地培养学生的化学实验能力。那种期望通过黑板上讲实验、画实验,走“捷径”培养化学实验能力的做法是有违科学不能实现的。四、培养观察能力和思维能力。观察能力是指人们有目的、有选择地利用感官去进行活动,获得客观事物感性认识的能力。观察是认识的起点和窗口。观察能力是人们有效探索世界、认识客观事物的基本能力。观察的目的性、选择性、整体性、敏感性和客观性是观察能力的良好品质。化学实验具有培养观察能力良好品质的作用,是培养观察能力的重要途径和手段。化学实验本身的目的性、计划性,决定了观察的目的性、计划性和整体性。化学实验中,对物质的物理性质、化学性质、实验装置、实验操作及其实验现象的观察都有相应的合理的观察顺序和观察计划。如对实验现象的观察,遵循从反应前反应物的性状,到反应条件和反应混合物的现象,再到反应后生成物的性状变化,这样全面的、整体的观察。化学实验现象的五光十色千变万化,为认识事物的本质,有选择地对实验现象进行重点观察,有助于选择性、敏感性、准确性的良好观察品质的培养。如用硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化亚铁的实验,引导学生在全面观察的基础匕有选择地重点观察稍纵即逝的白色沉淀的生成,不仅能准确认识氢氧化亚铁的性质,而且有助于培养选择性、敏感性、客观性的良好观察品质。思维能力是指对感觉信息进行分析、综合、比较、归纳、演绎、抽象、概括等加工的能力。思维能力是智力的核心。化学实验十分有利于思维能力的培养。这是因为,首先,观察是与思维结合的,思维能力与观察能力是相互渗透、相互促进、密不可分的两种能力,而化学实验是培养观察能力的重要途径和手段:其次,从实验获得的感性认识,只有通过思维加工才能上升为理性认识,因而有利于逻辑思维和抽象思维能力的培养:再有,化学实验本身的探究性,实验方案的设计与改进创新,需要应用思维的广阔性、深刻性和独创性,有利于发散思维等非逻辑思维能力的培养。五、培养创新精神和创新能力。创新精神主要指创新的心理因素,包括动机因素和情感因素,是指探索新领域、解决新问题、进行创造的激情、勇气和品质。创新能力主要是以创造性思维为核心,进行创新活动,获得创新性成果(如发现新事物、揭示新规律、提出新见解、创造新方法、研制新产品、解决新问题)的能力。化学实验作为一种探究性的实践活动,对培养学生的创新精神和创新能力具有独特的作用。化学实验的新奇性和实践性,有利于探究、创新兴趣的培养,实验的检验性功能所带来实验成功的喜悦,以及实验过程中实事求是、不怕困难、不怕挫折的工作态度,又进一步激发探究、创新意识,发展为创新精神。化学实验过程是•种探究性的实践活动。毫无疑义,通过实验可以培养探究技能和探究能力。探究能力是创新能力的重要组成部分,因为创新的过程也就是一种探究的过程,因而实验有利于创新能力的培养。.实验与创新能力的培养密不可分。因为实验探究的结果孕育着发现与创新。例如,通过实验探讨出氢气、氯气光爆反应的最佳实验条件;通过实验探讨出金属跟盐溶液反应的规律;通过实验探讨出大气中氮气和氧气的体积含量;通过实验探究,比较出不同水果、蔬菜中维生素c的含量等。.探究性实验方案的设计,实验装置、方法的改进与创新,就是一种创新性思维的运用,是探究、创新技能与能力的训练与培养。例如,探讨氯气的溶解度,可设计如下实验:用100mL的注射器抽取50mL氯气,然后再抽取10mL水,立即展示,显示氯气与水共60mL,充分振荡注射器后再展示,这时显示氯气和水共40mL。这样的实验设计,不仅使学生对氯气在水中的溶解度从机械记忆转向形象记忆和理解记忆,而且从实验方法、装置的设计上训练了学生的创造性思维。创造性思维是创新能力的核心,创造性思维以抽象思维为基础,离不开形象思维。化学实验提供的丰富、直观的感性认识材料,利于形象思维的联想与想象。通过化学实验获得的理性认识,也是在实验现象、实验事实这些直观感性材料的基础上经过科学抽象得来,因而实验也利于抽象思维能力的培养。因此,利用实验培养学生的抽象思维和形象思维,实验过程中应引导学生动眼、动手、动脑结合,引导学生通过实验现象自己分析、归纳、概括、抽象出结论,而应避免教师直接告诉结论,将实验只作为训练实验技能,验证知识的工具。求异思维是创造性思维的重要组成部分。凡有求思维发生和加工的地方,都表明发生了创造性思维。化学实验为求异思维能力的培养创造了有利的条件。化学实验要素的多样性,决定了实验的复杂性与多变性,易于引发学生的求异思维。例如,乙醛与氢氧化铜悬浊液的反应,由于条件的变化,可产生有别于红色沉淀的黑色、黄色或褐色沉淀,而引发学生求异思维;铜‘9稀硝酸反应多样化的实验装置与操作的设计,培养学生的求异思维和创新能力等。六、培养科学态度、训练科学方法。