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有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教育論文
《教育規(guī)劃綱要》中提出“堅(jiān)持能力為重”。修訂后的義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)為落實(shí)這一指導(dǎo)思想,特別強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)要求,在“科學(xué)探究”部分新增加了“(四)完成基礎(chǔ)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)”,《課標(biāo)》列舉了8個(gè)實(shí)驗(yàn),以加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),再次突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要地位。目前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是一般先由教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn),最后討論歸納得出物質(zhì)的性質(zhì)、制法或規(guī)律。但是,隨著新課程實(shí)施的縱深推進(jìn),這樣的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的要求。實(shí)踐中我們覺得:若能把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì),那么,對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力會(huì)起到事半功倍的作用。
本文僅以“鹽酸和氫氧化鈉溶液能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”為例,來(lái)說(shuō)明在教學(xué)中如何有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,確立研究?jī)?nèi)容
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的題材新穎,更容易引起學(xué)生探索的興趣和愿望,激發(fā)求知欲。所以,在教學(xué)中教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,引導(dǎo)學(xué)生提問(wèn)。提問(wèn)是學(xué)生進(jìn)行探究的動(dòng)力,鼓勵(lì)學(xué)生多提問(wèn),改變“教師問(wèn),學(xué)生答”的呆板模式,變“學(xué)生答”為“學(xué)生問(wèn)”,活躍思維。要借助依據(jù),鼓勵(lì)學(xué)生猜想,培養(yǎng)學(xué)生形成假設(shè)的能力,從而確立研究?jī)?nèi)容。
例如,在學(xué)習(xí)“中和反應(yīng)”內(nèi)容時(shí),可先演示趣味小實(shí)驗(yàn)“變色的小花”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望,再創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動(dòng)的問(wèn)題情景:教師向一支試管中加入少量氫氧化鈉溶液,再逐漸滴加稀鹽酸,振蕩,使其充分混合。讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師再提出問(wèn)題:氫氧化鈉溶液和鹽酸混合在一起后,我們并沒有觀察到明顯變化,它們之間是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?同學(xué)們就會(huì)七嘴八舌,各抒己見:①兩者沒有發(fā)生反應(yīng);②兩者發(fā)生反應(yīng)了。同時(shí)也就確定了研究?jī)?nèi)容,即鹽酸與氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
二、根據(jù)研究?jī)?nèi)容,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
在確定了研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析所研究的內(nèi)容。首先,對(duì)研究的課題所涉及的化學(xué)原理,對(duì)參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)的性質(zhì)要有全面、較深入的了解和認(rèn)識(shí),要盡可能估計(jì)到在什么樣的實(shí)驗(yàn)條件下,可能發(fā)生什么樣的化學(xué)反應(yīng),以及產(chǎn)生什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次,必須按照化學(xué)反應(yīng)原理,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件的控制、發(fā)生反應(yīng)時(shí)可能產(chǎn)生的能量變化,來(lái)預(yù)選實(shí)驗(yàn)方法和手段。然后,確定實(shí)驗(yàn)操作的程序和步驟。在實(shí)驗(yàn)控制條件方法上,可向?qū)W生介紹全面比較法、優(yōu)選法、正交試驗(yàn)法等探尋最佳實(shí)驗(yàn)條件的方法,設(shè)計(jì)出合理的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案,以保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施。教師要從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)藥品和儀器及裝置、實(shí)驗(yàn)操作及操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等六個(gè)方面進(jìn)行指導(dǎo),以幫助學(xué)生設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案。
例如,在上述“鹽酸和氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,教師可以提供一些備選的實(shí)驗(yàn)藥品(鹽酸、氫氧化鈉、石蕊、酚酞、pH試紙等)和儀器(玻璃杯、溫度計(jì)、試管、燒杯等),并引導(dǎo)學(xué)生分析指示劑與酸、堿反應(yīng)的顏色異同,酸、堿性溶液的pH異同,化學(xué)反應(yīng)常伴隨著能量變化等化學(xué)知識(shí),通過(guò)對(duì)比分析來(lái)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案:①借助酚酞的變色來(lái)驗(yàn)證;②借助石蕊的變色來(lái)驗(yàn)證;③通過(guò)測(cè)溶液的pH來(lái)驗(yàn)證;④測(cè)溶液的溫度變化來(lái)驗(yàn)證。
