新课程理念下化学实验教学的实践和思考

新课程理念下化学实验教学的实践和思考

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，是培养学生的科学兴趣、科学态度、提高学生探究能力的重要途径。《化学课程标准（实验稿）》明确指出：“化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用。”那么，在新课程实施中如何进行化学实验教学，充分发挥化学实验应有的作用呢？下面结合我们几年来的教学实践，谈谈新课程理念下化学实验教学的一些想法。一、化学实验要体现趣味性“兴趣是最好的老师”，化学实验是激发和保持学生学习兴趣的重要手段。而初中化学又是学生学习化学的启蒙阶段，更应注重实验的趣味性，唯有如此，才能使学生折服于化学世界的神奇魅力，形成持续的学习动力。在教学中，教师应精心设计演示实验，改变传统实验过于“严肃”的面貌，创设生动活泼的学习情境，从而激发学生强烈的兴趣。如在学习“二氧化碳”一课时，为了说明与水反应，传统的做法是将通入水中，加入紫色石蕊试液，观察颜色的变化（图1）。但我们在教学中觉得这个实验效果不够好，于是进行了如下改进：先将石蕊试液喷到1朵干花上，然后再进行如图2所示的实验。图1传统实验图（Ⅰ）（Ⅱ）喷稀醋酸和水，通过对比实验现象，说明酸能使紫色石蕊试液变红而水不能；（Ⅲ）（Ⅳ）将花直接或喷水后放入中，通过对比实验现象，说明与水反应。这样，通过1朵干花的一系列变化，强烈地激发了学生的兴趣，吸引了学生的注意力，从而引发了学生的思考。图2改进实验图二、化学实验要凸显探究性《化学课程标准（实验稿）》指出：“化学实验是进行科学探究的主要方式；化学实验要体现学生的自主性和探究性；设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、通过分析推理获得结论的全过程是实现探究学习的重要途径。”因此，教师在教学中要注意改进传统的实验教学模式，精心设计各种探究性实验，促使学生主动地学习，逐步学会探究。如在进行物质结构的教学时，为了说明微粒之间是有一定空隙的，教材安排了“水与酒精混合”实验，通过水与酒精混合后体积变小了这个事实，说明微粒之间是有一定空隙的。那么，如何将该实验设计成一个探究性实验，以充分调动学生学习的主动性呢？我们是这样考虑的：1.在明确了要解决的实验问题后，首先引导学生进行预测，使学生根据已有的生活经验和知识，对可能出现的情况，大胆地进行猜想与假设。2.在“明确问题”、提出“猜想与假设”之后，引导学生“设计实验”，并要求学生按照“实验条件的控制方法”进行设计，即保持物质的体积不变，只改变物质的种类，如让50mL水分别与50mL水、50mL酒精混合；让50mL酒精分别与50mL水和50mL酒精混合。3.对所设计的实验方案加以实施，“进行实验”“收集证据”，在这里应该是对混合前后物质体积进行测量、记录。4.对所收集的事实和证据进行整理和加工。为帮助学生进行分析，对数据的处理应尽可能地采用图表的形式。5.在加工事实和证据的基础上，引导学生对所探究的问题进行“解释”，并“得出结论”。在实验中可以将“解释与结论”设计成“想一想”“议一议”的形式，鼓励学生通过思考、讨论，来获得对问题的解释，得出结论。基于上述考虑，我们将该实验作了如下设计：用量筒分别进行如表1所示的实验，事先预测结果并与记录值进行比较。教学实践证明，这样设计的效果较为理想。表1用量筒做实验的对照表体积变化情况预测结果测量结果50mL水与50mL水混合50mL酒精与50mL酒精混合50mL酒精与50mL水混合说明：想一想，为什么会出现体积差异？三、化学实验要注重培养学生的创新精神培养学生的创新精神和实践能力既是全面推进素质教育的关键，又是新课程改革的要求。而化学实验作为化学学科的基础，既是理论和实践的结合点，又是体现人的认识过程从思维到再创造的最生动典范。因此，通过化学实验教学培养学生的创新精神，不仅是一条有效的途径，而且应成为首选的途径。在化学实验教学中，教师要引导学生认真操作，仔细观察，独立思考，善于发现实验中的疑点，并鼓励学生大胆质疑，勇于探索，解决问题；要鼓励学生通过积极思考，对教材中的一些实验加以改进；鼓励学生通过合作讨论，设计出新颖的、不同凡响的实验方案。例如，在介绍“二氧化碳的物理性质”时，为了说明二氧化碳比空气重，教材采用了天平衡量的方法，但在实际的操作中，由于天平的偏移，坐在教室后面的学生难以观察清楚，另外空气的流动也会引起天平倾斜，实验不易成功。在这种情况下，我们因势利导，设计了这样几个问题：课本上的演示实验有什么不足之处？怎样改进或设计该实验呢？证明“氢气比空气轻”的演示实验是如何操作的？