科学态度是个体对物质世界及其联系作出适当反应的内部心理状态。它是通过外部(外显)行为(如表情、言语、举止等)表现出来的。化学实验对于学生理解实验是检验知识真理的标准,培养学生的实验意识,对于培养学生尊电客观事实、实事求是的科学态度,一丝不苟、严谨求实的作风,勇于探索、敢于探索、敢于创新、持之以恒的科学精神,爱护自然、保护环境,以及理论联系实际的作风等方面具有独特的作用。如实验过程中要求学生以实验事实为依据,避免主观猜测,草率下结论,尤其是实验结果与理论记述不相符时,必须尊重事实,找出原因,不允许臆造或修改数据;当实验现象不明显或实验不成功时,应认真分析原因,持之以恒,多次进行实验:实验过程中,不论是仪器的使用和装配,药品的取用和添加,操作方法和步骤等都应规范或准确,一丝不苟;实验现象的观察和数据的记录都要认真仔细、实事求是;通过实验来探究、解决问题;通过改进与创新实验来保护环境等。科学方法是关于人们从事科学研究活动所采取的途径、手段和方式。科学方法被视为产生知识的“知识”。获取感性认识要借助观察的方法和实验的方法,进行实验需观察、实验条件控制、测定、实验记录、数据处理等方法;获取理性认识要借助比较、分析、综合、归纳、演绎、推理、类比等逻辑的方法,以及科学抽象、假说、模型等非逻辑的方法和数学处理的方法等。化学实验本身就是研究化学物质及其变化规律的重要方法。通过化学实验解决化学问题,不仅可以使学生树立实验意识,而且可以学习到实验的方法,有助于提高解决化学问题的能力。以实验为基础的科学探究过程一般包括提出问题、收集实验事实、制定假设、实验验证假设、得出结论、应用等。通过实验探究,可以使学生亲身体验上述探究过程,学习实验探究的方法。化学实验过程既包括感性认识的获取,更包括理性认识的获取,实验过程中既训练了感性认识观察与实验的方法,以及与实验有关的实验条件控制、测定、实验记录、数据处理等科学方法,又训练了以科学抽象、假说、模型为主的理性认识的科学方法。只是不同的实验训练的侧重点不同。教师在教学中应有目的、有针对性地进行训练,通过不同实验培养学生各种科学方法,如钠与水反应的实验,可侧重训练学生观察的方法、实验条件控制的方法、推理的方法,以及科学抽象的方法;中和滴定的实验侧重训练学生观察的方法、测定的方法和数据处理的方法。七、培养辩证唯物主义观。辩证唯物主义观是人们认识事物的科学的思维方法。培养学生辩证唯物主义观点,不仅利于学生正确世界观的树立,而且利于学生从总的哲学思想方法的层面上来学习和理解化学基础知识,提高分析问题、解决问题的能力。世界的物质观及其运动观;对立统一观;量变与质变观;内因是事物变化的根据,外因是事物变化的条件等观点,在化学实验中都客观、生动地体现出来。因而可以借助化学实验向学生有机地渗透上述观点,让学生通过实验,将知识的学习与辩证唯物观的形成有机地结合起来。例如,通过氧化还原反应、化合与分解、溶解与结晶等实验,使学生意识到世界事物的矛盾性,矛盾对立双方的相互依存性,既对立又统一推动事物的发展变化;乙醇脱水反应的实验,需要在浓硫酸作用和一定温度下发生,且温度不同,产物可以是乙烯,也可以是乙醛。通过实验可以使学生认识到反应物(乙醇)的性质(内因)决定是否可以发生化学反应(脱水反应),反应条件(外因)决定反应的发生和产物不同;向澄清石灰水中通人二氧化碳气体的实验,随着二氧化碳的过量,产物由白色浑浊转为澄清溶液。一氧化氮与二氧化氮同为氮的氧化物,但由于氧原子数不同,二者颜色、性质不同等实验,可以使学生有机地认识量变引起质变这一唯物辨证观。除了上述化学实验的教学功能外,化学实验还能培养学生团结协作、勤俭节约、安全卫生的美德,化学实验的现象美、装置美,可以培养学生的审美意识等。因此,化学实验在实现化学教学目标、全面提高学生素养方面具有不可替代的、独特的功能作用。第二节以实验为基础的化学教学观以实验为基础是化学学科最基本的特征。在化学教学中,化学实验以其独特的作用,具有使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面全面发展的功能。以实验为基础也是化学教学的最基本特征,是每位化学教师最基本的教学观。但是,在具体的化学教学理论研究和化学教学实践中,却显露出不少这方面的认识和实践的偏差。例如,不少的人对实验在教学中的功能认识不全,把实验只作为训练实验操作技能、验证化学知识的工具;不少化学教师认为实验费工、费物、难做,不安全,做实验不如讲实验、背实验、画实验,因而黑板实验代替了演示实验和学生实验。造成这些偏差的原因,除了实验经费不足和片面追求升学率外,主要是对实验的教学功能和以实验为基础的教学观认识理解不够,对以实验为基础中的“实验”含义认识理解不够。