化学实验教学创新范文

时间:2023-10-24 10:29:22

化学实验教学创新

化学实验教学创新篇1

关键词:碳酸钠;碳酸氢钠;对比实验;创新实验;实验教学

文章编号:1005C6629(2017)4C0059C05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

《化学教学》期刊设置了“实验创新设计”的栏目,展示了丰硕的实验创新成果。但从目前教学期刊上发表的“碳酸钠和碳酸氢钠”教学课例来看,将实验创新成果融入课堂教学的现状并不乐观。如比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性选用套管实验,二者与酸反应仍用等质量的Na2CO3和NaHCO3粉末与稀盐酸反应的实验,CO2气体与Na2CO3溶液反应采用CO2气体通入饱和Na2CO3溶液实验的剪辑视频。目前部分教师还存在一种错误的认识,认为按照教科书上的实验方案做了实验探究,就能很好地完成了实验教学。殊不知教科书编写的意图是“要有助于发挥化学教师的创造性,应留给教师较大的创造空间,使教师在实践中充分发挥教学的主动性和创造性”[1]。为此,笔者尝试将实验创新成果融入课堂教学,试图培养学生的创新思维能力。

1 课程标准和教材内容分析

课程标准指出:根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠等金属及其重要化合物的主要性质[2]。Na2CO3和NaHCO3的性质是人教版《化学1》“科学探究”的内容,就二者的外观、水溶性、溶解热效应、溶液酸碱性和热稳定性进行了实验探究,二者与稀盐酸的反应只要求写出反应的离子方程式[3]。人教版强调对比实验的设计,却忽视了二者与稀盐酸反应的实验探究。同样,苏教版《化学1》“活动与探究”的内容,对澄清石灰水和CaCl2溶液分别与Na2CO3溶液反应、浓盐酸与Na2CO3溶液反应、用pH试纸测定Na2CO3溶液pH和Na2CO3溶液去油污性能进行了实验探究,同时教材提供了Na2CO3和NaHCO3的性质比较信息,要求设计实验方案区别Na2CO3和NaHCO3的固体[4]。苏教版强调Na2CO3性质的实验探究,却忽视了NaHCO3性质的实验探究。从两个版本的教材内容分析,在实施教学过程中,应增加设计对比实验来探究Na2CO3和NaHCO3的性质。

2 相关实验设计的分析

2.1 Na2CO3、NaHCO3的固体热稳定性实验

人教版方案是将Na2CO3和NaHCO3的固体分别装在两支试管中,用酒精灯加热,将可能生成的气体通入澄清石灰水中,实验现象明显。缺点是分别做两次实验,需两次加热,实验加热环境不同,因此实验对比性差。为使实验对比性强,已有套管实验设计。实验装置如图1所示,实验现象明显,且只需一次加热。但此实验把不易分解的Na2CO3固体放在温度较高的外管,把易分解的NaHCO3固体放在温度较低的内管。这是在NaHCO3比Na2CO3容易分解的前提下设计的,实验预设性太强,缺乏探究性。

2.2 Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应的实验

人教版全日制普通高级中学教科书设计了Na2CO3和NaHCO3粉末与稀盐酸反应的对比实验。实验如下:“在两支试管中分别加入3mL稀盐酸,将两个各装0.3g Na2CO3或NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。[5]”通常观察到NaHCO3固体与稀盐酸反应速率比Na2CO3固体与稀盐酸反应速率大。事实上,两个反应速率大小与如下三个因素有关:一是Na2CO3与盐酸发生分步反应;二是颗粒大小,无水Na2CO3固体颗粒较大,NaHCO3晶体颗粒较小;三是热效应,Na2CO3固w溶解以及与盐酸反应均是放热,NaHCO3晶体溶解以及与盐酸反应均是吸热。两个反应速率大小除了Na2CO3与盐酸发生分步反应的影响因素外还有两个影响因素,而对比实验中只考虑一个影响因素,因此不符合对比实验基本要求。现行人教版删除了这个实验,要求学生写出Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应的离子方程式。苏教版设计了Na2CO3溶液与浓盐酸反应实验,仍不能解决Na2CO3溶液和稀盐酸发生分步反应的机理。

