目錄
摘要 I
Abstract Ill
1、 中學化學實驗教學的現狀分析 1
1.1實驗在當今中學化學教學中的地位和作用 1
1.2中學化學實驗的選材及手段的現狀分析 4
1.2. 1中學化學實驗的選材 4
1.2. 2中學化學實驗的手段 7
2、 新課程與化學實驗教學功能的再認識 9
2.1化學實驗的認識功能 9
2.2化學實驗的動機功能 11
2.3化學實驗的方法論功能 12
2.4化學實驗培養學生能力的功能 13
2.5化學實驗的探究功能 15
2.6化學實驗的人文教育功能 17
3、 新課程與化學實驗教學內容和方式的再選擇 21
3.1充分體現以實驗為基礎的化學教學觀 21
3.2實驗內容貼近學生的實際生活 23
3.3實驗內容貼近社會生活實際 24
3.4實驗內容注重了實驗的趣味性 25
3.5以探究為主的化學實驗教學方式 26
3.5. 1活動與探究 27
3.5. 2觀察與思考 27
3.5. 3家庭小實驗 28
3.5.4聯想與啟示、討論與交流 29
3. 5. 5調查與研究 29
4、 中學化學實驗的教學模式 31
4.1驗證性實驗與探究性實驗的比較 31
4.2探究性實驗教學的理論依據與指導思想 33
4.3探究性實驗教學研究的目麗意義 二^
4.4探究性實驗在教學中的功能 36
4.4.1運用探究性實驗掌握雙基 36
4.4.2運用探究性實驗掌握實驗技能 38
4.4.3運用探究性實驗培養學生創新能力 39
4.5驗證性實驗教學模式 40
4.6探究性實驗教學模式 43
4.7探究性實驗案例 49
4.8探究性實驗評價 53
5、中學化學實驗發展趨勢 58
5.1實驗的選題與教學形式的多元化 58
5.2實驗的儀器與設施的現代化 60
5.3學生實驗簡約化 60
5.4實驗安全與趣味性 61
5.5學生實驗微型化 62
后記
參考文獻
1、中學化學實驗教學的現狀分析
1.1實驗在當今中學化學教學中的地位和作用
近十多年來,我國教育的改革和發展步伐是較快的,在90年代,中學化 學教學中一本教材一統天下的格局已被打破,各種教學流派競相而出,形成 了百花齊放、百家爭鳴的局面,但不管是哪一種教學理論或模式,不管哪一 教學流派或從哪一個角度來考慮,沒有一位教育專家會否定實驗教學在中學 化學教學中的重要地位和作用。廣大化學教師都能認識到:實驗教學可以激 發學生學習化學的興趣,幫助學生形成化學概念,獲得化學知識和實驗技能, 培養觀察和實驗能力,還有助于培養實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學 的學習方法。因此,加強實驗教學是提高化學教學質量的重要一環,也是評 價教學質量的一個重要方面,為此,許多化學教師在學校及有關教育行政部 門的支持下,克服了多種困難,積極創造條件,按照教學的要求,開出或基 本上開出了演示實驗和學生實驗,為提高化學教學質量作出了巨大的努力。
我對全校高中三個年級的同學作了一次調查(調查統計數據見下表1.1), 盡管調查的樣本容量較小,樣本的代表性也不十分全面,但仍可以看出我國 中學化學教學對實驗的重視程度已有很大的提高。例如教材上的教學實驗全 部做或大部分做的學校,在高中組已達90%,這與幾年前所做的類似調查相 比,提高了一倍多。
表1.1部分中學化學實驗教學調査統計表
調查項目 初三 高三
不做演示實驗和學生實驗 7. 1% 4.3%
只做個別的演示或學生實驗 22.9% 5. 7%
教材上的演示實驗、學生實驗全做或基本全做 70.0% 90%
同時,我還對在校近百余名中學化學教師就中學化學實驗的作用也做了 相關的多項調査,調査結果顯示,目前部分中學化學教師對化學實驗普遍公 認的教學作用大致可以歸納為以下幾個方面:
1.幫助學生形成正確的基本理論、基本概念,獲得、驗證有關的化學知 識。
2.激發學生學習化學的興趣,推動學生愉快、主動地學習和探究化學知 識及化學問題。
3.培養學生的化學實驗技能,提高實驗基本操作等動手能力,使學生的 知識和技能得到協調的發展。•
4.培養學生的觀察能力和邏輯思維能力,提高通過實驗來分析和解決與 化學有關的實際問題的水平。
5.培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。養成尊重科學、注重實踐、 認真負責、獨立思考的良好習慣。
6.培養學生辯證唯物主義的世界觀。
中學化學實驗的作用及其重要性能獲得廣大中學教師的認同,顯然是一 件令人可喜的事情。但是毋庸諱言,從總體上看,我國中學化學實驗教學的 質量仍是不高的。造成這一結果的原因很多,例如傳統化學學科教育的消極 影響尚未得到根本消除,在實際教學過程中還存在著動機與效果不一致的現 象;各地新編的化學教材(包括實驗教材)在某些方面依然存在局限性,仍不 能適應社會發展、學生發展和化學科學的發展;偏遠、貧困地區受設備、財 力、師資的限制,許多學校及家長片面追求升學率的傾向變化不大等等。在 此,我以學生實驗能力培養的調查為例來試作一些分析:
作為全國教育科學“八五”規劃的國家教委重點課題之一一《學生實驗 能力調査》,曾首次在全國較大規模地抽樣調査了 10個省、市共10621名學
生。對學生的物理、化學、生物等各種實驗動手能力進行了測試。測試的滿 分為30分,及格標準是18分。結果高中化學實驗能力平均分為17. 05分, 初中化學實驗能力平均分為19.16分。在調查測試過程中,學生們簡單操作 好,細心操作較差;直觀模仿性實驗尚好,設計型實驗很差。課題組通過對 測試結果進行分析得出的綜合評價是:高中學生實驗能力不及格,初中學生 實驗能力也是不及格!頗發人深思。也許,我國中學化學教學的實驗設備、 條件還不盡如人意,但學生實驗能力低下的原因不能僅歸咎于此點。請看另 一個事實:我國參加國際奧林匹克競賽的選手大多來自大城市的重點中學, 這些學校的實驗條件并不亞于國外,而且經過層層選拔,選手們普遍接受了 包括實驗在內的嚴格訓練。但是歷年的競賽結果常常是實驗部分的成績遠遜 色于理論部分,致使多次出現因為實驗部分成績不佳而使總分下降、與金牌 甚至與銀牌無緣的情況。
要提高中學生的化學實驗能力,應該從多方面入手考慮,除了改善實驗 條件外,還應在教學制度、課程設置、教材內容、教學評價、教師素質等方 方面面作出相應的變革和改進。目前對化學實驗能力培養的看法,就教師而 言可能就存在著一些觀念上的偏差。例如有的化學教師把化學實驗技能與化 學實驗能力劃上了等號,也有人把化學實驗能力僅僅歸結為實驗操作活動的 能力。這些教學觀念上的偏差,勢必會影響化學實驗能力的培養,其結果就 可能導致培養出一些“照方抓藥”的操作員或動作熟練的“機械手”。化學實 驗能力應該包括選擇和明確課題的能力;查閱有關文獻資料的能力;構思、 選用實驗方法和設計實驗方案的能力;觀察實驗,收集有關事實、資料、數 據的能力;分析、研究和處理事實、資料、數據,形成概念,作出判斷、推 理和發現規律的能力;表述實驗及其結果、最終解決問題的能力等等。我們 只有把化學實驗能力理解為是由多種成分組成的一種綜合性能力,才能在化 學教學中科學而合理地安排好實驗教學活動,幫助學生形成和發展化學實驗 的綜合能力,培養出全面發展的高材生。
以上,我僅分析了在中學化學實驗能力培養方面的一些問題及看法。其 實,在中學化學實驗教學方面關于科學方法的教學,關于科學思想和科學精 神的培養等等,也都存在著一些觀念上的誤區和偏差。如果我們能在這方面 做些思考和探究,則無疑有益于中學化學實驗教學質量的提高和飛躍。
1.2中學化學實驗的選材及手段的現狀分析
在90年代,全國許多省、市、自治區本著“一綱多本”或“多綱多本” 的教材建設方針,編寫出了不少適合本地區使用的化學教材。這些化學課本 由于要顧及社會需求和突出本地區學習化學的社會生活情境,在體系編排和 內容選擇方面會產生較大差異,這些差異當然也涉及到教材中具體實驗的選 擇和設計,而實驗選材及實驗教學手段的改革與教材知識結構及背景的變化 相比,其表現形式往往更為生動、活潑,更易引起人們的關注。另外,化學 實驗的改革還可折射出編寫者的各種課程觀及教材的特點和水平,還能反映 出我們這個時代教學觀的各種變化。
1.2.1中學化學實驗的選材
中學化學實驗的選材可包括實驗的數量和內容兩個方面。為了發揮實驗 在化學教學中的重要作用,應保證教材中編有足夠數量的實驗,尤其是學生 實驗。由于受經濟條件的限制,以往我國中學化學教材編入的實驗數要比一 些發達國家少。自改革開放后,尤其自90年代起已有較大改變。表1.2、表
1.3列出了國內外中學化學部分教材中實驗數量的分布。
從上述表的統計數可知,我國現行中學化學教材中編入的學生實驗的數 目要比西方發達國家少得多。這里有受教育經費制約的因素。我國目前廣大 農村、邊遠地區的學校,化學實驗設施還不夠完善,實驗室數量不足,裝備
表1. 2 部分國家中學化學教科書中編入學生實驗的數目
國別 書名 作者或出版社/ (年) 學生實驗
數目
美國 現代化學
Modern chemistry H»C •梅特卡夫/ (1974) 65
化學基礎
Foundation of chemistry E-R-圖恩/ (1980)
Ernest R • Toon 67
化學概要
Chemistry Summary A • W •格林斯通/ (1980) 115
德國 化學 Chemistry A •凱姆帕/ (1982) 375
中國 初中化學 人民教育出版社化學編輯室/
(1987)年版 8+4
高中化學(必修) 16+3
髙中化學(選修) 7+2
表1. 3高一新教材(2000年人教版)與高一舊教材(1995年版)實驗數量
高一新教材 高一舊教材
演示實驗 學生實驗 選做實驗和
家庭小實驗 演示實驗 學生實驗 選做實驗
38個 8個 10個 34個 8個 1個
也較差,沒條件做大量學生實驗。另外,我們的化學實驗的教學觀仍受到傳 統的實驗教法的影響,一些經濟發達地區的化學教材,其學生實驗遞增的幅 度還是有限。但我國近年幾套地方性中學化學教材中實驗編排的數量、質量, 總體來說是呈上升趨勢,如表1.3中,新教材中實驗的數量與舊教材相比, 遞增了 30.6%。況且上述新教材中有10個課外實驗,其實也應歸類到學生實
驗。所以從教材的實驗數量變化上可以看出實驗教學改革、發展的一種趨勢。 從實驗的內容看,不少地方教材己注意到要緊密地聯系社會生產和生活。 有些實驗還具有實用價值,實驗的趣味性也有所提高,有些實驗還能按問題 中心模式編排。下面列出的是兩套中學化學教材初三年級的一部分實驗目錄:
1.各種水的含氧量測試及比較實驗
2.酸雨的pH的測定
3.香煙的毒性檢驗
4.天然纖維和合成纖維的染色比較實驗
5.自制肥皂實驗
6.鐵釘的淬火和退火實驗
7.原油的蒸餡實驗
&飲用水的處理實驗
9.用活性炭自制簡易凈水器
10.各種水的硬度測定及水中氯離子的檢驗
11.煤氣爆鳴實驗
12.粉塵爆炸實驗
13.酸、堿對動、植物纖維的腐蝕性比較實驗
從以上實驗目錄可以看出,我國的現行中學化學教材的實驗內容已經發 生了一些變化,甚至是質的飛躍。自50年代起我國的化學教材就沿用蘇聯 40—50年代的教科書,它屬于典型的學科中心教科書,側重于化學基本原理、 基本概念及元素化合物基礎知識的傳授和驗證,較遠離社會和生活,較枯燥 無味。而上述實驗內容則與學生的生活及時代靠得較近,有些實驗是開放式 的,學生無法從書本上找到現成的答案,這有利于學生的實踐能力、創造能 力及探究鉆研精神的培養,也有利于激發學生的求知欲。這種課題式的實驗 教學活動是社會中心課程中最常見的。因此有人把近年我國出現的一些既注 意科學知識的系統性,又注意對社會生活背景中化學問題的認識與解決的一 些地區性教材稱作融合式化學教材。
1.2.2中學化學實驗的手段