一、以实验为基础,就是要把实验作为实现中学化学课程目标重要而有效的途径和方法,贯穿于中学教学的全过程。以实验为基础中的实验具有多重含义,多重含义使其在化学教学中具有多样化的功能,因而贯穿于中学化学教学全过程。实验作为提供感性认识的重要手段,是学生认识化学物质及其变化规律的基础与前提,应贯穿于元素化合物及化学基本概念、基础理论的学习之中。应让学生观察各种实验现象,然后通过实验现象进行思维加工,形成各种理性认识。实验作为一种探究性实践活动,是发现与建构知识,训练实验与探究技能,培养探究意识、探究能力和创新精神的重要实践活动,应贯穿于学生知识、技能、能力、情感、态度的学习之中。让学生在知识、技能的学习中尽量亲自通过实验去探究发现知识,训练实验技能,体验探究过程,使他们在建构知识、技能的同时,能力、态度、情感都得以培养。实验作为一种科学方法,是实施实验探究过程的基础和依据,应贯穿于解决化学问题的实验探究过程之中。在解决化学问题中,引导学生通过实验,运用实验方法,结合已有知识去解决问题,使他们受到科学方法以及分析问题和解决问题的能力方面的训练和培养。在以实验为基础中,实验作为实验事实,就是在分析问题、解决问题中要依据实验事实,不主观臆造。实验事实是理性认识的前提,贯穿于理性认识的学习之中。这就要求教学中尽可能通过实验获得实验事实(当然也可以从书本上获得间接的实验事实),然后在实验事实的基础上进行元素化合物知识和基本概念、基础理论等理性认识的学习;要求实验中要实事求是,尊重客观事实,尤其是实验中实验现象和数据与书本上不一致时,要找出原因,不要随意改动。以实验为基础中的实验的另一层含义是实验史实。化学科学实验史,实际上是一部运用实验方法进行实验探索,建立化学科学理论的发展史。在教学中,结合典型的化学实验史进行实验教学,不仅可以使学生在生动的实验史教学情境中获得化学理论知识和科学方法,而且有利于正确的情感与价值观的培养。以实验为基础的实验的多电含义,决定了实验在化学教学中多方面的功能,是实现中学化学教学目标重要而有效的途径和方法,应贯穿于中学化学教学的全过程。二、以实验为基础,就是要把学生作为实验教学的主体,充分发挥学生在实验中的主观能动性。学生是教学认识的主体,实验教学是化学教学认识论中的重要而不可缺少的组成部分,当然也必然是教学实验的主体。主体性是主体的根本属性,能动性则是主体性的重要内容和具体体现,是主体性的最基本特征。学生作为实验教学的主体,其主体性最基本的表现形式就是实验能动性。实验能动性是指学生在实验中所表现出来的能动作用,即在实验中的主动、积极、创造性。学生既是实验教学的主体,就应该充分发挥他们在实验教学中的主体作用,充分发挥学生在实验中的主观能动性。.应该让学生明白他们臼己是实验教学的主体,而不是消极、被动的参加者,不管是演示实验或学生实验。学生只有认识到这一点,才能在实验教学中认真实验、主动观察、大胆提问、积极思考,发挥他们的积极、主动性和创造性。.教师要积极创造条件,让学生亲自动手实验,主动参与实验。要尽可能多地进行学生实验,即使是演示实验,也应尽可能让学生演示或参与;要让学生有实验的自主权,改变那种“照方抓药”机械实验的局面,引导学生自己设计实验过程、自主进行实验;要有开放的实验时间和地点,课内实验和课外实验结合:教师在给学生充分自主实验权的同时,要加强引导与指导,加强合作与交流。.要充分发挥学生在实验中的主观能动性。引导学生通过实验发现问题、提出问题;引导学生改进与创新实验,自己设计实验;引导学生主动、认真地进行实验操作和实验观察,积极思维,看、做、想结合,捕捉各种实验现象,发现问题、改进实验方案;引导学生通过对实验现象的分析、归纳、抽象等思维加工,自己得出结论;指导学生运用实验方法解决化学问题等。.进行实验探究教学,通过学生自身的实验探究,发挥他们在化学实验中的主体作用和主观能动性。三、以实验为基础,就是把实验作为一种探究活动,强调实验探究教学。.实验探究教学是以实验为基础的化学教学观的核心。强调实验探究教学是因为:(1)科学包含科学知识和认识科学知识的过程与方法两层含义。现代科学的这两层含义,必然要体现在化学教学的目标上,即既要让学生学会化学科学知识,也要让学生学会获得知识的过程与方法。而实验探究教学在这两方面上具有独特的功能。(2)科学的教学过程是科学知识的再生产过程。科学知识的再生产必然要重演科学知识的研究过程,而科学的研究过程是以科学实验为基础的用科学方法而展开的探究过程。因此,学生获取科学知识,也必须要按照科学研究的一•般过程,运用科学方法,以实验为基础进行实验探究学习。只不过这种探究是在教师指导下的探究。(3)实验探究教学不仅为充分发挥学生的实验能动性提供了重要途径,而且有利于培养学生的探究意识、创新精神、探究与创新能力。.