2.3 饱和Na2CO3溶液与CO2气体反应的实验

有教师认为,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体没有什么好研究的,NaHCO3溶解度比Na2CO3小,通入CO2气体后很快会析出白色晶体,教材没有要求做此实验就不做了。笔者用启普发生器快速生成CO2气体,通入饱和Na2CO3溶液中,20几分钟后才有微量晶体析出[6],做过此实验的教师都认为不适宜作课堂演示实验。有教师在课堂中演示了如下实验:用大理石与稀盐酸反应生成的CO2气体和用雪碧(饮料)产生的CO2气体,分别通入饱和Na2CO3溶液中,约3min均出现白色沉淀[7]。该教师将CO2气体通入过饱和Na2CO3溶液中,析出的是碳酸钠晶体。

从以上三个实验设计分析可知,实验设计还有创新的空间。

3 学生学习困惑和教师教学困扰

3.1 Na2CO3溶液与稀盐酸分步反应

向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸发生分步反应的机理(Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl=H2O+CO2+NaCl)在高考和会考中时有出现。学生的困惑:受“盐和酸反应生成新盐和新酸”的定向思维影响,总认为向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸就会生成NaCl和CO2气体。教师的困扰:向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加稀盐酸至过量,起初产生少量微小气泡,随后产生气泡似乎增多,实验现象不直观,不能断定是否生成了NaHCO3,只能在理论层面上给学生讲述分步反应机理。

3.2 Na2CO3溶液与CO2气体反应

用大理石与稀盐酸反应生成的CO2气体中含有HCl气体,教师强调因CO2气体会与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,t通过饱和NaHCO3溶液洗气来除去HCl气体,不能通过Na2CO3溶液洗气。学生的困惑:教师没有做过CO2气体与Na2CO3溶液反应实验,只是作了类比推理。教师的困扰:CO2气体通入饱和Na2CO3溶液实验不适宜作课堂演示实验,只能作类比推理。CO2气体能与CaCO3悬浊液反应生成Ca(HCO3)2溶液,则CO2气体也能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3。

学生在学习中存在困惑问题,教师在教学时遇到的困扰问题,教学环节的设计和相关实验的创新必须解决教与学的问题。

4 教学过程的设计

本节课设计了五个环节,一环扣一环,有效集中学生的注意力。

4.1 钙化合物的转化关系

[问题] Ca(OH)2微溶于水,澄清石灰水浓度小。向澄清石灰水中不断通入CO2气体将会出现什么现象?

[学生]澄清石灰水变浑浊。

[追问]后来呢?不知道(学生)。

设计意图:通过实验再现钙化合物性质,构建钙化合物转化关系,以此类推钠化合物转化关系。

4.2 溶解度、溶液酸碱性、热稳定性

4.2.1 溶解度

[讲述]固体物质在水中的溶解性分易溶(大于10g)、可溶(10~1g)、微溶(1~0.01g)、难溶(小于0.01g),在20℃时Na2CO3溶解度为21.5g、NaHCO3溶解度为9.6g。

[学生] Na2CO3属易溶、NaHCO3属可溶。

4.2.2 溶液酸碱性

[过渡] Na2CO3属于盐类,为什么俗称纯碱?

[学生] Na2CO3溶液可能呈碱性。

[学生实验]取两支试管分别加入少量1mol・L-1 Na2CO3、NaHCO3的溶液,请用pH试纸测定溶液pH,然后滴加酚酞溶液观察颜色变化。

[实验结果] Na2CO3、NaHCO3溶液pH分别为 12和8,滴加酚酞溶液分别呈现红色和粉红色。

4.2.3 热稳定性

[过渡] CaCO3高温分解,Ca(HCO3)2加热分解,Na2CO3、NaHCO3固体热稳定性如何?

[问题]请同学设计实验,比较Na2CO3、NaHCO3固体的热稳定性。

[学生实验]取少量NaHCO3固体于试管中,并加热,将可能产生的气体通入澄清的石灰水中,以同样的方法加热Na2CO3固体实验。

[实验结果] NaHCO3固体易分解。

[演示实验]展示如图3所示的油浴法实验装置,做简单的介绍,然后点燃酒精灯加热约2分钟,食用油温度升高至130~140℃时,右侧的澄清石灰水无明显现象,左侧的澄清石灰水变浑浊[8]。

[实验结果]NaHCO3固体易分解,Na2CO3难分解。

[学生] 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

设计意图:掌握Na2CO3、NaHCO3溶解性和溶液酸碱性为以下实验探究奠定基础。油浴法实验具有很好的对比性、探究性、直观性和简约性,可以粗略地测定NaHCO3分解的温度,学生对其热的不稳定性印象深刻。能拓展学生的知识面,培养学生的创新能力。