化學實驗手段是指由化學實驗儀器、裝置、工具和設備等所組成的,為 使化學實驗者改革和控制化學實驗對象而使用的實在物體的總和。中學化學 實驗的手段當然還要考慮到教學的因素。
我國自50年代起的四十余年期間,中學化學實驗的手段基本沒有什么變 化。在80年代全國的統編教材中,化學實驗所采用的儀器、實驗裝置等甚至 是近百年沒有什么變動的。這與當今科技高速發展的現狀是極不相符的。另 外,統編教材中對常規實驗的操作、實驗的步驟和方法等也規定得過于“規 范”和“具體”。這些過于刻板的手段和做法既不利于化學實驗教學的開展及 各學科知識之間的溝通,也不利于培養開拓型、創造性思維的人才。
就以稱量為例來看,200多年前由于化學家拉瓦錫的倡導,在化學研究 中普遍使用了天平。一直到20世紀80年代,托盤天平仍為我國中學化學實 驗中唯一的稱量儀器。物理學中的彈簧秤、家用的袖珍秤、商店的盤秤及現 代化的各式電子秤等,與中學化學中的稱量始終無緣。盡管中學用的托盤天 平只能準確到0. 1克,但80年代的一些化學教材仍規定“取用懿碼時要用錫 子,而不可用手直接拿”。這種過分地循規蹈矩,過分地強調使用“純化學器 具”和“規范化操作”的情況在我國化學實驗教學中是屢見不鮮的,其結果 無疑是給學生增添了又一道桎梏。
90年代我國一些地區性中學化學教材在這方面有了一些突破,例如我國 一些大城市由于經濟、技術相對發展較快,多種較現代化的儀器、裝置被選
進教材。在定量實驗的稱量中選用了高精密度的數字顯示電子天平,測量溫 度的普通溫度計也被數字顯示的電子測溫儀所替代。又如靈敏度可作適當調 整的導電儀等各種電子儀器也被引人化學實驗教學中,這些儀器使用方便, 實驗和教學的效果都大為改觀。另外,不少地區性中學化學新教材中把日常 生活常見的一些物品如塑料袋、塑料瓶、液化氣儲氣小罐、注射用的針筒等 等,也引用到化學實驗教學中。這一系列的多樣化的實驗手段的改革,在很 多地區近幾年的教學中,已獲得了明顯的教學效果。
目前我國中學化學實驗手段變革的現狀,正說明我國化學教學改革的步 伐已經啟動,一些傳統的、經典的實驗內容及方法正在被更為科學、更為先 進而高效的內容和方法所替代,可以相信,未來的化學實驗內容及手段必定 更為科學而完美。
2、新課程與化學實驗教學功能的再認識
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,從化學科學的形成和發展來看, 化學實驗起到了十分重要的作用。化學實驗不但是化學科學的基礎,而且也 是中學化學教學的基礎。化學實驗對于提高化學教學質量,全面落實培養科 學素養的目標,具有其他教學內容和形式所不能替代的作用。
“以提高學生科學素養為主旨”的基礎教育化學新課程,從“知識與技 能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”等三個維度提出了化學新課程的目 標體系;倡導“以科學探究為主的多樣化的學習方式”;重視學生的“親身經 歷和體驗”;強調“創設生動活潑的學習情境”。這些新的課程理念在中學化 學教學中的落實和實施,都離不開化學實驗。因此,為了更好地實現化學新 課程的教育目標,就要求我們有必要重新審視化學實驗在中學化學教育教學 中的功能。
2.1化學實驗的認識功能
從認識論的角度來看,化學教學過程是一個特殊的認識過程。因此,教 學過程中學生獲得知識的過程也應符合人類認識事物的規律,即從感性到理 性,再從理性到實踐。而對于化學課堂教學而言,學生感性知識的獲得很大 程度上來源于化學實驗,所以化學實驗對于學生完成化學學習的認識過程起 著非常重要的作用。
首先,化學實驗能引發學生的化學教學認識,化學實驗是提岀化學教學 認識問題的重要途徑之一。學生在學習化學時,當其已有知識和經驗即“當 前狀態”和學生目前未知但準備去探究的新知識,如物質的性質、變化、現 象、化學概念、理論等“目標狀態”之間產生差距,這種差距就是化學教學 認識問題。化學實驗正是提出化學教學認識問題的重要方式之一。
其次,化學實驗為學生提供化學事實性知識。化學事實性知識指的是反 映物質的性質、制法、用途、存在等多方面元素、化合物及其應用的知識。 一方面,化學實驗能夠為學生認識元素化合物知識、學習化學概念和理論提 供化學實驗事實。在化學新課程中許多概念、理論的形成,大都是從認識元 素、化合物的性質開始的,而要感知元素、化合物的性質,則必須通過生動 形象的化學實驗,讓學生通過化學實驗中物質變化的現象,感知化學事實, 通過對化學事實的分析、對比、歸納、總結,形成化學概念、化學理論和化 學觀念。
另一方面,化學實驗能為學生檢驗、鞏固化學知識和理論,驗證化學假 說提供事實性知識。在校學生所學習知識的特點是前人已知的知識,但對于 學生而言是未知的,學生對知識的理解掌握程度如何,可以通過實驗來檢驗, 并通過化學實驗室知識得到鞏固和加強,同時化學實驗還可以對學生提出的 假說提供事實性知識,以支持、驗證假說的正確性。
[案例1]
用微粒的觀點看物質
活動與探究
[實驗1]取幾支量筒分別進行下面的實驗,事先預測結果并與記錄值進 行比較 表2.1水與酒精混合的體積變化
實驗操作 體積變化情況 體積變化情況
預測結果 測量結果
1. 50ML水與50ML水混合
2. 50ML酒精與50ML酒精混合
3. 50ML酒精與50ML水混合
該案例中化學認識問題是“微粒之間是否有空隙”并通過實驗證明微粒
之間有空隙這一觀點。
2.2化學實驗的動機功能
從心理學的觀點看,青少年學生普遍具有強烈的好奇心和求知欲,對新 奇的事物具有濃厚的興趣和探究欲望,而化學實驗正是具有這種特點。化學 實驗中五彩繽紛的實驗現象能夠引起學生濃厚的認識興趣,而這種認識興趣 是學習動機中最現實、最活躍的成分。學生對化學實驗的興趣是認識興趣中 一種重要的表現形式。是學生對化學實驗的一種帶有強烈感情色彩的特殊的 活動傾向,是促進學生進一步探究物質及其變化規律的一種重要的內驅力, 具有較強的動機功能。當學生對化學實驗產生濃厚的興趣時,他就會認真操 作、仔細觀察,并在實驗活動中產生愉快、滿足、興奮等情感體驗,促使化 學實驗順利完成,同時使化學實驗興趣得到進一步強化,并逐漸轉化為學習 化學的強烈的學習動機。
[案例2]
滴水著火
活動與探究
[實驗1]在小燒杯中放入一藥匙Na202粉末,迅速用躡子取一團干燥的 棉花放入燒杯中,用躡子翻動棉花團,使棉花充分沾上過氧化鈉粉末,然后 一手用銀子夾住棉花球,一手用膠頭滴管滴幾滴水于棉花上。
[實驗2]用不沾M2O2粉的棉花團在空氣中燃燒的實驗。
比較兩個實驗: 表2. 2實驗現象觀察記錄表
實驗現象 實驗結論
實驗1
實驗2
通過此游戲實驗,加深了學生對知識的理解和掌握,激發了學生的思維 興趣。
2.3化學實驗的方法論功能
新課程中的化學實驗不僅是一種實踐活動,它更是一種方法和過程,學 生通過親歷科學實驗探究的過程,一方面獲得有關的化學知識,掌握相關的 化學實驗技能;另一方面體驗化學實驗的科學方法,如觀察的方法、實驗的 方法、實驗記錄的方法、對實驗數據和事實的處理方法、科學抽象的方法、 假說的方法、模型的方法。如此經過長時期的訓練和積累,就能逐漸達到新 課程中要求的培養學生科學素養的總目標。
[案例3]
關于氫氧化鋁的生成
活動與探究一
操作1:向裝有少量A1C13溶液的試管中加入氨水溶液至過量,震蕩,觀 察現象。
操作2:向裝有少量氨水溶液的試管中加入A1C13溶液至過量,震蕩,觀 察現象。
操作3:向裝有少量A1CL溶液的試管中加入NaOH溶液至過量,震蕩, 觀察現象。
操作4:向裝有少量NaOH溶液的試管中加入A1CL溶液至過量,震蕩, 觀察現象。
表2. 3實驗現象觀察記錄表
操作 實驗現象 實驗結論
操作1
繪制沉淀曲線
1.用縱坐標表示加入物質的體積,橫坐標表示生成沉淀的量,繪制生成 沉淀的量隨加入物質的體積的變化而變化的曲線。每小組合作繪制一張,貼
在墻上。
2.繪制的曲線有什么特點,為什么?
這是一個通過“過程”對學生進行“方法”培養的案例。實驗中用到了 “測定”,“實驗條件控制”…“實驗現象記錄”“表格化處理” “繪制圖表” 等實驗方法。
2.4化學實驗培養學生能力的功能
從心理學的角度看,能力是使活動的任務得以順利完成的心理特征。能 力是同活動密切聯系著的,離開了活動,能力既不能形成也無從表現。在化 學實驗教學的活動中,實驗、觀察和思維三者始終是聯系在一起的。觀察離 不開思維,而以實驗觀察獲得的感性認識材料為基礎來實現認識上的飛躍, 以達到理性認識的目的,就更離不開思維活動。因此可以說,實驗觀察是進 行思維的條件,實驗觀察有利于思維能力的培養,而培養思維能力是培養學 生諸多能力的核心,是提高化學教學質量的關鍵。
青少年的思維活動是有其內在規律的。一般來說,是從具體的形象思維, 到經驗型的抽象思維,過渡到理論型的推理思維,最后發展為辯證思維。遵 循這一規律,在化學實驗教學中可以采取如圖2.1所示的圖示法:
碩士學位論文
MASTER' S THESIS
圖2.1實驗教學過程示意圖
根據圖2.1所示,可以在教學中充分依據教材體系,利用探究實驗、學 生分組實驗,借助對實驗現象的分析,培養學生分析、綜合、歸納、演繹、 抽象概括的思維方法。
[案例4]
制取Fe(0H)2白色沉淀
活動與探究
在有關制取Fe(0H)2白色沉淀時,我按教材上的步驟演示給學生看,學生 仔細觀察后,認為現象不明顯,我這時問學生為什么現象不明顯,如何能使現 象明顯。學生認為主要原因是因為氧氣的存在,我接著啟發學生從以下二個 方面考慮:
問題(1):如何消除水中的溶解氧?
問題(2):如何使體系減少跟氧氣的接觸?
有的學生想到配制NaOH溶液時,把蒸憾水加熱煮沸2?3分鐘,這樣可 消除水中的溶解氧。同時.經過討論實踐,大家覺得在FeCL溶液中加少許 苯或汽油,由于苯或汽油不溶于水,而且比水輕,浮在水面上可以使FeCl2 溶液與外面空氣隔開。
操作方法:用一根裝有NaOH的長的滴管伸入液面,滴加NaOH,這樣能 看到白色沉淀。試管中制得Fe(OHL后,先把上面的苯或汽油用滴管吸掉,
然后,把它暴露在空氣之中可以看到上面慢慢變成紅褐色了。但下面還是灰 綠色。如何盡快地全部生成紅褐色?在老師進一步點撥下,有一組學生提出 把制得的Fe(OHL倒在表面皿上,這樣暴露在空氣中的面積大,當然容易變 成Fe(0H)3,但是避免不了有一些水流出來,而且沉淀容易堆在一起。另一 組學生提出在表面皿上,放一張濾紙,把水吸干,而且沉淀可吸附在濾紙表 面,很快看到全部變成紅褐色了。
該案例就是讓學生通過對實驗現象的觀察與分析,歸納總結出Fe"的不 穩定性,能被氧化劑氧化到Fe”,這個基本原理。從而培養學生的觀察能力 和思維能力。
2. 5化學實驗的探究功能
長期以來,在化學教學領域中過分夸大了化學實驗所起的驗證知識、原 理和培養實驗技能的作用,而忽視了實驗在學生學習化學過程中的探究功能。 新一輪基礎教育課程改革中,不但將科學探究作為學習化學的一種重要的學 習方式,而且認為科學探究是義務教育階段化學課程的重要內容,它對發展 學生的科學素養具有不可代替的作用。化學實驗是進行科學探究的重要方式, 在實驗探究過程中,學生可以形成基本的化學實驗技能,發展實驗能力。反 過來,化學實驗又是學生學習化學和順利進行探究活動的基礎和保證。通過 化學實驗增進學生對科學探究的理解,發展學生的科學探究能力,化學教師 應不斷從生產、生活實際中挖掘素材,研究開發適合于探究學習的化學實驗, 充分發揮化學實驗的探究功能。例如,新課程中安排的學生實驗和家庭實驗 充分體現出了學生的自主性和探究性,而學生設計實驗又通過實驗方案的設 計、實驗操作、實驗現象的觀察記錄、實驗數據的統計處理和分析推理得出 結論的全過程來體現探究式學習。
乙醇的分子結構
活動與探究
(1)提出問題:乙醇分子具有怎么樣的結構?