强调实验探究教学要做好如下几方面工作:(1)以实验为基础,进行探究性教学。让学生利用实验,运用实验方法论来进行探究学习,通过实验探究过程,建构化学科学知识的意义,进行探究科学知识的过程与方法的训练,培养探究意识、探究技能与探究能力。(2)用实验探究教学解决化学问题。进行实验的改进与创新,培养学生解决化学问题的实践能力和创新潜能。如通过实验探究,探讨实验室制甲烷的适宜实验条件;通过实验探究,创新铜与稀硝酸反应的环保实验装置等(3)在实验教学中增加探究性实验。尤其是增加一些课外研究性学习实验。依据一定的实验条件,将一些验证性实验改为探究性实验。(4)在实验探究教学中充分发挥学生的主体作用和教师的组织、引导、指导与调控作用。以实验为基础,就是在化学教学中要把实验作为学生获取化学知识、技能、训练科学方法、培养能力和态度、情感的重要途径和手段贯穿于整个化学教学过程之中。要求课堂教学尽可能通过实验来展开。通过实验来激发学生学习化学的兴趣和探究兴趣:通过实验来提出问题、探索问题、解决问题;充分发挥学生的实验能动性,让学生亲自做实验或主动参与实验;引导学生依据实验事实或实验史实,运用实验方法来探究化学物质的本质及其变化规律等。四、以实验为基础,就是在分析问题,解决问题的化学教学中要依据实验事实,不主观臆造。这不仅因为实验事实是化学理性认识的前提,而且还是化学教学中的科学态度问题。要求在实验中要实事求是,尊重客观事实,尤其是实验中实验现象和数据与书本上不一致时,要找出原因,不要随意改动。实事求是的科学态度培养是化学教学目标的重要内容。参考文献.潘鸿章主编.中学化学实验研究与创新[M].海口:南方出版社,2001.刘知新主编、梁慧姝、郑长龙著.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1992第二章中学化学实验教学第一节中学化学实验教学的基本要求一、中学化学实验的特点和一般要求。中学化学实验有别于科学研究中的化学实验和大学的化学实验。中学化学实验主要具有重复性实践的性质;实验的手段、仪器一般都比较简单,条件要求不高,但要求结果科学、现象鲜明、成功率高;以中学生为教学对象,跟中学化学教学内容紧密相连,是中学化学教学的重要内容和重要手段。中学化学实验的上述特点,决定了对中学化学实验的一般要求:中学化学实验应科学、准确、不误导学生;有教育价值,能有效促进化学知识、技能、能力、方法、情感等化学教学目标的实现;实验现象直观、鲜明,能被学生接受和理解;复现性好,成功率高;简洁、安全、卫生等。中学化学实验根据不同的标准,可分为不同的类型。根据实验主体和实施形式,可分为演示实验和学生实验,学生实验又可分为随堂实验(边讲边实验)、分组实验(实验课)、实验习题、研究性学习实验、家庭小实验等。这些不同类型的化学实验由于实验主体和实施形式的区别,使它们具有不同的实验教学基本要求。二、演示实验基本要求。演示实验是为配合课堂教学的内容,由教师(也可以是学生)进行表演和示范操作,并引导学生进行观察与思考的实验。它是化学教学中使用方便、应用最广、效果好的一种教学实验,可用于各种教学场合。如果用于一个单元和一堂课的开始,演示实验可以集中学生注意,激发学生的学习兴趣;如果用在化学概念,化学理论的教学,可为学生提供感性认识材料;用于学生提出问题,可以考核学生观察、记忆和运用化学知识的能力;用于验证假设,有助于学生进行推断、作出结论、解决化学问题;用于化学问题解决时,启发学生的解题思路;通过演示实验,让学生形成正确、规范的实验操作表象和实验的方法,受到良好实验习惯和严肃认真的科学态度的熏陶和感染。因此,教师要充分利用演示实验的功能,努力提高演示质量,做好演示实验。.演示技能的结构提高演示实验的质量,教师的演示技能至关重要。演示技能般有如下的结构:引入演示——介绍媒体——操作控制——指引观察与思考——整理与结论。(1)引入演示。引入演示的作用就是要激发学生的兴趣和动机,明确演示的内容和目的,把学生的注意力集中在教师的演示上。这就要求教师要善于运用导入的技能,使引入既简明扼要,又能集兴趣、动机于演示上。引入演示常用的方法有两种,-•种是带有探究性的创设问题情境的设问引入。把学生的兴趣、注意力集中于演示结论的探索上。如:“我们知道氯气容易与金属反应,那么它是否能与氢气反应呢?下面我们通过氯气与氢气混合,并进行光照的实验,来探讨这一问题接着板书:Cl2+H:——>?另一种引入演示的方法,就是验证性的直接引入。将实验的结论事先告诉学生,学生在心理上得以满足,注意力集中于演示结论的验证ho如“氯气容易与金属反应,氯气也能与氢气在强光照射下发生爆炸性的化学反应,生成氯化氢,放出大量的热量。