4.3 与酸反应

4.3.1 与稀盐酸反应

[学生实验]取两支试管分别加入少量1mol・L-1 Na2CO3、NaHCO3的溶液,然后分别滴加1mol・L-1 盐酸。

[实验现象]向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸至过量,起初产生少量微小气泡,随后产生气泡逐渐增多。向NaHCO3溶液中滴加稀盐酸,立刻产生大量气泡。

[教师]请写出反应的化学方程式。

[学生] Na2CO3+2HCl(过量)=2NaCl+H2O+ CO2,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2。

[设疑]向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸至过量,起初产生少量微小气泡,随后产生气泡逐渐增多,可能还发生其他反应。

[教师]展示如图4所示的恒压式实验装置[9],作简单介绍。

实验1 向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸至过量

[演示实验]如图4装置。在广口瓶中加入1mol・L-1 Na2CO3溶液20mL,再滴入几滴酚酞溶液,在分液漏斗中加入1mol・L-1盐酸40mL。打开磁力搅拌器,搅拌待反应溶液。然后打开分液漏斗活塞,滴入约20mL稀盐酸,关闭活塞。溶液由红色变成粉红色,反应没有气泡产生,气球没有增大。

[问题]反应没有气体生成,溶液变成粉红色,反应生成了什么物质?

[学生]生成了NaHCO3。

[师生] Na2CO3+HCl(少量)=NaHCO3+NaCl。

[演示实验]再次打开分液漏斗活塞,滴入剩余约20mL稀盐酸。溶液由粉红色变成无色,反应产生气泡,气球逐渐增大。

[教师] NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(已写出)。

实验2 向稀盐酸中滴加Na2CO3溶液至过量

[演示实验]如图4装置。在广口瓶中加入1mol・L-1盐酸40mL,再滴入几滴酚酞。在分液漏斗中加入1mol・L-1 Na2CO3溶液40mL。打_磁力搅拌器,搅拌待反应溶液。然后打开分液漏斗活塞,滴入Na2CO3溶液约20mL,关闭活塞。溶液保持无色,反应产生气泡,气球逐渐增大。

[教师] Na2CO3+2HCl(过量)=2NaCl+H2O+ CO2(已写出)。

[演示实验]再次打开分液漏斗活塞,滴入剩余约20mL Na2CO3溶液。溶液由无色变成红色,气球缓慢变小。Na2CO3溶液与CO2气体反应速率很慢。

设计意图:用恒压式实验装置探究Na2CO3溶液与稀盐酸互滴反应,实验现象明显、直观,解决了向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的实验教学难点问题。通过实验探究,有助于学生更好地领悟Na2CO3溶液与稀盐酸互滴反应的化学反应原理,理解Na2CO3与盐酸分步反应的机理,领会化学反应中量变到质变的辩证思想,也让学生了解某些化学反应的可控性。

4.3.2 饱和Na2CO3溶液与CO2气体反应

[过渡] Na2CO3溶液能与稀盐酸反应,Na2CO3溶液能不能与CO2气体反应呢?

[师生实验]取盛有CO2气体的500mL普通矿泉水瓶,注入20mL饱和Na2CO3溶液,旋紧瓶盖,剧烈振荡矿泉水瓶1~2分钟,矿泉水瓶变瘪,再放置(或振荡或将矿泉水瓶与桌面敲打几下)1~3分钟析出较多白色晶体并出现白色浑浊现象[10]。

[问题]白色晶体是什么物质?

[学生] NaHCO3晶体。

[师生] Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。

[教师]反应时水的量几乎不变,为什么能析出NaHCO3晶体。

[学生]NaHCO3溶解度比Na2CO3小。

设计意图:通过实验探究,能让学生深刻领悟Na2CO3溶液和CO2气体反应的原理,NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小的物理性质。说明:寒冷天气实验时,剧烈振荡矿泉水瓶1~2分钟,矿泉水瓶变瘪,说明发生了反应,然后用温水浸泡矿泉水瓶后再振荡析出晶体;或者放置较长时间后自然析出晶体。

5.3 师生实验探究并进,培养创新思维能力

对同一个化学反应,通过学生实验探究和教师创新实验演示并进的多种实验探究活动,会引发学生认知的冲突,营造问题情境,激发学生探究的欲望。用油浴法实验装置探究Na2CO3、NaHCO3固体的热稳定性,使学生感受到设计的实验应具有科学性、可行性和简约性。用恒压式实验装置探究Na2CO3溶液与稀盐酸互滴反应,使学生感受到某些化学反应的可控性。师生实验探究并进,使学生体验实验探究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,培养了学生的创新思维能力。

参考文献:

[1][2]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003:40,11.