三、討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案初步形成后,教師要嚴(yán)格把關(guān),與學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性,要從理論應(yīng)用是否正確、實(shí)驗(yàn)方法是否可行、能否達(dá)到預(yù)期目的等多個(gè)方面進(jìn)行論證,反復(fù)修改,最終加以確認(rèn)并實(shí)施。
例如,在上述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,學(xué)生說(shuō):可以用紫色石蕊試液。具體操作是:在盛有NaOH溶液的試管中滴加2滴紫色的石蕊試液,石蕊變藍(lán)色,然后逐滴加入鹽酸,此時(shí)若藍(lán)色變成紫色,說(shuō)明NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。有的學(xué)生會(huì)馬上反駁:這方法不好,因?yàn)椤八{(lán)變紫”分辯不清,應(yīng)改為在盛有鹽酸的試管中滴加2滴石蕊,石蕊變紅色,然后逐滴加入NaOH溶液,當(dāng)紅色變成紫色,證明它們發(fā)生反應(yīng)。有的學(xué)生建議:可以做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。其他學(xué)生也發(fā)表了自己的看法:用酚酞作指示劑,因?yàn)镹aOH能使無(wú)色酚酞試液變紅色,滴加鹽酸后紅色變無(wú)色,就證明了NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。
還可以用pH試紙,從pH>7一直測(cè)到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH與鹽酸混合,然后用手摸(或者用溫度計(jì)測(cè)量混合前后溶液的溫度變化),如果發(fā)燙,說(shuō)明反應(yīng)了。教師既要引導(dǎo)學(xué)生分析各個(gè)方案的理論正確性,又要引導(dǎo)學(xué)生分析自己的實(shí)驗(yàn)方案是否能完成,是否能達(dá)到驗(yàn)證目的,如果達(dá)不到目的,應(yīng)該怎樣改進(jìn),以確保學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案確實(shí)可行。
四、依據(jù)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
在整個(gè)操作過(guò)程中,教師要密切注視每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況,并作具體指導(dǎo),確保實(shí)驗(yàn)萬(wàn)無(wú)一失。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要認(rèn)真思考,分析其中的原因,然后有針對(duì)性采取相應(yīng)的措施,進(jìn)行必要改進(jìn),逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度和探究精神。
例如,在上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的很多錯(cuò)誤操作都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,鹽酸和氫氧化鈉溶液的量的控制恰當(dāng)與否,直接影響到溶液的顏色變化。氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液,溶液變成了紅色,過(guò)了一會(huì)兒,紅色溶液可能變?yōu)闊o(wú)色;滴入鹽酸后,還可能產(chǎn)生氣泡;用手摸試管底部,溫度變化可能不明顯等現(xiàn)象都有可能發(fā)生, 教師要從多方面進(jìn)行指導(dǎo),以保證學(xué)生能夠按自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
五、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)
學(xué)生完成自己的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),并按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作后,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析和討論實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足,再對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,教師要引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的步驟和方法是否完善、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是否全面、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否有針對(duì)性、實(shí)驗(yàn)操作理論是否正確、實(shí)驗(yàn)操作是否簡(jiǎn)單易行安全可靠、實(shí)驗(yàn)成本是否經(jīng)濟(jì)合理等方面進(jìn)行全面綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而分析出自己的實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足,并加以改進(jìn)。
例如,在上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流,得出結(jié)論。判斷無(wú)明顯現(xiàn)象的中和反應(yīng)是否發(fā)生的方法很多,如用pH試紙,但操作時(shí)間長(zhǎng),數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;根據(jù)熱量的變化來(lái)判斷也不是最佳方案,因?yàn)橹泻头磻?yīng)是放熱反應(yīng),但如果濃度太稀或量太少,熱量變化也不明顯;如果用紫色石蕊判斷,由于藍(lán)色到紫色的變化不是很明顯,因此最佳的方案還是用酚酞作指示劑,從而確定出最合適的實(shí)驗(yàn)方案。
總之,這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)雖然費(fèi)時(shí)費(fèi)力,但能較好地激起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望。學(xué)生不但掌握了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,更能讓學(xué)生學(xué)會(huì)從不同的角度、不同的方位對(duì)同一問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)識(shí),拓展了學(xué)生的思維空間。
【有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教育論文】相關(guān)文章：
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