下面就让我们来进行氯气与氢气混合,并用镁光照射发生爆炸反应的实验。”接着板书:Cl2+H2=2HC1+热量上述两种方式的引入都应与板书实验课题相结合,以强化实验的内容,加强注意,并预防个别学生分心后不知道演示内容。(2)介绍媒体。介绍媒体就是在引入演示之后,介绍演示所需的试剂、仪器、装置等名称,或结构、使用方法等,以便为演示操作服务。介绍仪器、设备主要是介绍实验中新出现的仪器、设备,常见的可从简。例如,物质的量浓度溶液的配制实验,可主要介绍容量瓶的构造和使用。介绍媒体一般是随演示操作的进程而进行。药品、仪器、设备应随演示的进程而逐次呈现介绍。不应一开始就把所有物品堆集于讲台上,以防引起学生的无意注意,分散学生的注意力。有些不易观察的仪器或构造,例如容量瓶上的温度、体积标记、刻度线等,可拿到学生中去让学生看个明白。配套的实验装置应分别从各部分的构造、作用等方面进行介绍。例如,氯气的实验室制备装置,应分别从气体发生装置(固体+液体一)、收集装置(有时前面还有净化装置)、尾气吸收装置,分别进行构造、作用的介绍。(3)操作控制。演示技能中的操作控制就是根据一定的实验目的,规范地进行实验操作,人为地创造、控制某些条件,排除干扰,突出主要因素,使某种或某些物质实现预期的化学变化,呈现预期的实验现象,以便进行观察和研究,从而达到认识物质的组成、性质、变化、制取或应用的目的。这里的操作控制要达到两个目的:一是示范的目的,二是要得到预期的实验效果。这就要求教师在演示实验时一定要规范操作,且注意操作与讲解结合;要求教师在演示实验前对实验要充分了解,掌握实验成败的关键,实验中的不安全因素,这样才能在演示实验中有目的地控制条件,科学、规范地操作。(4)指引观察与思考。指引观察与思考就是在演示实验的操作控制过程中,不失时机地引导学生有目的、有计划、有针对性地去观察、思考实验的现象或操作,并对观察结果进行必要的记录。目的是准确、全面地获取实验结论所需的现象,形成鲜明的操作表象,培养学生的观察能力和思维能力。实验——现象——观察——思考,这是实验,尤其是演示实验的四步曲。学生观察演示实验需要指引。这是因为,实验现象有强有弱、有长有短、有明有暗。有的稍纵即逝;有的若明若暗、真假难分:有的现象繁多、目不暇接;另外,实验装置、操作的原理也离不开及时地指引观察与思考。指引观察与思考应从演示实验的目的、观察的目的出发,有目的、有计划、有重点、有针对性地进行。①对于反应速度快,现象变化快或现象繁杂的实验,一般在化学反应进行之前就要有目的、有对象地进行观察指引。例如,为了说明钠与水反应的剧烈情况及反应生成物、钠熔点低、比水轻的性质,要观察钠投入水面的实验现象。在投入钠之前应指引学生从如下几方面观察与思考:钠是浮或沉于水面;钠的形状;钠的行为;反应的声音;反应的剧烈情况;滴入酚酰的水溶液颜色。②在演示过程中,针对实验目的,有计划地及时指引学生观察。例如,铜丝在氯气中燃烧的演示实验。为说明铜丝在点燃的条件下极易与氯气反应及反应产物。开始时应指引学生观察红色的铜丝,以及铜丝的灼热过程;灼热的铜丝放入氯气瓶中后,及时指引学生观察铜丝在氯气中剧烈燃烧的情况,及瓶中充满棕黄色烟的现象;接着引导学生观看放入少量水于瓶中后溶液的颜色。即应注意引导学生观察反应前、反应中、反应后物质在颜色、状态、气味等方面的变化情况及变化所需条件。在有重点观察的前提下,注意引导学生全面观察。(3)在反应过程中,有重点地指引观察与思考。如镁在空气中燃烧的演示实验,为说明化学变化是生成新物质的本质,应指引学生重点观察生成物的颜色、性状,并与反应物比较,以免这说明反应本质的实验现象,被耀眼的剧烈反应白光所忽视。④演示装置、操作的指引观察与思考。其方法一般是结合演示进程,边操作边指引观察。同时结合提出问题,引导思维进行,即观察与思维相互渗透。例如,氢气与氧化铜反应的演示操作,在装配反应装置和操作过程的同时提出如下问题指引学生观察思考:a.试管口为什么要稍向下倾斜?b.氢气的导气管为什么要伸入接近试管底部?c.加热氧化铜前为什么要先通一会儿氢气?反应结束时为什么撤灯后还要通一会儿氢气?这种结合问题指引观察思考的方法不仅能强化观察与认识,而且给观察带来理性成分,有利于观察与思维能力的培养。(5)整理与结论。演示技能中的整理与结论就是引导学生对指引观察所得现象,联系演示实验的反应和操作进行整理、分析、归纳,抽象出本质的东西,完成或验证演示实验的化学方程式或分析出演示装置和操作的原理,即得出演示的结论。这是演示技能中感性认识上升为理性认识的用耍要素,是学生思维方法学习和思维能力培养的重要步骤。演示实验中的整理与结论常用的方法一般有两种。