(2)收集理論依據:①分子式:C2H60o②化合價:C、H、0的化合價 分別為+4、+1、-2價。
(3)提岀假設:根據分子式和化合價,提出乙醇分子的兩種可能結構 式:
H H H H
I I I I
H—C—C—O—H H—C—0—C—H
I I I I
H H H H
(4)實驗事實:測定和記錄一定量的乙醇與金屬鈉反應所生成的氫氣 的體積。經計算,lmol乙醇約能產生0. 5mol的氫氣。如果是結構(II),那 么lmol乙醇能產生3mol氫氣。
(5)得出結論:乙醇分子的結構式是結構結構(I),而不是結構(II)。 在教學過程中,學生對假說方法的運用,是在教師的組織引導下進行的。
只要教師精心設計教學內容和組織教學過程,就可以最大限度地發揮學生的 積極性、主動性和創造能力。
挖掘教材中的驗證實驗,探求其中可轉化為運用探索性實驗的教學方法 來進行教學的實驗內容,將其設計為探索性實驗,激發學生的好奇心和求知 欲,促使學生主動探索解決問題的正確途徑,讓學生成為新知識的探索者和 發現者。
[案例6]
活動與探究:
(1)提出假說:學生明確要探索的課題后,經過激烈地討論形成兩種假
說:①鎂粉直接與Br2反應,因Bn的非金屬性較強。②鎂粉與漠水中的酸反 應,因漠水中存在: Br2 + H20 = HBr + HBrO
(2)設計方案:針對提出的假說,學生設計了如下方案:將鎂粉放入澳 水中,觀察澳水是否褪色,有無氣泡產生。若漠水褪色且無氣泡產生,證明 反應過程為假說①;若漠水褪色且有氣泡產生,證明反應過程為假說②。
(3)探索驗證:學生按擬訂的方案進行實驗。將鎂粉放入漠水中,結果 發現鎂粉能使漠水褪色,但只是開始產生少量的氣泡。實驗結果與學生的兩 種假說相沖突。
(4)修改假說和方案:針對以上述現象,有的小組認為反應過程為①、
②并存。有的小組認為反應過程為①,理由是:若反應過程為②,氣泡將持 續產生,直至澳水褪色。為證明反應過程為①,學生將鎂粉放入液漠中,結 果無明顯現象。學生感到很茫然。經過及時誘導,學生很快想到向含有鎂粉 的液澡中滴加幾滴水,結果發現漠的紅棕色很快褪去。
(5)得出結論:學生根據實驗結果,對照假說,分析歸納出結論。鎂粉
與漠水的反應過程為: Mg + Br2 = MgBr2水在反應中起催化作用。
通過變驗證性實驗為探索性實驗,不僅讓學生深刻理解所學知識,而且 讓學生感受到知識產生和發展的過程,激發了學生探索的興趣,提高學生的 創新思維能力。
2. 6化學實驗的人文教育功能
“情感、態度、價值觀”已作為化學新課程的教育目標被提出,化學教 育又是科學教育的一個重要內容。在科學教育中滲透方法、態度、價值、情 感、責任等人文內涵,使學科知識與人文內容相聯系,體現科學教育與人文
精神的融合,是現代科學教育的一個重要趨勢。
化學實驗作為化學教育內容的一個重要方面,在人文教育方面起著其他 內容無法替代的作用。首先,化學實驗可以培養學生實事求是、嚴肅認真的 科學態度,一切從客觀實際情況出發,如實地反映實驗中觀察到的實驗現象 和化學事實。其次,化學實驗不僅為學生提供豐富的感性材料,同時還能引 導學生用辯證唯物主義的觀點來認識和分析化學事實,形成科學的世界觀和 價值觀。第三、化學實驗還可以培養學生關愛社會、關愛自然、與人合作的 情感,在實驗過程中經歷成功與失敗的情感體驗,同時通過實驗還可以對學 生進行安全教育等等。
[案例7]
師生在實驗中親歷挫折和體驗成功的喜悅
我和同學一起按下列方案對鐵銹蝕進行實驗探究活動:
(1)將第1支試管在酒精燈火焰上烘干,放入少量干燥劑,再放置一枚 鐵釘,用橡皮塞塞緊試管口。
(2)在第2支試管里放入一枚鐵釘,注入自來水使1/2鐵釘浸在自來水 中。
(3)在第3支試管中放入一枚杖打,加入煮沸并迅速冷卻的白來水(以 趕走水中溶解的空氣)至接近管口處,立即用塞于塞緊試管。
(4)在第4支試管中放入一枚鐵釘,注入食鹽水使1/2鐵釘浸在食鹽水 中。
(5)將觀察到的現象記錄在下表2. 4中與同學交流討論你的探究結果和 結論。
在探究活動中,我和同學都發現,第3支試管中3天后也觀察到鐵釘生 銹。這出乎我的意料,探究活動陷入困境,我就和同學分析提出了幾種可能
的假設:
表2.4實驗現象觀察記錄表
試管 1 2 3 4
立即觀察
1天后觀察
3天后觀察
1周后觀察
(1)水中氧氣沒有趕盡
(2)試管上的橡皮塞沒有塞緊
(3)自來水中有促進鐵生銹的物質
我和學生們商定課后再做實驗探究,經過共同努力,終于獲得了成功, 這次由失敗到成功的實驗探究,給我和學生們留下了深刻的印象和更多的感 受。
[案例8]
乙醛滴入新制氫氧化銅懸濁液加熱
活動與探究
在試管里加入10%的NaOH溶液2ML,滴入2%的CuSOa溶液4滴?6滴, 振蕩后加入乙醛溶液0. 5ML,加熱至沸騰,觀察現象。
應當出現美麗的桔黃色最后呈磚紅色沉淀,但有的學生卻得到深棕色乃 至黑色的沉淀。在這種情況下,教師應強調學生據實填答沉淀顏色,并通過 探究分析原因:有的是滴加乙醛用量不足,有的是加乙醛沒有搖勻,加熱過 猛造成乙醛揮發,結果氫氧化銅過量,稍高溫度時便分解成黑色氧化銅,混 雜在其中,掩蓋了氧化亞銅的磚紅色。
于是學生從分析原因中得到了思維訓練,也提高了對反應物適當用量和 控制條件對實驗成敗影響的認識。
中學化學實驗具有多種功能,主要是啟發學生的思維、傳授知識和技能 的教學認識論的功能;培養科學自然觀和科學方法論的功能;開發學生智能、 發展個性和培養優良品德及學風的功能等等。所以作為教師,如不重視實驗 教學,不研究實驗教學,不注意深入挖掘每一個實驗的教學功能,那么學科 的教學效果必然會受到較大的影響。
3、新課程與化學實驗教學內容和方式的再選擇
化學課程的改革對構成化學內容的化學實驗也提出了新的要求,在新的 課程理念的指導下,選擇什么樣的實驗內容、采用什么樣的實驗教學方式更 好地發揮實驗的教學功能、.如何體現化學實驗對發展學生的實驗探究能力、 提高學生的科學素養的重要價值,這都是選擇化學實驗內容和方式應考慮的 問題。
對傳統教材中傳統的化學實驗內容的分析可知,傳統化學實驗無淪是課 題、內容的選擇還是實驗教學的要求和評價,其學術化傾向都比較明顯,這 就導致了化學實驗的內容脫離學生的生活實際和社會實際,使學生所學化學 知識不能應用于實際解決現實中的問題。傳統的化學實驗過于重視實驗的認 知性結果,忽視學生的過程性體驗,這樣就大大削弱了化學實驗在學生成長 過程中對學生情感、態度、價值觀等方面的培養所起的作用;傳統的化學實 驗過分孤立地強調對學生化學實驗操作技能的訓練,過分強調操作的規范性。 同時,傳統的實驗設計留給學生主動探究的空間較少,過分強調實驗的驗證 性,忽視了實驗探究功能的發揮,這樣做的結果是限制了學生創造性的發展。 因此,針對傳統的化學實驗中出現的這些問題,參照化學新課程的基本理念 和課程目標,新教材對出現在新課程中的化學實驗和實驗教學的方式做了重 新的選擇。
3.1充分體現以實驗為基礎的化學教學觀
以實驗為基礎是化學學科最基本的特征,同時它又是化學教學的基本特 征之一。在新的教育理念之下,我們應重新思考和理解“以實驗為基礎”的 含義。首先,以實驗為基礎中的“實驗”應該具有如下四重含義,即實驗是 探究活動、是實驗方法論、是實驗事實、是實驗史實。其次,在化學教學中, 并不是只有動手做實驗才是以實驗為基礎,運用實驗方法論、實驗事實和實 驗史實同樣也是體現以實驗為基礎。第三,以實驗為基礎還要強調學生實驗 的探究性,避免學生“照方抓藥”地做實驗。第四,以實驗為基礎作為化學 教學觀應貫穿于化學教學的始終。
為了充分體現以實驗為基礎的化學教學觀,新課程中對實驗內容的選擇 注重了實驗探究活動,如對化學物質組成的實驗探究,對化學物質性質的實 驗探究,對化學物質變化的實驗探究。在精選實驗探究活動的同時,注重選 擇有利于學生對實驗方法學習的有關內容。并通過大量的實驗活動為學生提 供盡可能多的實驗事實,以發揮實驗事實在學生學習化學知識中的重要作用。 同時結合化學實驗探究對學生進行化學實驗科學史的教育,體現化學實驗史 對培養學生科學態度、科學情感、科學精神及科學價值觀方面的作用。
在新課程中通過“活動與探究”“觀察與思考” “聯想預啟示”“拓展視野” “練習與實踐”“家庭小實驗”“研究性課題”等欄目來體現以實驗為基礎的 教學觀。
[案例9]
溶解時的熱效應現象
活動與探究
物質在溶解時,常常會使溶液的溫度發生改變。現有試管、燒杯、玻璃 棒、溫度計等儀器和固態的氯化鈉,硝酸錢、氫氧化鈉(你還可以選擇其他儀 器和藥品),試設計實驗方案探究它們溶解于水時是放出熱量還是吸收熱量。
實驗方案
畫出所設計的實驗簡表3.1:
表3.1記錄
水中加入的物質 氯化鈉 硝酸錢 氫氧化鈉
加入溶質前水的溫度
溶解現象
溶質溶解后溶液的溫度
結論 ■
該案例通過學生的實驗探究活動,培養學生學會運用觀察、設計實驗方 案、記錄實驗現象、表格化等實驗方法。
3.2實驗內容貼近學生的實際生活
化學新課程的理念之一就是化學是面向全體學生的化學,是面向未來公 民的化學。為實現這一基本理念,作為化學課程與化學教學重要內容且對學 生化學學習興趣有著很大影響的化學實驗,在內容的選擇上,注意聯系學生 的生活實際。從日常生活中選取學生熟悉的素材,引導學生從觀察與探究身 邊的一些常見物質入手,了解化學對人類生活的影響,體會化學發展對改善 和提高人類生活質量的關系。通過五彩繽紛的化學物質和豐富多彩的化學變 化,使學生切身感到化學就在身邊,進一步增強學生對化學的好奇心和探究 欲望。
[案例10]
常見的酸和堿
活動與探究
(1)取幾種植物的花瓣或果實(如牽牛花、月季花、紫卷心菜、胡蘿卜 等),分別在研缽中搗爛,加入酒精(乙醇和水的體積比為1 : 1)浸泡;
(2)用紗布將浸泡出的汁液過濾或擠出,得到指示劑;
(3)試驗指示劑在食醋、石灰水、鹽酸和氫氧化鈉溶液中的顏色變化。
記錄、交流試驗結果,比較所制得的指示劑中,哪些在酸或堿溶液中的 顏色變化效果較好。
該案例中的實驗探究就是利用學生身邊常見的各種花朵、食醋等進行探 究活動的例子。
3.3實驗內容貼近社會生活實際
化學科學的發展增進了人類對自然的認識,促進了社會的進步。但是化 學在給人類社會帶來巨大福利的同時,也出現了一些與化學有關的社會問題, 如環境、能源、健康、材料等。甚至有些化學現象可能影響到了人類的生活 和社會的可持續發展。因此,在新教材中化學實驗內容的選擇注意用具體的 真實的事件引導學生正確認識化學與社會發展的關系,“使學生知道自然資源 并不是取之不盡、用之不竭的,人類要合理的開發和利用資源,樹立保護環 境,與自然和諧相處的意識。”讓學生學會從化學的角度來解釋和解決現實 中與化學有關的社會問題。