如果直接证明“二氧化碳比空气重”有困难，那么你能否反过来进行考虑呢？在教师的启发和引导下，学生兴趣盎然，思维活跃，纷纷提出各种改进方案，最后师生一起进行归纳、分析，共同设计出最佳方案：在大烧杯中放进1只吹满空气的小气球，小气球沉入杯底，然后往烧杯中通入二氧化碳气体，气球很快上浮。改进后的实验直观、有趣、醒目，学生感受很深，同时学生的创新精神也得到了很好的培养。四、化学实验要贴近学生生活化学是一门实践性和应用性很强的科学，化学知识已广泛深入地渗透到个人和社会生活的各个方面。化学现象、化学变化无时不在、无处不在。现代社会的文明进程与化学的发展息息相关。因此，贴近生活、贴近社会，已成为中学化学实验教学改革的出发点和落脚点。新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身优势，通过化学实验拉近学生与化学科学间的距离，让学生体验到知识的实用性和价值性。例如，“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”“使用pH试纸测定唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸碱性”“用简单的实验方法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维织成的布料”“酸雨危害的模拟”等实验，使学生真切感受到化学就在我们身边，化学与我们的生活和社会发展密切相关。同时，教师在教学中要注意引导学生关心我们身边的事物，观察和探究身边的常见现象，从中发现问题、解释问题，不断增强学生对化学的好奇心和探究欲望。五、化学实验要渗透绿色化学思想绿色化学(GreenChemistry)也称环境友好化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)，它是指设计对环境没有或者只有尽可能小的负面作用，并且在技术上和经济上又可行的化学品和化学过程。相比于通常所说的环境保护，绿色化学是对环境更友善的化学，它是一种主动积极地防止化学污染、从源头上阻止污染的化学。因此，绿色化学已成为当今世界各国普遍接受和大力实施的可持续发展方针的重要组成部分。这也正是《化学课程标准（实验稿）》所提出的“使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展中的地位和作用”这一基本理念的初衷。显然，化学实验教学是渗透绿色化学思想，正确培养公民环境意识的重要途径。因此，教师在教学中应注重挖掘教材中的实验，充分利用一切资源，使绿色化学教育自然、生动地渗透到元素及化合物等教学中。例如，在传统的化学教材中，制取氧气通常使用以下两种。六、化学实验要考虑微型化《化学课程标准（实验稿）》指出：“要指导学生利用生活中的常见用品和废弃物制成简单的实验仪器，或替代实验用的化学药品。这样既有助于解决实验仪器、药品的短缺问题，又可以培养学生的实践能力以及节约和环保意识。如用贝壳或鸡蛋壳代替碳酸钙，用食用碱代替碳酸钠，用废弃的饮料瓶和小药瓶作反应容器等。”而这正是微型实验的一大基本特征。同时，由于同常规实验相比，微型实验具有取材容易、操作方便、现象明显等特点，故能极大地激发学生学习化学的兴趣，有效提高课堂教学的质量。事实上，微型实验的魅力不仅仅局限于此。第一，微型实验要求学生通过自制仪器进行实验，因此可以训练学生的动手能力，培养学生的创新思维，同时较大的实验成功率又可以增强学生的自信心和学习化学的兴趣。第二，微型实验的器材来源广泛，可以做到人手一套。在教学中，教师只要积极引导，就能实现人人动手的目标，从而改变过去那种“一人做、大家看”的局面，使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式，变为“主动”和“探索式”的学习方式。第三，微型实验要求使用尽可能少的试剂，因而可以大大减少实验的“三废”；同时它在一定程度上做到了对化学药品的循环使用和回收利用，从而把预防化学污染的思想贯穿于化学教育的全过程中，有利于学生绿色化学意识的形成。例如，在“铁的冶炼”一课关于冶炼原理的实验探究中，要用一氧化碳还原氧化铁，实验药品用量大，制气的量大，耗能耗物多，毒性的危险隐患大，学生对此实验具有恐惧心理；实验现象明显出现时间晚，完成整个实验耗时长，且由于整个实验装置的体形太大，不能巡回展示，出现“教室后方教学盲点”，教学效率不高；对还原性气体未充分利用，原料的利用率低。对此，经过讨论后，我们尝试设计了如图3所示的微型化装置：实验时，把沾上氧化铁粉末的玻璃毛塞进玻璃管，具支试管中注入4mL浓硫酸，滴管中吸入2mL甲酸，用自制微型酒精灯加热，外缠铁丝的橡皮管可随时调节角度对玻璃管加热，又可进行尾