一是对于探究式的演示实验,一般是从反应后物质的颜色、状态、气味及反应过程的现象出发,联系反应物的组成、结构及反应条件,依据质量守恒定律或其它必要的检验,从现象到本质引导学生分析抽象出反应生成物,完成反应的化学方程式。例如,对于铜与浓硫酸的探究式演示实验,整理与结论可依据:加热的反应条件;产生刺激性气味的气体,气体先使湿润的石蕊试纸先变红后褪色;反应后溶液稀释变蓝等实验现象,引导学生联系硫酸和铜的组成,结合前面所学二氧化硫的性质,分析、抽象出产物气体是二氧化硫,蓝色溶液中含有两价铜离子,溶液应为硫酸铜溶液。于是要求学生自己写出反应的化学方程式,完成演示实验的结论:Cu+2H2s。4(浓)AcuSO4+SO2t+2H2Oo这种整理与结论的方法一般适用于探究式演示,有利于学生抽象思维能力和创造性思维能力的培养,也有利于学生主体作用的发挥。另一种整理与结论的方法一般适用于验证性演示。验证性演示,实验前学生已知道实验的结论,故实验现象已不再是学生探求反应发生和反应生成物的依据,而是对反应生成物和条件进行验证的依据。故实验现象应联系预先知道的生成物性质加以对照、确认。这种整理联系的立足点是对结论的证实。虽有利于演示实验的完成,但不利于学生兴趣的激发和创造性思维能力的培养,一般不值得提倡。整理与结论一般都应抓住实验现象与结论的分析,引导学生来完成,并配以板书结论:化学方程式或其它原理进行。.演示实验的基本要求中学化学演示实验的对象是中学生,强烈的好奇心和形象思维是他们这个年龄阶段重耍的心理特征。中学化学实验属于基础性质。演示实验是教师通过宏观的化学事象说明微观化学变化,帮助学生形成化学概念,学习物质知识的重要途径;是教师示范,学生学习实验操作、实验方法的重要手段。故中学化学演示实验的性质、功能和教学对象决定了中学化学演示实验应具有下列基本要求。(1)演示的目的要明确每一个演示实验都服务于特定的教学内容,因而都有特定的演示目的、观察目的。一个演示实验要说明什么样的问题,帮助学生建立什么样的化学概念,揭示什么样的化学原理,要给学生什么样的操作,培养什么样的能力,以及由此要求学生观察实验的哪些方面?这些都要求化学教师心中有数,目的明确,这样才能达到应有的演示目的。例如,铝跟氧化铁反应的演示实验。实验的目的是要说明铝不仅具有强的还原性,而且反应过程中放出大量热量,因而可以把高熔点的金属从它们的氧化物中置换出来。由此而来的观察目的就是不仅要观察反应的剧烈情况,反应后的生成物,而且要注意观察稍纵即逝的红色熔融物的掉落,而不能被反应的剧烈现象所忽视。而这些只有演示者具有明确目的后,才能有针对性地指引学生观察。(2)实验要安全可靠、保证成功演示实验的安全与成功才能达到演示的目的。而实验的成功与否取决于演示者对实验成功关键的掌握、演示者的实验操作技能、实验的仪器与药品是否达到应有的要求等。这就要求教师演示前要对实验有充分的认识,有充分的准备,十分的把握。坚持课前做好预备实验,把可能导致实验失败的各种因素在演示前解决。例如,在倾倒CO2气体说明CO2的密度比空气大的实验中,常因形成湍流,有一部分CO2未倒入容器,致使实验失败。掌握这一成败关键后,我们可以用玻璃片盖住CO2集气瓶口的3/4,或用硬纸板把集气瓶口跟点燃的蜡烛隔开,并慢慢倾倒,即可保证实验成功。化学实验的仪器、药品及化学反应过程决定了化学演示实验存在许多不安全的因素。许多化学反应在一定条件下会发生爆炸,如H2与g混合点燃,CO、CH&混合一定量空气点燃等;许多反应物和生成物有毒,如Ch、CO、H2s及许多有机物等,或有强烈的腐蚀性,如浓硫酸、强酸、强碱等;演示实验的仪器大多是玻璃,不小心就会破碎或炸裂。因此,对于每一个演示实验教师必须事先明确有哪些明显的和隐蔽的不安全因素,怎么才能预防。例如,用氯酸钾与二氧化镭混合制氧气的实验。如果氯酸钾或二氧化镒不纯,其中混有还原性物质,(如碳、硫、磷、纸屑等)在加热、研磨、撞击等情况下就容易发生爆炸。因此,反应物如系工业品,必须在使用前分别进行灼热检验和除杂,或使用化学纯以上的试剂。对没有安全把握,有可能发生事故的实验,不能选作演示实验。对于有毒或有强烈刺激性的气体要尽量减少外逸,尽可能采取密封实验,防止环境污染。(3)操作要规范,现象要清晰可见示范是演示实验的功能之一,教师每•操作都是学生模仿的对象。实验操作的熟练与规范关系到实验的成败和日后学生的操作。现在相当一部分中学生,乃至大学化学专业的学生,对于滴管滴液这样简单的操作都不规范,不能说不来自各级教师示范的不正确或不注意。因此,教师对于每一个演示实验的操作都应熟练有序、规范准确、干净利落。从单项操作到成套装置都应给学生以示范作用,并能加以强化。提供丰富、生动的直观感性化学事物和现象,帮助学生学习物质知识,形成化学概念是演示实验的另一重要功能。