[案例111
使用燃料對環境的影響
酸雨模擬實驗
使硫在充滿氧氣的集氣瓶中燃燒,向集氣瓶中加少量水。分別將下表3. 2 中的物質放入上述溶液中。
表3.2實驗現象觀察表
加入的物質 現象
植物葉子或果皮
鎂條或鋅粒
大理石
[討論]
根據上述實驗,試說明酸雨可能對環境造成什么樣的破壞,應采取怎樣 的防止和保護措施。
該案例讓學生知道有些燃料在燃燒提供能量的同時,還會對環境造成不 良的影響,引導學生注意關心社會、關愛自然。
3.4實驗內容注重了實驗的趣味性
以生動、形象、鮮明、新奇的實驗現象激發學生興趣的化學實驗,稱之 為興趣實驗。針對中學生具有強烈的好奇心,對新奇的事物具有強烈的探究 和求知欲望這一特點,化學新課程中增加了一些趣味性的實驗。一方面,可 以增加學生對學習化學的興趣;另一方面,引導學生通過趣味實驗的新奇現 象,進一步分析產生現象的原因,從而將學生對實驗現象的表面興趣轉化為 對學習、探究化學知識本身的興趣。
[案例12]
火龍寫字
活動與探究:
當紙上的KN03與帶火星的木條接觸時,KN03受熱分解放出氧氣,紙被燒 焦。 ,
步驟:
1.用毛筆蘸飽KN03溶液,在一張白紙上寫字(注意筆畫要連接不斷), 要重復寫2?3遍。然后在字的起筆處用紅鉛筆做個記號。
2.紙晾干,放在水泥地(磚地或土地)上。
3.帶火星的木條輕輕地接觸紙上有記號的地方,立即有火花出現,并緩 慢地沿著字的筆跡蔓延,好象用火寫字一般。最后,在紙上呈現出用毛筆所 寫的字。
噴霧做畫
活動與探究:
FeCh溶液遇到硫氨化鉀(KSCN)溶液顯血紅色,遇到亞鐵氤化鉀(K4[Fe(CN) KNO3])溶液顯藍色,遇到鐵氤化鉀 K [Fe(CN)6])溶液顯綠褐色,遇到苯 酚顯紫色。FeCl3溶液噴在白紙上顯黃色。
步驟:
1.用毛筆分別蘸取硫氧化鉀溶液、亞鐵氧化鉀濃溶液、鐵氧化鉀濃溶液、 苯酚濃溶液在白紙上繪畫。
2.把紙晾干,釘在木架上。
3.用裝有FeCh溶液的噴霧器在繪有圖畫的白紙上噴上FeCh溶液的。
上述兩個案例通過趣味實驗來提高學生對化學的探究興趣和欲望。
3.5以探究為主的化學實驗教學方式
化學實驗是人們認識、研究物質的一種科學方法,是人們根據研究的對 象和研究的目的,創造性地運用化學科學知識和實驗手段,有計劃地實施探 究性實踐活動的過程。也就是說,化學實驗本身就是科學探究的過程。“以實 驗為基礎”是化學學科的基本特征,即使在由經驗化學向理論化學發展的今 天,化學實驗也是化學學科發展的最現實,最生動、最有效的物質載體。毫 無疑問,化學實驗也是學生化學學習中能動的實踐活動形式,學生通過實驗 探究認識物質,掌握化學基本原理和基本技能,初步學會化學研究的實驗方 法,發展科學探究的能力,體驗科學家科學探究的過程和方法,獲得科學探 究的樂趣和成功的喜悅,化學新課程中的化學實驗,在實驗的設計上,以多 種不同的形式來安排實驗,如“活動與探究”“觀察與思考”“聯想與啟示”
“家庭小實驗”“調査與研究”“討論與交流” “研究性課題”等。充分體現了
化學實驗教學的探究性。另外,化學新課程中的實驗淡化了演示實驗和學生 實驗的界限,并以人性化的實驗內容陳述方式,充分體現以學生的發展為本 和面向全體學生的新的教育理念。
3.5.1活動與探究
“活動與探究”中涉及的實驗是由教師演示學生觀察和在教師指導下學 生操作完成或者是由學生獨立完成的一類實驗,這類實驗包括了物質的性質 實驗、制備實驗、基本操作實驗、形成化學概念的實驗、有關化學原理的實 驗、化學知識的應用實驗等。
[案例14]
化學研究些什么
活動與探究
在老師指導下,進行下列實驗
(1)在酒精燈火焰上灼燒紅亮的銅絲,片刻后取出現察
(2)向澄清的石灰水中吹氣
觀察老師的演示試驗
(1)加熱碳酸氫錢
(2)將雞蛋浸入白醋中
在試驗中你觀察到了什么現象?你對銅、石灰水、碳酸氫鞍、蛋殼的性 質有什么認識。
上述活動與探究案例充分體現了該類實驗教學的探究性,通過這部分實 驗以培養學生的觀察能力、基本操作能力、科學實驗的方法和實驗探究的能 力。
3. 5. 2觀察與思考
這部分化學實驗是一類難度比較大、危險性也比較大的實驗,主要是通
過教師演示,學生觀察實驗現象并思考得出結論的實驗。通過這部分實驗可 以提高學生的觀察能力、分析問題的能力、推理的能力和科學的思維方法。
[案例15]
鋁熱反應
觀察與思考
用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀,套在 一起,使四周都有四層。把內層漏斗取出,在 底部剪一個孔,用水潤濕,再跟另一個紙漏斗 套在一起,架在鐵圈上(如圖3.1),下面放置 盛沙的蒸發皿。把5g炒干的氧化鐵粉末和2g 鋁粉混合均勻,放在紙漏斗中,上面加少量氯 酸鉀并在混合物中間插一根鎂條,用小木條點 燃鎂條。觀察發生的現象,并思考反應原理。
3.5.3家庭小實驗
家庭小實驗是讓學生利用家庭日常生活中的一些常見的物品作為實驗儀 器和藥品,由學生在家里獨立完成的一類實驗。這部分實驗主要是讓學生對 課堂上所學化學知識加以應用。這類實驗相對比較安全,實驗所用儀器和藥 品也比較易得,而且操作也比較簡便,但是這類實驗要求學生能創造性地運 用所學知識,具有一定的獨創性。家庭小實驗可以是能讓學生積累更多豐富、 細致感性材料,驗證、拓寬、加深課堂教學內容的配合小實驗,也可以是進 一步引發學生興趣的趣味實驗,還可以是使學生把所學化學知識應用于實際 的應用型實驗,與提高學生探究興趣和能力的研究型實驗等等。
[案例16]
測定雨水的PH
家庭小實驗:用空飲料瓶改制雨水收集器采集雨水樣品,并用PH試紙測 定雨水的PH。為了評價當地雨水的酸度,可以同時設立幾處采集點,取平均 值。
請記錄測定的時間、地點、當天的溫度、濕度和空氣質量日報,將實驗 的方法和結論寫成小論文,進行交流。
3. 5.4聯想與啟示、討論與交流
這兩部分內容是讓學生對課堂上所學知識的應用、聯想,拓展課堂所學 知識,并通過與同學之間討論、交流,達到應用知識解決問題的目的,并提 高學生與人合作,溝通的能力。
[案例17]
構成物質的微粒
聯想與啟示:電解水可以得到氧氣和氫氣,氧氣、氫氣和水各有自己獨 特的性質。為什么氧氣、氫氣不再具有水的性質?
交流與討論:在日常生活中你能感受到分子的存在嗎?請舉例說明。
3. 5. 5調查與研究
這部分內容是體現化學實驗教學探究性教學方式的重要內容,學生根據 所學知識,結合身邊一些與化學有關的情況,體驗提出問題、搜集信息、對 獲得的信息進行處理,得岀結論、提出假設或設想,通過這一系列的探究活 動.逐漸提高實驗探究和調查研究解決實際問題的能力。
傑例18]
調查本地區固體廢棄物的主要品種和回收價值
做法:可以分成幾個組進行,如結合本地實際,分別對家庭、學校、工 廠、機關等進行調查。
調査前應設計調查表,調査表應包括:目的、時間、地點、調查人、指 導老師、調查對象、調査記錄、建議等。
調查記錄可包括:本地固體廢棄物的主要品種、產生量、有哪些危害、 如何清運、對本地生態有什么影響、回收價值如何,回收情況如何等(還可 結合本地實際適當增刪調查項目)o
4、中學化學實驗的教學模式
近年來我國教育改革的步伐既大又快,新課程的使用,新的教育理念的 形成,使得中學化學實驗教學也面臨著不斷變化,不斷發展的局面。為此, 研究一下化學實驗教學模式,對促進中學化學實驗教學的變革和發展是極有 益的。
教學模式是教學基礎理論的具體化,又是教學經驗的概括,教學模式跟 教學基礎理論相比,具有更強的可操作性,是教學基礎理論和教學實踐的中 介。所以討論實驗教學的模式對中學化學實驗教學具有實際和指導的意義。 當前在我國的化學實驗教學中主要有兩種教學模式:驗證性實驗的教學模式 與探究性實驗的教學模式。根據新課程的特點和新的教育理念,驗證性實驗 的教學模式逐漸轉變為探究性實驗的教學模式。但這兩種教學模式在日常教 學中可根據需要和可能靈活選用,發揮他們的教學功能。
4.1驗證性實驗與探究性實驗的比較
我國傳統的中學化學實驗有兩大特點,其一,實驗教學形式是以演示實 驗為主,其二,實驗教學模式是以驗證性教學為主。驗證性實驗的教學模式 是按“問題一原理一結論一實驗證明”的程序教學的。這種模式簡明、清晰, 有利于學生對相關結論的認可、強化理解和記憶,也有利于教師對整個教學 過程的控制,其教學步驟的設計和實施可以做到絲毫不差。教師可以充分把 握教學的時間和進程。例如在講到某些元素、化合物性質的時候,教師首先 給出這些單質和化合物的物理性質、化學性質,然后再做一到幾個演示實驗 給予驗證。從培養學生綜合能力的角度看,長期和單一地選用這種模式實施 實驗教學顯然是極不妥當的。
[案例19]傳統教學方法
次氯酸化學性質
教師講授:次氯酸化學性質是強氧化性,漂白性
教師演示:用膠頭滴管取適量新制氯水,滴入石蕊溶液中,觀察現象、 驗證結論。
而探究性實驗的教學模式通常按“實驗f問題f討論一結論”或“問題 f討論f實驗f結論”的程序進行教學。仍以元素、化合物性質實驗為例: 首先做實驗,然后從實驗給岀的種種現象中,尋找出一些關鍵性問題,再以 問題的探究方式展開討論,最后由師生共同給岀有關的結論;或是先提出問 題,再帶著問題引導、組織學生探討,然后根據在探討中產生的一些問題設 計出實驗,并通過實驗給出最客觀的答案。無疑,采用探究性實驗教學模式, 更能促使學生學習如何自主地發現問題,如何設計實驗,如何觀察實驗,如 何用學過的知識來解決問題或發現新的規律等,同時也更能激發學習的動機, 所以把驗證性實驗變為探究性實驗,對發展學生的多種能力具有重要的意義。 [案例20 ]
次氯酸化學性質
活動與探究:
(1)提出問題:向氯水中滴加幾滴石蕊試液,石蕊試液為何先變紅后
褪色?
(2)提出假設:是氯水中的氯氣,還是氯氣與水反應生成的次氯酸氧 化石蕊使其褪色?
(3)設計方案:向盛有干燥氯氣的集氣瓶中分別放入干燥和濕潤的石 蕊試紙。
(4)得出結論:干燥氯氣使濕潤的石蕊試紙褪色,證明不是氯氣使石 蕊試紙褪色,而是因為氯氣與水反應生成的次氯酸氧化石蕊使其褪色。因此 次氯酸具有漂白性。
(5)應用:向含有NaOH的酚猷試液中逐滴滴加氯水(紅色褪去)。紅色 褪去的原因是什么?怎樣用實驗去證明?