因此,提供清晰可见的实验现象是对演示实验的一项重要基本要求。清晰可见就是要让每一位学生都能看清楚。因此,演示实验时教师应从以下方面注意:①演示的台面应高于学生坐立的高度,能让最后排学生可见。台面上不摆与演示无关的物品,以免挡住视线和分散注意。②教师站立的位置及手臂不要挡住学生的视线。③观察有颜色而现象又不太明显的物质,应根据情况采用白色或黑色的衬板。④对于现象变化不太明显的实验可采用对照实验或设法将现象放大。如采用投影仪或用盛水烧杯起凸透镜作用,把试管实验演示效果放大。⑤对于一些无现象变化或现象变化不明显的反应的实验,可将实验的变化转化成可见或更鲜明的现象。如氢氧化钠与二氧化碳的反应,无现象变化,可利用放入盛装二氧化碳气体的烧瓶中的瘪的气球,加入少量氢氧化钠振荡后,气球变大这一转换现象加以说明。⑥对于实验现象不太明显的实验,在易拿动的情况下,尽可能拿到学生中去走动,让学生观看,对不易拿动的,可让少数有代表性的学生上台观看。(4)引导学生主动参与学生是演示实验认识的主体。演示实验的过程不应是学生被动观察、接受的过程,而应是学生主动参与、积极地看与想的过程。因此,引导学生主动参与是实现演示实验功能最基本的要求和条件。引导学生主动参与,就是要发挥演示技能中引入实验的作用,从目的、需要出发,充分利用实验本身的魅力和学生好奇与探究心理,来激发学生的兴趣与动机,引导学生主动参与。学生主动参与演示实验有三层含义,一是学生主动参与实验的观察与思考,二是学生主动参与实验的操作,三是由学生进行演示实验。(5)指引观察与思维引导结合演示实验既然要为学生提供预定的实验现象,就必须有目的、有针对性地引导学生观察;演示实验的操作示范,目的是为学生提供可模仿学习的清晰表象,因而也就离不开示范的操作与说明。学生现象的观察与操作的学习更离不开积极地思维。实验证明:在观察过程中,参与积极的思维活动,可以增进对事物的理解程度。这些,都要求演示者在演示过程中不失时机地指引学生观察与思考。在指引学生观察与思考时一般应注意:①有目的地指引观察:②重点与全面结合指引观察;③指引观察与思维引导与讲解相结合。以便获得所需的实验现象,或明白操作原理,达到演示实验预定的功能。(6)推理判断,得出结论演示的最终结果是要获得一定的结论。如何从实验过程中宏观可见的实验现象得出物质变化的微观本质?这就要求教师引导学生认真分析实验现象,从现象到本质引导学生进行科学抽象,推理判断,得出结论。这一过程也是培养学生逻辑思维能力和科学方法的重要过程。教师应在“引导”学生进行“推理”上下功夫,不应直述演示的结论。三、学生实验教学基本要求。学生实验是学生亲自动手来完成的实验。它是培养学生实验技能、观察能力、实验能力、分析和解决的能力,训练科学方法,养成科学习惯和科学态度的重要教学形式。随着化学课程改革和实验教学的深入发展,学生实验的内容与范围也在扩大。学生实验包括随堂实验(也称并进实验、边讲边做实验)、分组实验(也称实验课)、实验习题、研究性学习实验和家庭小实验。前三种实验紧密结合学生所学化学知识、技能的内容,是对新的知识、技能学习的促进、训练与巩固,后两种实验是对所学知识、技能的拓展与延伸。这几种学生实验在化学教学中具有不同的作用,对它们的教学也有不同的基本要求。.随堂实验随堂实验是在化学课堂教学中,为配合新知识的学习,由学生亲自动手完成的实验。是学生实验、教师讲解、师生共同讨论相结合的课堂教学方式。随堂实验的任务与演示实验一致,但效果比演示实验好。具有观察现象更清晰,亲自动手实验,认识理解更深刻,记忆知识更牢固的优点,还可以培养实验操作技能、观察与实验等多种能力。因此,在条件允许时应多采用随堂实验。在下列条件下可尽量将演示实验改为随堂实验。(1)实验现象不明显,教师演示时难以观察清楚的;(2)仪器、药品、操作简单,学生能独立完成的;(3)实验安全、实验时间不长,不影响教学任务完成的;(4)属于重点知识或对训练实验技能、培养能力方面有特殊作用的。随堂实验由于是课堂上配合教学内容的实验,因而有如下基本要求。(1)精选实验内容。选择随堂实验内容时,必须紧密配合课堂教学内容;实验内容不必太多,能正确处理好实验、讨论、讲解在课堂时间上的关系;选择的实验应符合前述将演示实验改为随堂实验的条件。(2)课前做好实验准备工作。对拟做的实验应预试,对药品的用量、实验时间的长短、实验成败的关键要做到胸中有数;要逐一检查好分发到各桌的仪器、药品,看是否备足,满足多种实验方案的需要,符合实验要求。(3)做好课中实验的组织、指导工作。这是实现随堂实验教学目的的重要环节。首先,应严格实验纪律,未经教师发令,不得随意动用仪器和药品,但也不能以此来束缚实验过程中学生的手脚;其次,实验前应让学生明确实验目的、实验内容、操作与观察要求、注意事项等;一堂课如有多个实验,可一次性布置,一次性实验完;应尽量将实验组织为探究性实验,让学生通过实验探究发现知识和规律。实验过程中尽量放手让学生自己设计实验方案、自选仪器、药品、自定操作步骤:实验过程中教师加强巡回指导,没有特殊情况教师一般不向全班讲话,以免打乱或中断学生的实验操作和思路:应有充足时间,保证多数学生能完成实验;实验完成后应结合教学内容组织学生汇报、讨论,得出结论。让实验、讨论、讲授有机结合,完成知识内容的学习。.分组实验学生分组实验一般是在一个单元(一章或一节)学习结束之后,为了巩固所学知识,根据课本上规定的(或教师指定)实验、在教师组织和指导下,学生专门到实验室进行的实验。一般是2〜4人一组,几个人协同完成实验。有条件的学校应尽量采取一人一组,独立完成实验。分组实验被视为认识化学知识第二次飞跃时学生的实践,它对所学知识起着运用、巩固、检验和加深的作用,有利于学生实验操作技能的系统培养和熟练,有利于培养学生以实验能力为主的各种能力、科学态度和方法等。在分组实验的教学实践中,目前存在的最大问题,一是学生在实验中的主体作用发挥不够,实验过程基本上是验证知识的过程,实验操作大多是“照方抓药”的机械训练;二是实验纪律不好,“赶集式”的实验场面在很多学校可见。究其原因,可能有如下方面。(1)学生对“实验”的科学研究含义的意识差。学生没有把实验看作是一种学习和研究化学科学知识的方法与手段,没有把实验室作为科学研究的严肃场所,是为实验好玩而进实验室。(2)教师没有严格的预习实验的要求,学生没有认真预习好实验。有的教师无实验计划,临时决定学生实验,因而学生根本无法预习;有的教师虽有预习布置,但无具体的要求与检查措施,预习成为一句空话或达不到应有的效果。学生没有很好的预习实验,对实验的目的、内容、操作步骤、实验成败关键都不甚了解,因而只能“照方抓药”,且易出实验差错,出差错后又不知所措,因而造成实验纪律混乱。(3)现有的学生实验基本上是验证性的,实验过程中的方法、步骤直接陈述,谈不上学生亲自设计实验过程,因而没有多大思考性,促使了学生依样画葫芦的过程。上好分组实验课,提高学生实验的效果,应有如下的基本要求。(1)做好实验课前的准备工作。实验课前,教师应研究好实验,明确做好该实验的目的、要求和实验成败的关键,明确做好该实验的知识、技能基础,明确完成实验可能有的方法、步骤等;实验前,教师还应准备和检查好实验所需的仪器和药品,并逐一预做实验,以免学生在实验过程中因药品、仪器有问题而措手不及;实验前教师应布置学生预习实验,保证学生有预习的时间,在研究好实验的基础上,有针对性地提出预习的要求,并要求写出简要的实验提纲,实验课时进行检查,确保有效的预习。学生在实验前预习好实验。预习好实验就是要对实验的内容、目的、原理、方法、步骤做到胸中有数,对教师在预习布置中所提出的要求和问题进行充分思考或实验设计,在预习的基础上,写出实验提纲。自己对每一个实验的操作方法与步骤进行提纲式的简要设计,以便实验时不看书本或黑板,独立完成实验。(2)做好实验的组织、指导工作。学生进实验后,教师力争不占用多的时间讲解。教师可通过适当提问,来了解预习的情况,强调实验成败的关键和注意事项。教师一般在黑板上不应板书具体的实验步骤、实验操作,只板书实验内容就可以了,以免学生依据黑板上的步骤机械地进行实验,助长不预习的坏习惯。实验过程中,•般要求不看教材的实验步骤独立完成实验。实验过程中,教师要把功夫放在对学生的巡回指导上。指导学生认真观察与思考,提示观测要点,适时启发提问,激发求异思维;指导学生讨论解决实验中出现的问题;指导学生做好观察、记录;指导学生进行规范操作;及时发现实验过程中的创造性思维和创造性活动,以及实验过程中普遍性的问题;指导学生养成良好的化学实验习惯,如节省药品、水、电,爱护环境,仪器药品整洁等。在实验过程中,应全面指导与个别指导相结合,重点在个别的分散指导,一般没有特殊必要都不应向全班讲话,以免打断学生各自的实验。(3)做好实验小结分组实验的小结工作不能忽视。实验小结是学生全面建构实验意义的重要•环。学生实验要素的多维性、操作的复杂性,决定了实验结果的多变性,因而需要通过小结来统一认识,建构每一实验全面的意义。实验小结还可以通过总结各组实验的情况,达到学习先进、改正不足、激励做好实验的目的。实验小结一般可通过小组汇报、交流、讨论与教师讲解相结合的方式进行。教师在小组汇报、交流和巡视指导中收集有关实验信息的基础上,应重点指出实验中存在的问题或实验反常现象的原因,以及补救措施,也可通过亲自实验演示来统一认识;重点强调
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