通過調整實驗的時序,把驗證性實驗轉變為探究性實驗,是新課程下教 學觀念的轉變。然而作為探究性實驗教學模式的研究,問題的解決遠非如此 簡單。教育改革是一個巨大的總體工程,教學模式的改革也必然涉及到課程、 教材、教學的評估等方方面面。探究性實驗模式的真正實施同樣要求在課程 建設、教材改革等諸多因素中尋找到一個最佳的交合點。這個最佳點的尋找 過程正是我們探究實驗教學模式、不斷提高化學實驗教學水平和質量的過程。
在這個研究和漸進的過程中,教師必然要轉變原有的實驗教學觀、學生 觀,必然要尋找一些培養學生創新精神和實踐能力的切入口,必然需要突破 原有的單科性、學術性為主的課程框架,開發出一些具有綜合性、社會性、 實踐性特點的化學拓展型課程和研究性課程。例如在課程方面可以編制、開 設一些由若干模塊組成的跨學科的綜合課程。這些模塊中既有跨學科的有關 知識傳授,又有與之相配套的課堂實驗研究活動。這些實驗的探究活動可以 采取以小組合作學習、研究為主的形式,同時做到個體研究、小組研究和班 級集體探討相結合。真正做到把學生作為教學活動的主體,充分注重和發揮 學生的自主性和獨立性,充分挖掘學生的智慧潛能,激發學生的創造力,并 能深入學生的情感世界,探索促進學習的有效方法。
4. 2探究性實驗教學的理論依據與指導思想
探究性實驗來自“探究性學習”,后者是在20世紀50年代美國掀起的教 育現代化運動中,由施瓦布(J • J • Schwab)倡導提出來的。他認為學生學習的 過程與科學家的研究過程在本質上是一致的。探究性實驗有利于激發學生的 學習興趣,有利于訓練學生動手操作能力,有利于學生個性的發展,有利于激 勵學生探索創新,促進知識遷移,引起廣大化學教育工作者的關注。
探究性實驗作為化學實驗的一種形式,旨在培養學生獨立探究能力,使學 生受到科學方法的系統訓練。在探究發現過程中,發現學生的創造能力、批判 的思想方法,體驗科學家搞研究的苦衷和愉悅,而要達到這個目的,首先要求 教師樹立正確的設計指導思想。
皮亞杰指出,人從嬰兒時期直到成人總是以一時的認知結構形式或稱之 為圖式來攝取知識的。認知圖式要經歷四個演進階段,個體的認知總會受其現 有圖式的制約。但不論具體的圖式有何形式,它與知識的關系不外乎有兩種: 一種稱作同化,即按照本階段固有的圖式將新輸入的印象納入其中,從而了解 其定義;另一種稱作順應,即原有的圖式不適合于現實材料時,認知圖式本身 就不得不改變以適應現實。正是在同化和順應這兩種過程的交替轉換中,新的 認識不斷整合為更高級復雜的認知結構。皮亞杰用平衡化這個概念來說明同 化和順應是怎樣相互轉化的。兒童遇到新事物時,首先總用原有的圖式加以同 化,如若成功,就在認識上暫時得到平衡,如若發生困難,就不得不改變圖式來 順應新事物并求得新的平衡。學生的心理發展就是這種認知結構從平衡到不 平衡再到新的平衡的過程。
探究性實驗,就是創設一個良好的問題情境,引起學生認知結構上不平衡, 造成學生心理上的懸念,從而喚起學生求知愿望,激發起學生的學習興趣。而 要達到這種目的,就要求探究性實驗設計首先要足夠“新穎”。正是這種“新 穎”的刺激,才會激發學生對探索的興趣,才能引起學生探索的欲望,才使得它 與主體原有的“定勢”相矛盾、相對立,才能產生認識上的不協調和沖突。比 如,在講高一化學《C12的性質》一節時,可以設計“新制氯水中各成分的檢驗” 的實驗,要求學生自己設計方案、步驟,觀察現象,得出結論。又如在講到NH3
極易溶于水時,要求學生利用所學化學知識,結合物理知識(虹吸)設計一個 “噴泉”的實驗。這比教材上的實驗新穎得多。
皮亞杰同時也指出,新事物的刺激要有一個“度”的問題。太弱的刺激由 于不能引起認知上的不平衡,就不能引起同化和順應。相反,如果外部的刺激 超過主體認知結構同化的范圍,那么同化順應都無法進行。同時,前蘇聯教育 心理學家維果茨基指出,教育要“跟在發展的前頭,并且要緊緊帶動發展,而不 是當發展的尾巴,也就是要采用與學生的最近發展區”相適應的教學,激活學 生發展的潛能,引導和推動他們在發展進程中能“跳起采摘果實”。所以為了 引起學生認知上的沖突,引起最佳或最大限度的不平衡,探索性實驗的設計還 要遵循適度原則。即設計的實驗既要與學生已有的知識經驗有一定聯系,同時 又要有一定的難度。簡言之,探索性實驗的設計指導思想應該是新穎、適度。 4.3探究性實驗教學研究的目的和意義
應用探究性實驗進行教學,可有效提高教育教學質量,提高課堂的效率。 有利于激發學生的學習動機,培養學生學習興趣。通過探究性實驗的問題情 景,刺激學生的思維興奮點,學生會不由自主的帶著問題追根尋源,主動進 入探究的角色;有利于培養學生嚴謹的科學態度。學生在實驗中探究,嘗試 成功的快樂,吸取失敗的教訓,從而掌握科學探究的正確方法,養成良好的 科學探究習慣;有利于培養學生的創新精神和實踐能力。鼓勵學生進行實驗 探究和實驗創新,放手讓學生自己設計實驗,在開放的實驗室里探究自己想 要了解的問題,能充分發揮學生的個性和創造性,鍛煉學生的實踐能力。
探究性實驗教學主張讓學生通過自主地參與知識獲得的過程,掌握科學 研究所具備的科學方法,探究性地獲得科學概念,并逐步形成探究能力和科 學態度。在化學教學中,改進實驗教學方法,注重實驗的創新與探究性,充 分發揮化學實驗在培養學生創新精神、探究能力、創造能力的特殊功效,對
于培養學生的創新精神和實踐能力,促進教育教學改革具有重要的意義。
4.4探究性實驗在教學中的功能
探究性實驗教學完全發揮了實驗教學的各種功能,主要體現在:
4.4.1運用探究性實驗掌握雙基
化學概念和理論的形成和發展都建立在實驗的基礎上,實驗的探究和發 展促進了理論和概念的發展和完善。因此,在中學化學課本里有關化學概念 和化學理論教學中的演示實驗可改為“探究性”實驗,充分發揮探究性實驗 的作用。
[案例21]
強電解質和弱電解質的概念
活動與探究
[操作1]:讓學生觀察相同體積、相同濃度的鹽酸、氨水、醋酸、氫氧 化鈉、氯化鈉五種水溶液的導電性和燈泡的明亮程度。
[操作2]:學生記錄實驗現象。
教師啟發學生分析其原因:
[探究問題1]:電解質溶液的導電能力強弱與電解質溶液中的什么因素 有關?
[探究問題2]:應用電離理論和應用事實,分析五種溶液中離子濃度的 多少?電離情況?
學生在解決第一個問題后,對第二個問題的思維興趣大增。引導學生寫 出五種物質的電離方程式,分析其電離情況,應用假設法。若五種物質在水 溶液中完全電離,即電離方程式相同,電離出的離子濃度相同,導電能力也 相同,這與事實不符。從而分析推理歸納出鹽酸、氫氧化鈉、食鹽三種電解 質的電離能力大于醋酸、氨水的電離能力。學生很自然地歸納出強電解質, 弱電解質的概念,進而分析出強電解質與弱電解質的區別。
該案例,從學生觀察實驗現象到分析基本原因,從提出問題開始到形成 概念、解決問題為止。學生始終處于獨立思考、積極求索的學習情景中,實 驗的成功,現象的分析和處理,結論的得出和問題的解決,使學生能初步嘗 到科學探索的樂趣。它把學生的直接興趣與間接興趣有機結合起來,這無疑 會激發學生學習化學的積極性和主動性。
在化學原理的教學中,將演示實驗設計為探究性實驗,有利于學生掌握 化學理論并解決實際問題能力。
[案例22]
化學平衡移動原理
活動與探究
教師讓學生觀察濃度、壓強、溫度對平衡移動影響的三個實驗,記錄現 象。讓學生通過實驗現象判斷平衡移動的方向。
[探究問題1]:濃度、壓強、溫度的改變對正逆反應速度有何影響?
[探究問題2]:濃度、壓強、溫度的改變對體系中的濃度、壓強、溫度 有何變化?
學生分析增大某物質的濃度,平衡向減少該物質的方向移動。增大體系 的壓強,平衡不是向繼續增大體系的壓強方向移動,而是向減少體系壓強的 方向移動。升高溫度,平衡不是向體系溫度升高的方向移動,而是向體系溫 度下降(即吸熱)的方向移動。通過教師啟發,學生分析探究,從實驗現象 出發,總結出化學平衡移動原理。
這種實驗探究在前,化學概念及原理的形成在后,符合學生的認識規律: 實驗所產生的現象和提供的數據為學生形成理性認識打下了感情認識的基 礎;為學生透過宏觀現象揭示事物本質運動規律提供有利條件。也使學生認
識到化學原理的形成不是憑空想象的,而是建立在化學實驗的基礎上,通過 分析、推理、總結得到的。這使學生重視實驗,增強對實驗現象的探究研究, 有利于學生創造力的培養。
4. 4.2運用探究性實驗掌握實驗技能
化學概念和化學原理的建立離不開化學實驗,在實驗設計、儀器選擇和 改進上同樣離不開實驗。在化學實驗復習中,學生往往是書本上的實驗知識 都知道,但一做題就不會或犯錯誤,知識不會加以運用,遇到這種情況時, 我認為采用探索性實驗,教學效果更好。
[案例23]
C02氣體制備
活動與探究
儀器:燒杯、球形干燥管、單孔橡皮塞、導管、鐵架臺。
實驗要求:上述儀器組裝一套隨時使反應發生,隨時使反應停止的制C02 的裝置。
學生由于好奇心和求知欲的激發,興趣大增,討論激烈。
[探究問題1]:制C02時,可隨時使反應進行和隨時使反應停止的常用裝 置是什么?
[探究問題2]:上述儀器能否組裝成原理與啟普發生器相同的裝置呢?
學生從啟普發生器的構造岀發分析、探索。用什么裝置代替啟普發生器 的容器呢?用什么裝置來盛放大理石、鹽酸呢?氣體如何排出呢?當氣體關 閉后,液體與固體如何分開呢?帶著這些問題思考組合,否定肯定。當他們 組裝出C02的裝置時,成功的喜悅使學生興趣大增。教師繼續啟發,除上述 儀器外,你還可設計出幾種原理與啟普發生器相同的裝置?
當學生思維的閘門被打開,有的學生馬上提出用底部有小洞的試管代替 球形干燥管;用u形干燥管代替燒杯與球形干燥管等一系列原理與啟普發生 器相同的裝置。
從該案例中,學生得到啟示,在學習中要解放思想、善于思考,利用已 有知識和儀器,進行知識遷移,有利于培養學生分析問題和解決問題的能力。 4. 4.3運用探究性實驗培養學生創新能力
所謂創造素質,就是與創造有關的創造意識、創造思維、創造個性和創造 技能等。傳統的教學模式,學生只是一味地接受教師灌輸的大量權威性事實和 結論,而對這些事實和結論的產生與發展過程并不了解。即使是傳統的驗證性 實驗教學,基本上是要求學生依樣畫葫蘆的實驗教學模式,學生始終處于消 極、被動的學習地位,積極性和創造性受到了嚴重束縛和壓抑。顯然,這種實 驗教學在培養學生創造思維方面有著明顯的欠缺。探究性實驗教學主張讓學 生通過自主地參與知識獲得的過程,掌握科學研究所必須具備的科學方法,探 究性地獲得科學概念,并逐步形成探究能力和科學態度。它不僅注重自主性、 探究性和觀察、實驗等科學方法,更強調科學概念的掌握、探究能力的形成和 科學態度的培養在探究過程中的統一,有利于培養學生的創造素質。
教材中有些實驗設計及操作方法雖然都是經過反復驗證了的,但實際操 作中仍存在著這樣或那樣的不足,為體現科學方法是需要創新而且是可以創 新的,教師應鼓勵學生對其不足之處加以改進,這樣既符合學生的認知發展 特點,又能促進學生對化學理論、化學知識的理解和掌握,并且通過對學生 有步驟、有針對性的訓練,提高學生的實驗設計能力。
活動與探究
問題提出:由于一氧化氮極易與空氣中的氧氣化合而生成紅棕色的二氧
化氮氣體,學生難以從實驗現象上直觀地得出稀 硝酸與銅反應生成無色的NO氣體的結論。
這一問題提出后,學生立刻興趣大增,想辦法 改進實驗裝置,通過改進的實驗裝置(如圖4.1) 就可以克服上述缺點。
操作方法:打開分液漏斗活塞,用稀硝酸裝 滿U型管,將管內空氣排除,然后關閉活塞進行 反應,生成的一氧化氮氣體將稀硝酸排入右端的 漏斗中,避免了生成的NO氣體與空氣中氧氣接觸 的可能,而且將NO氣體的制備與性質溶為一體,既可以清楚地看到實驗的主 要產物:無色不溶于水的NO氣體和藍色的硝酸銅溶液。當打開分液漏斗的活 塞時,又可演示NO與氧氣反應生成紅棕色NO?氣體,避免了 NO?氣體對空氣 形成污染,且該裝置能重復使用。
4.5驗證性實驗教學模式
驗證性實驗是指對研究對象有了一定了解并形成了一定認識或提出了某 種假說,為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。驗證意識是科 學方法和科學態度中的重要組成部分,在化學學科中,沒有經過驗證的理論 或發現,通常是被認為不確定的。在化學教學中,驗證性實驗常用來證實、 檢驗所學過的化學知識。如證明氯、漠、碘的活潑性,設計了在漠化鈉、碘 化鉀溶液中分別滴加氯水,在碘化鉀溶液中滴加澡水的實驗。
[案例25]
氯、漠、碘的性質 氯離子的檢驗
1、 教學目標
⑴知識目標:進一步認識氯、漠、碘單質以及幾種鹵化物的性質。進一 步認識鹵素間的置換反應及氯離子的檢驗方法。
(2)能力目標:較熟練地掌握本實驗要求的實驗基本操作技能(試管、滴 管、試紙的使用,液體藥品的取用等);培養用驗證性實驗驗證和鞏固學過的 化學知識的能力。
(3)情感目標:培養學生理論與實踐相結合的能力;培養學生的環境保護 意識。
2、 教學重點和難點:氯、漠、碘的性質;氯離子的檢驗。
3、 教學方法:指導——實踐法。
4、 教學過程如表4.1:
表4. 1教學過程表
教師活動 學生活動 意圖和手段
布置實驗預習題:
(1)復習鹵素單質及化合物的性質。
(2)預習實驗五,設計實驗報告。 完成預習作業,熟悉實
驗步驟 使學生養成良好的
準備實驗習慣。
(1)檢查實驗報告準備情況。
(2)提問和指導
①CC14的密度比水的密度是大還是 小? CC14能與水混溶嗎? 一學生將碘水 與少量CC14混合后的現象是混合液分兩 認真思考,回答問題。
認真聽講 對氯、漠、碘的溶
解性實驗的提示
MASTER'S TMESIS
層,上層棕黃色,下層無色,為什么?
CC14密度大于水,不溶于水;與碘 水混合下層無色是因為沒有用力振蕩。
CC14與氯水、漠水、碘水的混合液 應及時回收,倒在指定容器中,及時處 理,防止污染環境。
②向某無色溶液中滴加少量AgNOs溶 液,產生白色沉淀。能否證明溶液中一 定含有cr?
指導:不能,因Ag2C03> Ag2SO3等也 是白色難溶于水的固體,但它們溶于強 酸。
③如何用兩種方法來鑒別NaCl、NaBr、 KI三種無色溶液。
方法一:三種溶液各取少許,分別 加入AgNOs溶液,觀察沉淀顏色。
方法二:三種溶液各取少許,分別 加入C12水,觀察現象。
④實驗操作指導
注意試管和藥品取用的正確操作。
注意藥品用量按實驗要求取用。特 別是C12水和KI的反應,C12水不要過量, 否則溶液可能變為無色。 思考并回答問題
認真聽講
思考并回答問題
認真聽講
認真聽講,牢記要點 對問題和討論cr 的檢驗的提示。
檢查學生對氯、澳、 碘之間置換反應的 理解和應用。
意操作規范,養成 良好的實驗習慣。
在新課程中,有機物與無機物的性質實驗設計,及一些需要驗證物質性 質時可以運用驗證性實驗教學模式,幫助學生掌握物質性質。
4. 6探究性實驗教學模式
探究性實驗教學模式按教學過程和內容的不同可分為三種模式:
模式一:
可概括為:問題一實驗事實一科學抽象一結論應用。
模式中的問題是教師向學生呈現待探索的實驗問題(實驗課題)和有關背 景材料。同時提供解決問題所需的實驗儀器和藥品。
模式中的科學抽象既包括表征性抽象,又包括原理性抽象。表征性抽象 是在一定的實驗事實的基礎上對物質及其變化的特征和規律性所進行的一種 科學抽象。它與實驗事實不同,實驗事實是對具體的物質及其變化個性的認 識,屬于感性認識;表征性抽象撇開了具體的物質及其變化的個性,而抽取 出共性,屬于理性認識。原理性抽象是根據一定實驗事實,在表征性抽象的 基礎上,對物質的本質及其變化規律所進行的一種深層抽象。它同表征性抽 象不同,是在原子結構、元素周期律和分子結構水平上所進行的抽象。很多 元素化合物知識、化學概念、定律和原理等的學習,都可通過模式一來獲得。 [案例26]
鹽跟某些金屬的反應規律性的認識
(1)提出問題:鹽能否跟金屬發生化學反應?
(2)探究實驗:
①向氯化銅溶液中插入鐵絲;
②向氯化銅溶液中插入鉗絲;
③將銅絲插入硝酸汞溶液中;
④將銅絲插入硫酸鋅溶液中。
(3)實驗事實及其處理:
標
號 反應物 實驗事實 化學方程式
金
屬 鹽
① Fe CuCl2 鐵絲表面覆
蓋一層紅色
物質 Fe+CuCl2- FeCls+Cu
② Pt CuCl2 沒變化
③ Cu Hg(N03)2 銅絲表面覆
蓋一層銀白 色物質 Cu 十 Hg (N03)2=Cu (NO3) 2 十 Hg
④ Cu ZnS04 沒變化
(4)表征性抽象
通過比較發現,這四組實驗可以分成兩類:一類發生了化學反應,即①、
③組;另一類沒有發生化學反應,即②、④組。
從①、③組可以看出,鐵比銅活潑,銅比汞活潑,也就是說,活潑性強 的金屬能把活潑性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。
從②、④組可以看出,鉗沒有銅活潑,銅沒有鋅活潑,也就是說,活 潑性較弱的金屬不能把活潑性較強的金屬從其鹽溶液中置換出來。
(5)結論:
在金屬活動性順序里,只有排在前面的金屬,才能把排在后的金屬從它 們的鹽溶液中置換出來。
(6)應用:
能否用鐵桶裝硫酸銅溶液?
模式二:
可概括為:問題"實驗事實?假說及其驗證一結論f應用。
模式中的假說是指根據已知的實驗事實和科學理論,對未知的物質及其 變化規律所做出的一種推理和判斷。假說的形式一般要經過提出假說和驗證 假說兩個階段。假說的提出通常包括兩個環節:一是根據為數不多的實驗事 實和科學理論提出假設;二是在假設的基礎上進行推理,假設的驗證包括實 驗檢驗和理論檢驗。
在化學教學中,學生對假說方法的運用,是在教師的組織引導下進行的; 限于學生的知識水平和能力發展水平,中學化學教學中的假說一般是比較淺 顯的,這就為在有限的教學時間里,運用假說方法進行以實驗為基礎的引導 探究型化學教學提供了有利條件。對與探討反應原理,研究反應過程中現象 差異,及確定反應條件等實驗,都可通過模式二來獲得。
[案例27]
燒杯中的溶液為什么會變紅?
問題情境:
教師在課堂上演示了一個有趣的實驗:在A燒杯中裝入20ML蒸館水,滴 入2?3滴酚釀試劑。讓每個同學都看到,得到的溶液是無色的。在B燒杯中 裝入10ML濃氨水。用一只大燒杯把A、B兩燒杯溶液罩在一起。過幾分鐘, 同學們看到了 A燒杯中裝的溶液變成紅色。
上述現象說明了什么?請用簡單的實驗證明自己的解釋。
提出假設:
學生對上述現象的看法不一,可能提出如下假設:
①A燒杯內滴入的酚釀要過一會兒才能變色,與B燒杯無關。
②大燒杯壁上沾有某種物質,散發出的肉眼看不見的粒子與A燒杯中的 溶液接觸,使其變紅。
③B燒杯中的濃氨水散發出一種肉眼看不見的粒子,慢慢溶解到A燒杯 的溶液中,使溶液變成紅色。
實驗探究:
①在潔凈C燒杯中加入20ML蒸餡水,滴入2?3滴酚駄試劑。靜置,觀 察現象,將其單獨罩在大燒杯里,觀察現象。
②另取兩只小燒杯代替A和B。一只中的溶液與A相同,另一只用蒸館 水代替濃氨水,按同樣裝置,觀察現象。
③小心聞B燒杯中的濃氨水,可嗅到刺激性氣味。取出少量濃氨水注入 試管中,滴入酚猷試劑,觀察現象。
④把B燒杯中的濃氨水滴入C燒杯中,觀察現象。
獲得結論:
學生在討論、交流的基礎上獲得共識:
①氨水能使酚駄試液變紅;
②B燒杯的濃氨水中有肉眼看不見的粒子逸出,有些粒子進入到A燒杯 中的溶液,使溶液成分改變,顏色變紅。
模式三:
可概括為:問題一探究一診斷?報告
模式中的探究,這一階段是探究性實驗教學的核心,它要求學生在相互 合作的前提下設計實驗方案,進行實驗探究,得出結論。具體包括:通過所 掌握知識或收集的信息做出比較合理的實驗設計假設(反應機理的假設,實驗 裝置的假設等);依據假設,結合具體過程,并猜想可能的實驗想象和結論; 列出實驗步驟;根據所得的賣驗現象,對照假設,分析歸納并得出結論。
模式中的診斷過程包括兩個重要方面;反思和交流。在各組做出實驗結 論后,要求各組成員首先認真總結小組的探究過程;其次,再通過小組間的 交流,比較各小組的探究過程和思維結論,從中獲取成功的經驗和失敗的教 訓,調整或重新設計實驗方案,使自己的實驗探究過程更趨合理;最后,教 師對本次實驗進行總結和評價。
報告,要求每組報告各自的實驗現象與探究結論,并撰寫實驗報告。對 于實驗中僅僅依靠學生自己難以解決的問題,可以通過這個模式,利用教師 的診斷和指導,學生的合作學習,能很好的完成實驗。
[案例28]
氨氣還原氧化銅實驗
實驗背景分析:
NH3中N元素的化合價為-3價,根據氧化還原反應的原理來判斷其是否 具有還原性;學生曾經學習過氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗,通過相似 和類比聯想,學生能夠通過實驗探索得出氨氣具有還原性這一重要的化學性 質。
學生探究:
學生根據氧化還原反應的原理和氨氣中氮元素的化合價為負三價,能夠 初步判斷出氨氣具有還原性。但是在擬訂實驗方案時,各組圍繞實驗裝置進
行爭論:(1)有小組認為氨氣的密度比空氣小,主張用氫氣還原氧化銅的實驗 裝置和實驗步驟;(2)另外的小組則認為氨氣是具有刺激性氣體,為了防止氨 氣被排放到空氣中,主張采用一氧化碳的實驗裝置和實驗步驟。但尾氣用稀 硫酸去吸收。最后,教師總結各小組的實驗方案,主要是以下兩種。
方案一擬訂的實驗步驟:
(1)用氫氧化鈣和氯化錢制取一定量的氨氣;
(2)將少量的氧化銅裝入硬質大試管中(實驗裝置同氫氣還原氧化銅);
(3)加熱氫氧化鈣和氯化鞍的混合物將氨氣通入大試管中,排盡試管中 空氣;
(4)繼續通入氨氣,同時加熱大試管,使反應進行;
(5)反應結束后,停止加熱至大試管冷卻,觀察實驗現象;
方案二擬訂的實驗步驟:
(1)用氫氧化鈣和氯化鍍加熱制取一定量的氨氣;
(2)將少量的氧化銅裝入玻璃管中(兩端放一小段細銅絲,防止爆炸)。 并且用一導管通至小燒杯的稀硫酸的液面之上,以便將尾氣吸收;
(3)加熱氫氧化鈣和氯化錢的混合物將氨氣通入玻璃管中,排盡管中空 氣;
(4)繼續通入氨氣,同時加熱玻璃管,使反應進行;
(5)反應結束后,停止加熱至玻璃管冷卻,觀察實驗現象;
實驗的實施:
各小組的學生根據自己擬訂的實驗步驟進行實驗,觀察和記錄實驗現象, 作出實驗結論。
實驗診斷與評價:
各小組匯報實驗過程和實驗現象,總結和歸納此類實驗的實施過程:
按照方案一進行實驗的小組學生觀察到氧化銅由黑色轉變為光亮的紅 色,管口有水生成,同時也聞到氨氣的刺激性氣味;按照方案二進行的小組 學生不僅可以觀察到與方案一小組實驗的相同的實驗現象,而且實驗時間比 較短,剩余的氨氣也被吸收,防止了氨氣對空氣的污染。
教師的評價:
通過對氨氣還原氧化銅的實驗探究,學生能夠根據氧化還原反應原理判 斷出氨氣的還原性,并能夠將氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗與氨氣還原 氧化銅聯系起來,既復習了前面所學的知識,又通過實驗探究出氨氣的還原 性。按照方案二實驗的小組同時也注意到在實驗中如何有效防止實驗的尾氣 對空氣的污染,但是,也應該在玻璃管口放上石棉絨,防止氧化銅被氨氣流 沖走。
探究性實驗教學的三種模式的劃分并不是絕對的。同一教學內容,可按 三種模式來設計。只是這三種模式的教學過程不同,特點不同,教師可根據 教材內容,和學生的認知水平做出選擇。
可以肯定地說,探究性實驗教學模式的研究會改變以往偏重學科知識和 學科技能訓練的教學方法和被動接受的學習方式,能充分發揮學生學習化學 的主動性和創造性,它必定會形成和體現出21世紀化學教學的特點、方式和 教學氛圍。
4. 7探究性實驗案例
過氧化鈉與水反應后異常現象的探究
問題情景:
[老師]同學們,我們學習了過氧化鈉與水的反應,其生成物是什么?
[學生]生成物是NaOH和02。
[老師]往所得的溶液中滴加幾滴酚酥試液,將會看到什么現象?
[學生]溶液變紅。
[老師]大家做一做實驗并仔細觀察現象。
[學生]先變紅,然后褪色。
[老師]變紅(正常現象)后的溶液為什會褪色(異常現象)?
作出猜想:
分成幾個小組,共同討論。
[老師]同學們要勤于思考、敢于猜想。愛因斯坦曾說:“提出問題比解決 問題更重要。”我們可以從反應過程所涉及的因素,如所用到的儀器、藥品, 條件(外界)、生成物等方面來考慮。
通過充分討論,學生作出如下各種猜想:
[猜想一]有可能是我們所用的試管不干凈•管壁上沾有的雜質產生影響, 使紅色褪去。
(另一位學生馬上站起來反駁:不可能吧!難道大家所用的試管都是不干 凈的嗎?)
[老師]說得有道理,不過我們不能輕易地放棄每一種猜想,還是以實驗 來證明為好。那你認為是什么原因引起紅色褪去呢?
這位學生接著做出猜想二:
[猜想二]NaQ在空氣中易變質,有可能是我們所用的過氧化鈉部分變 質后引起。
緊接著有幾位學生做出猜想:
[猜想三]手摸試管感覺到很熱,該反應放熱,有可能是溶液的溫度較高, 使紅色褪去。
[猜想四]有可能是酚酥變紅后,被生成的氧氣氧化。
[猜想五]有可能是生成物氫氧化鈉濃度的影響。
(又有一位學生馬上站起來反駁:不可能吧!因為以前化學教材上講過, 酚駄試液遇酸溶液不變色,遇堿溶液變紅色。提出猜想的同學則說;教材上 說的不一定都全對嘛,以前我做過往NaOH溶液中滴加酚猷試液時,也曾經岀 現過這種現象:酚瞰變紅后有褪色。)
[老師]說得很好!請大家掌聲鼓勵!我們就應該有這種不唯教材、敢于 批判的精神。
[猜想六]我們學過褪色有可能是被氧化性的物質漂白,過氧化鈉與水反 應還可能產生強氧化性的物質(如生成H202),具有漂白作用。
(緊接著有一位學生馬上站起來反駁:Na?。?與H20反應不是只生成NaOH 和O2嗎?你根據什么現象說明有H2O2生成呢?提出猜想的同學則說:如果我 們仔細地觀察Na?。?與H20反應后所得到的溶液,會發現溶液中不斷有許多小 氣泡生成,所以我懷疑是生成的HQ分解產生的,可以通過加催化劑MrA, 并檢驗生成的氣體來證明。)
[老師]還有別的猜想嗎,如果想到,請在課外提出來。現在請同學們先 設計方案解決前面提出的各種猜想。
設計方案:
[方案一]將試管洗滌干凈。
[方案二](有同學問:老師,有沒有未開過蓋的Na202?)用未開過蓋的純 Na?。?進行實驗分析。
[方案三]用冷卻后的溶液做實驗。
[說明]由于無法得到穩定的酚瞰紅色溶液,所以猜想四、猜想六的學生 不能馬上設計出方案。不過做了方案五的實驗后,學生自然就能設計出解決 猜想四、猜想六的方案。
[方案四]用不同濃度的NaOH溶液做對比實驗;①5 mol/L NaOH溶液;
② 1 mol/L NaOH 溶液;③0. 01 mol/L NaOH 溶液。
[方案五]往0.01 mol/L NaOH溶液中,滴加2滴酚猷試液,變紅色且較 長時間不褪色;制備氧氣通入紅色溶液中。
[方案六](1)往過氧化鈉與水反應后所得的溶液中加少許MnCh用帶有火 星的木條伸入試管內。
(2)往0. 01 mol/L NaOH溶液中,滴加2滴酚駄試液,變紅色且較長時間 不褪色,然后加入出02。
實驗探究:
[實驗一]用去污粉、自來水、蒸館水將試管洗干凈,加一小藥匙Na?。? 固體,加2ML蒸館水,滴加2滴酚瞰。現象:變紅,振蕩后仍褪色。
[初步結論]不是試管不干凈的原因。
[實驗二]用未開過蓋的一小藥匙陋。2固體,加2ML蒸憾水,滴加2滴酚
Ko現象:變紅,振蕩后仍褪色。
[初步結論]]不是藥品變質的原因。
[實驗三]往試管中加一小藥匙Na2()2固體,加2ML蒸館水,然后浸入裝有 冷水的燒杯中,冷卻后滴加2滴酚猷。現象:變紅,振蕩后仍褪色。
[初步結論]不是溫度的影響。
[實驗四]在不同濃度的NaOH溶液中,滴加酚駄后,觀察現象。(保留溶 液)
NaOH溶液物質的量濃度(mol/L) 5 1 0.01
變紅后又褪色的時間(min) 很快 5 長時間
[初步結論]酚酥在稀堿性溶液中才穩定顯紅色,在濃堿溶液中顯紅色后
又褪色。
MASTER' STHESIS
[實驗五]往試管中加0. 01 mol/L NaOH溶液3ML,滴加2滴酚駄試液, 變紅色且較長時間不褪色;然后用KC103和Mn02混合并加熱,將產生的氧氣 通入紅色溶液中。現象:溶液的紅色較長時間不褪去。
[初步結論]生成的。2不影響。
[實驗六]⑴往試管中加一小藥匙嘔02固體,加2ML蒸憾水,過一會兒, 加少許Mn02,用帶火星的木條伸入試管內。現象:又產生大量的氣體,使帶 有火星的木條復燃。
[初步結論]證明有強氧化性的H2O2生成。
(2)往試管中加0. 01 mol/L NaOH溶液3ML,滴加2滴酚酥試液,變紅色 且較長時間不褪色,然后加入2ML H202,振蕩。觀象:紅色褪去。
[初步結論]H2O2具有漂白作用。
獲得結論:
學生在討論、交流基礎上獲得共識:
(1)酚駄在稀堿性溶液中才穩定顯紅色,在濃堿性溶液中顯紅色后又褪 色。
(2)H2O2能使變紅了酚駄溶液褪色,起漂白作用。
(3)教材中的反應方程式:2Na202+2H20=4Na0H+ 02 t不夠完善,同時還 發生反應:Na2()2+2 H20=2Na0H+ H202,過氧化鈉與水反應放出的熱量使部分 H202分解。
(4)往過氧化鈉與水反應后的溶液中滴加酚釀試液,變紅色后又褪色, 原因是反應生成的H2O2的漂白作用和所得的堿溶液較濃的影響。
4. 8探究性實驗評價
傳統的實驗教學可以借助于模式固定的實驗報告來評價學生的學習情 況。而這種方式已經不能適合新的教育理念,探究性實驗的目的是要學生養
成科學的態度、獲得科學的方法。在完成實驗的過程中,每個學生的思維和 能力不一樣,這樣如何評價學生就是我們需要研究的問題。
采用探究實驗活動表現評價這種方式,根據每個實驗特點,教師可以設 計相關評價方式來評價學生。活動表現評價指學生課內外活動的過程和結果, 包括學習的參與意識、探究意識;解決問題的能力,思維、設計、動手操作 和觀察能力;合作精神,總結交流能力,科學精神、科學態度、情感、價值 等。利用這種評價方式能更全面評價一個學生的能力,也更符合化學課程標 準的要求。
[案例29]
探究實驗活動表現評價案例
鎂與鐵、銅、鋁一樣,是一種用途廣泛的金屬,金屬鎂可用于制造航天 材料、各式各樣的合金等,一些煙花和照明彈里也含有鎂粉。結合你的日常 生活和學習,利用所給儀器和藥品,試著探究金屬鎂的性質。
藥品:鎂條、水、食醋、食鹽。
儀器:酒精燈、火柴、砂紙、石棉網、堆竭鉗、磁鐵、剪刀、燒杯、三 角架、電線、電池、小燈泡(需要其他用品請向老師說明)。
(1)拿到題目以后,你想到了什么?
(2)你猜想鎂具有什么性質?猜想的根據是什么?是否參考了所給的儀器 和藥品?
(3)如實記錄你的操作情況和你觀察到的現象(見表4. 2)。
表4. 2化學探究實驗活動表現評價表
評價教師: 日期:
學牛姓名 性別 班級 課題探究鎂的性
一、實驗前學生活動表現觀測
觀測項目 學生活動表現記錄 教師評價
翻看藥品儀器 (有、無);
書寫 (有、無);
問老師 (有、無):次數 ,具體情況是:
教師提供的幫助是:
老師插問 學生想到的:
學生思考的:
(有、無)假設,假設是:
其他
時間 min
二、實驗中學生活動表現觀測
操作過程 折彎(折斷、剪斷)鎂條(有、無)
導電(有、無;成功、失敗)
導熱(有、無;成功、失敗)
磁鐵吸引(有、無)
鎂條燃燒(有、無;成功、失敗〉
酒精燈的使用(正確、錯誤;快、慢);(是、否)安
全使用
學生表現:
坨竭鉗的使用(正確、錯誤;快、慢);(是、否)恰
當
學生表現:
MASTER' S THESIS
與水反應(有、無;成功、失敗) 與食醋反應(有、無;成功、失敗) 其他:
思考停頓 (有、無):停頓時間 min (較長、較短)
停頓次數 (較多、較少)
停頓點是:
停頓原因是:
問老師 (有、無):次數, 具體情況是:
教師提供的幫助是:
觀察 (是、否)及時、全面
教師插問 學生想到的:
學生思考的:
其他
時間 min
三、實驗總結記錄
(是、否)邊實驗,邊記錄
(是、否)認真
(有、無)反復修改
學生的特殊行為
活動結束以后學生的自我評價:
(1)你對此類活動感興趣嗎?通過今天這次活動,你對這種探究式的活動 感覺如何,你怎樣看待它?
(2)動手操作以前,你是否參考了所提供的儀器和藥品?是否想到了去證 明你的猜想?是否計劃好了證明的方法?
(3)活動過程中,你是否感到有困難?困難在哪里?你是如何解決的?
(4)你和同學是怎樣相互支持和幫助的?
A.分工協作 B.—人操作,一人提供幫助C.先獨立操作,再互相討論
今后如果繼續合作,你認為應該在哪些方面進行改進?
(5)活動過程中你停頓過嗎?為什么停頓呢?
(6)以前沒有用過的儀器如酒精燈、坨竭鉗等,你能夠正確恰當地運用它 們嗎?你是如何用的?
(7)整個活動過程中,你是否向老師詢問一些自己把握不準的問題?問題 是什么?你對老師的回答滿意嗎?
(8)你認為你們這次活動做得怎么樣?試著再提出與鎂有關的3?5個問 題。
蠢/ MASTER'S THESIS
5、中學化學實驗發展趨勢
根據目前我國中學化學實驗教學的現狀分析,在未來的數年中、將會出 現以下一些變革和發展。
5.1實驗的選題與教學形式的多元化
21世紀我國的中學化學學科教育既要適應社會發展對科學技術的需要, 又要適應中學生個性發展需要,化學新課程要面向全體學生,努力滿足學生 的求知欲望,豐富他們的精神生活。所以化學學科教育必須要突破自身體系 的封閉性和教學時間及教學空間的封閉性,其中化學實驗作為化學教學改革 中最為活躍的一個因素,也必然要有新的發展和創新。
我國傳統的中學化學實驗的選題服從于學問中心的化學課程。故實驗的 選擇明顯地具有專業化的傾向,它容易割裂化學學科跟其他學科之間的關聯 性和綜合性。因此不易適應學科知識的綜合、交叉和滲透的趨勢,也難以使 學生認識化學與社會、化學與技術發展的關系。
近年來,國外的STS教育對我國部分地區的中學化學教學已產生了影響, 一些地方教材的實驗選題已融合了部分問題中心的模式。STS是英文“科學 (Science)","技術(Technology)"和"社會(Society)w 的縮寫。STS 教育以培 養了解科學技術及其社會價值,能夠在一定程度上參與科學技術決策的公民; 培養了解建設現代化社會對科學技術進步的需求、能夠應用科學技術致力于 經濟和社會發展的廣大人才為目標。
當然,完全照搬國外的STS教材顯然有頗多不妥之處,但是使我國化學 教材進一步滲透、融合STS教育的思想和部分內容則是勢在必行。這樣,化 學實驗的選題將不再是靜態的學科知識的介紹和驗證,實驗將滲透社會關注 的一些熱點問題,將滲透技術教育,使學生體驗技術在科學與社會之間的橋
MASTER' STHESIS
梁作用,認識化學與技術、與社會的交互影響。
顯然這類實驗具有綜合性、現實性和動態性。目前我國經濟發達地區的 新編教材中,這類實驗已被選用,并有進一步增加的趨勢。但作為化學學科 的實驗除了應在社會生活背景中選擇一些相關的問題外,還應注意化學學科 知識的邏輯性和科學性,即某些優秀的傳統實驗仍應保留或作進一步的改進。 所以21世紀化學學科實驗的選題將是廣泛的、多元的。
我國中學化學實驗傳統的教學形式主要為演示實驗,其次為學生實驗(包 括少量教師自選的邊講邊實驗)。在近十年中,我國化學課程的改革已有向多 元化發展的趨勢,如化學課程設置在某些地區已逐步形成了必修課程、選修 課程和活動課的三組合體系。
近年上海等地區又進一步提出了把化學課程分成基礎型課程(必修)、拓 展型課程(選修)和研究(探究)型課程(選修)等三種。這三種類型的化學課程形 態都包含有化學實驗教學。在基礎型課程中,實驗教學要求培養學生基礎性 學習,注意發展性學習和創造性學習基礎的培養。在拓展型課程中,實驗教 學要求培養學生發展性學習,兼顧創造件學習的培養,并發展學生喜歡化學、 贊賞化學的個性。在研究型課程中,實驗教學除了培養學生創造性學習外, 還要求能發展學生探究化學問題的意識,學會探究化學問題的方法。
顯然,在上述這些化學課程中,化學實驗的教學和活動形式必然更多祥 和多元化。例如有些實驗可以結合社區、化工廠的釆訪、調查而設置,有些 實驗可以結合環境測試和保護活動開展。有的實驗可以2—5人的小組形式組 織活動,有的實驗可由學生自選一些材料在課外或家中獨自完成。以家庭實 驗來說,它就可安排多種類型的實驗活動,例如讓學生提純粗鹽,觀察蠟燭 的燃燒,用蛋殼和酸反應,配制并觀察溶液、乳濁液、懸濁液等一系列配合 課堂化學教學的實驗;讓學生尋找廚房或衛生間中的一些用品做茶水變色、
咖喔粉糊變色、番茄電池、蛋白酶除血汗跡等趣味性實驗;讓學生用活性炭 制作簡易凈水器、自制波爾多液、配制植物營養液等應用性實驗;讓學生研 究鐵銹蝕的條件、確定蠟燭的組成元素、研究香煙中尼古丁的毒性、測試自 來水中的余氯等研究性實驗等等。在近幾年,我國已經有中學化學家庭實驗 箱及中學生環境測試箱等研制的報道。所以我國今后中學化學實驗教學形式 的多樣化、多元化也是必然的一個趨勢。
5.2實驗的儀器與設施的現代化
隨著我國經濟、技術的飛速發展,各種先進的實驗裝備、設施將會越來 越多地在化學實驗及其教學中得到應用,這無疑也是中學化學實驗發展的又 一個必然趨勢。
目前,我國經濟較發達地區的的學校已經較全面地選用了精密電子天平、 數字式測溫儀、數字式PH計,不少重點中學還配置了紅外光譜儀,紫外和 可見光譜儀、氣相色譜分析儀、質譜分析儀、溶解氧測定儀、噪聲統計分析 儀、雙氣路大氣采樣儀等多種現代化、高性能的實驗設備。另外,多媒體教 育手段的發展也為化學實驗教學提供了日益現代化的外部條件。利用計算機 制作各種教學軟件,輔助教學。學校條件好的,每個教室都配有相關設施。 另外,耐高溫的玻璃材料、耐強腐蝕的高分子材料、多功能的復合材料等在 中學化學實驗教學中也將會獲得更多應用。
5. 3學生實驗簡約化
簡約化實驗是指實驗的設計要盡可能采用簡單的實驗裝置,用較少的實 驗步驟和實驗藥品,在較短的時間內來完成實驗。設計的選題要盡可能與日常 生活實際相聯系,使學生感到化學就在身邊,研究化學并不神秘,從而調動學生 的學習積極性、主動性,培養創造精神。如用貝殼或雞蛋殼代替碳酸鹽,用食鹽 代替碳酸鈉,用廢棄的飲料瓶和小藥瓶作反應容器,設計廚房里有關的化學實
另外,化學實驗的設計原理還要考慮安全性和可行性原則。即實驗設計時 應盡量避免使用有毒藥品和具有一定危險性的實驗操作,而所用的實驗原理 是中學化學范圍內的,所選用的化學實驗藥品、儀器、設備和方法在中學的條 件下能夠得到滿足。
5.4實驗安全與趣味化
我國的化學實驗教學歷來都強調要保障實驗的安全,安全是教學實驗必 備的一個條件,但過去對化學實驗的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強 腐蝕、極毒等,這些問題在今后當然仍應該重視。而現在,人類對環境保護 日益重視,化學實驗產生有害環境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實驗的不 安全因素,因為其結果同樣會影響到師生的健康,而且這種危害還具有廣泛 性和持久性。對此,我國目前大部分中學化學地方性教材對那些會產生CO、 H2S, C12、HC1等有害尾氣的實驗都增添了尾氣的收集或處理裝置,使實驗 顯得更為安全、衛生。為了把化學教學實驗所產生的污染程度降到最低限度, 不少專家還建議可采取如下一些措施:
(1)化學實驗密閉化。反應產生的氣體、液體和固體都予以收集和處理, 避免敞開操作,防止反應物質逸到周圍環境中。
(2)在無法密閉操作時,要加強吸收、通風或其他防護措施。
(3)加強反應物質的回收利用和消害處理,建立責任制度。
(4)在設計實驗方案時,要盡量避免使用和生成毒性較大以及容易形成 污染的物質,盡量選擇污染少的實驗方法和實驗裝置.在無法避免使用或者 產生有害物質和污染的情況下,實驗方案必須包括有效的防護和消害處理措 施。
中學化學實驗的趣味性也是我國實驗教學發展的趨勢之一。過去我們在
強調化學學科知識的科學性和嚴密性時,往往把實驗設計得非常“嚴肅”、 “規范”,實驗裝置必須選用化學儀器、器皿來裝配,瓶瓶罐罐的實驗被視 為不正規,不科學。實驗試劑必須用化學試劑,食品等物質作為試劑則被視 作小兒游戲,如酸堿指示劑只能用酚酥、石蕊,而不可用咖腥粉,紫色卷心 菜汁等。于是過去的化學教學實驗相對就顯得較抽象而枯燥乏味。
然而,在國外,有些化學教師做化學實驗就顯得較輕松、隨意,儀器、 試劑有時似乎是信手拈來。例如做一個酸堿反應的實驗,教師在上班途中的 商店買一瓶檸檬酸和一包小蘇打發酵粉就解決了實驗的試劑,然后在一輛玩 具四輪小車上捆扎一個塑料瓶(廢棄的飲料瓶),把試劑放入塑料瓶內再塞上 塞子并放置在地上,片刻后由于反應產生了大量氣體把瓶塞沖出,產生的反 沖力把小車推向前方……這是實驗還是游戲?答:都是。
目前我國不少教師在進行化學實驗時也刻意地使實驗現象盡可能新奇、 鮮明,以便提高實驗的趣味性。許多趣味性很強的實驗,如化學振蕩實驗、 碘時鐘反應、藍瓶子實驗、滴水生煙、滴水起火、點火成蛇、會自燃的金屬、 用化學方法制作小工藝品和學習用品……已成為當今許多中學常見的演示或 學生實驗。因為無論從心理學的角度還是教育學的角度來看,教學的趣味性 會轉化為學生的學習動力。所以它是今后化學實驗教學應該引起重視的一個 因素。
5. 5學生實驗微型化
微型實驗就是用小型的儀器、裝置和極少量的試劑進行的一類化學實驗。 從目前資料來看,微型實驗的儀器裝置一般比常用的要縮小十倍至幾十倍, 所用試劑的量也為常規實驗的幾十分之一到千分之一。微型實驗崛起于20 世紀80年代美國的一些大學。微型實驗的優點首先是可減少污染,起到保護 環境的作用,微型實驗之所以會在經濟,技術都較發達的美國發起,其原因 也在此。實驗試劑的微量化使微型實驗產生的尾氣、尾料僅為常規實驗的幾 十分之一到幾百分之一。更重要的是微型實驗本身也是對學生環保意識最生 動、最現實的教育,由此而產生的社會效益是巨大而長久的。
其次在中學化學實驗中推行微型實驗可省錢、省時、省力,微型實驗的 價格較低,使用中的破損率也人為減少,再加上試劑耗量小,故較省錢;微 型實驗由于反應規模縮小,所以反應時間也相對縮短,再加上微型實驗儀器 在設計時力求簡單,其裝拆清洗也較省時,一般微型實驗可節約時間1/4— 1/2;微型實驗給教師和實驗員的實驗準備、攜帶、儲存、運輸等也帶來了方 便,使實驗的管理較輕松省力。
第三,微型實驗還能養成學生嚴謹的工作習慣和操作技能,能在相同條 件下增加實驗的數量,能提倡勤儉節約、艱苦奮斗的精神,這些是微型實驗 附帶的教學功能。事物總是一分為二的。微型實驗也有一些不足。如可見度 小,所以通常情況下演示實驗不宜采用微型實驗,這一原因使以演示實驗唱 主角的我國中學化學實驗教學在引進和推廣微型實驗時受到了限制。其次, 微型實驗在定量實驗中失真和誤差較高,常規裝置中固有的某些基本操作方 法也無法進行訓練。這些顯然都有待于進一步的改進和完善。
從發展的角度看,中學化學實驗教學形式的多元化,實驗的安全化等趨 勢也促進了微型實驗的發展。將來一些由學生動手操作的化學活動課實驗、 第二課堂實驗、家庭化學小實驗等為化學微型實驗的推廣開辟了新的天地, 微型實驗在未來的化學實驗教學中應該有它的一席之地。
綜上所述,我國21世紀中學化學實驗的發展步伐將大得多,其實驗的選 題及教學形式有綜合化、多元化的發展趨勢;實驗方法、手段有微型化、簡 約化等發展的趨勢;實驗的內容和編排有著趣味化的發展趨勢;實驗操作將 顯得更簡便、衛生、安全、可靠;實驗的裝備和設施將越來越現代化、科學化。
后記
在本論文中,大家可以看到,實驗在中學化學教學中的重要地位與作用 已獲得了廣大化學教師的認可。這說明化學實驗教學的各種觀念正在不斷地 變化和發展。新課程與《化學課程標準》中體現的新的教育觀念,也被一線 教師們所認識并開始著手從事這方面的研究。
從發展的角度看,實驗己不再是單一為學生學習化學知識而提供的直觀 手段。與新課程相結合,使化學實驗有了更多的新功能。其中尤其以實驗的 探究功能為主。我在論文中列舉了大量探究性實驗教學的案例來闡述目前我 國課程改革的主要方向和形式,并總結了在教學中經常用到的幾種化學實驗 教學模式。我相信探究性實驗教學的研究會越來越受到師生共同的關注。
在這次完成論文的過程中,使我對自己所學的知識有了一定程度的檢驗, 通過查閱大量文獻,了解了更多的新的教育理念,同時也增強了我教學的能 力與信心。使我在教育研究方面有了很大的進步,在以后的教學中,應更加 投入精力從事教學方法的研究。
本文是作者在王后雄教授的指導下完成的。在作者研究生班的學習生活 中,他在學習、研究上嚴格要求,在生活上給予關心和幫助,同時他嚴謹的 治學態度,務實的工作作風,積極進取的人生精神,給作者留下了難以忘懷 的印象,他的教導將使作者受益終生。在此謹向王后雄教授表示忠心的感謝。
在研究生班學習和論文階段,同時得到了孫錫鳳等老師的悉心指導,他 們認真、嚴謹的工作態度,給作者整個研究生班的學習給予了極大的幫助。 在論文寫作過程中參閱了大量的文獻資料,引用了諸多專家、學者和教師的 研究成果與教學成果。在此,謹向大家致以誠摯的敬意和感謝。
最后,在作者即將完成整個學業之際,感謝領導和所有的親人朋友,他們對 作者多年的學習生活給予了無微不至的關懷和全力的支持。作者將以勤奮認 真的工作態度,自強不息的人生精神,努力成為一個對國家、社會,對家庭 有貢獻的人,作為對他們的最大回報。
由于撰寫論文的時間比較倉促,加之水平有限,文中的錯誤和紐;漏在所 難免,望各位評委、老師給予批評指正。
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