[3]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书・化学1(第3版)[M].北京:人民教育出版社,2007:56~57.

[4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书・化学1(第6版)[M].南京:江苏教育出版社,2014:50~52.

[5]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书・化学(必修)(第一册)[M].北京:人民教育出版社,2003:32.

[6][10]伍强.饱和碳酸钠溶液和二氧化碳气体反应实验的研究[J].化学教学,2014,(11):56~57.

[7]游梅.一个大胆的猜想赢来的成功[J].中学化学教学参考,2014,(7):37.

[8][11]伍强.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比实验的研究[J].化学教学,2015,(12):48~50.

化学实验教学创新篇2

关键词:化学实验;绿色创新型教学模式;绿色化学理念

化学教学中,对化学学科实验理念的体现是决定化学实验成功与否及其特色的关键。化学实验不仅与理论知识相关联,还要充分掌握实验目的、实验内容及实验方法。但是在化学实验教学中,最常用的是教学理论具体化的方式。因此,在化学实验教学中,应该改变传统的教学方式,建立绿色创新型教学模式。

一、化学实验教学现状

在传统的化学实验教学中,多数教师采取的方式过于单一,对学生专业知识技能的培养缺乏针对性,导致学生很难通过实验操作提高化学成绩,且传统的化学实验在操作中受书本要求限制,教师在实验操作过程中缺少创新,按部就班式的实验难以有效对化学知识进行全面的表达与展现。化学实验中会涉及多种试剂,操作中处理不当会对环境造成污染,并对学生的健康产生威胁。因此,近年来在化学实验教学中,绿色化学理念与教学逐渐兴起,绿色创新型的教学理念主要体现的是化学实验中的绿色环保意识,通过绿色创新理念的提倡,能够有效解决因为化学实验操作所引发的环境污染等问题[1]。

二、绿色创新型化学实验教学模式

(一)树立绿色化学理念

绿色创新型化学实验教学要求教师在开展创新型实验教学过程中,将绿色理念充分贯彻,保证化学实验的环保性。树立绿色化学理念,要求师生深刻地认识到科学、技术和社会之间的相互关系,形成科学的自然观和严谨求实的科学态度。同时,用绿色化学的标准对现有的化学技术进行筛选,对不符合的实验进行改造和探索,以“预防化学污染”为目标,做到消除实验污染源,减少实验污染次数。绿色化学教学理念改变了传统化学教学中唯科学、唯技术的教学,注重培养学生的科学精神和价值观,有利于培养具有绿色化和创新性意识的化学人才。

(二)全面重视实验操作过程

在化学实验操作中,学生与教师往往因为过于注重实验结果,从而忽视实验操作过程。通过绿色创新型化学实验教学模式的引入,保证实验操作不会对环境与学生造成影响,从而提高整个化学实验操作过程的科学合理性。绿色创新型教学模式突出学生在实验操作中的主体性,学生根据化学知识对实验的要求制定并实施实验方案,教师在此过程中要时刻坚持绿色理念的引入,确保化学试剂在实验中对学生和环境的影响能够有所减少,确保在化学实验中能够培养学生良好的实验操作习惯。同时学生对化学实验具有明确的操作意识,有助于学生对化学理论知识的掌握与运用,以及对学生独立思考能力的训练,促进绿色创新型化学实验教学模式的更好创建[2]。

(三)实验教学与信息技术的有效结合

在化学实验教学中,化合物性质的实验是极为重要的教学内容,在操作中能够有效加强学生对化学理论知识的掌握。对化学的理论做到充分理解,有助于学生通过实验提高对化合物的有效分辨。但是在传统的化学实验中,由于化合物的性质实验所涉及试剂较多,在实际操作中可能会产生一定的危险性。为了有效改善这种情况,化学实验可以适当与信息技术相结合,对整体的实验过程进行模拟,降低化学实验的危险性[3]。

(四)以绿色化学的标准进行化学实验评价

化学实验评价是衡量是否实现教学目的的重要标准,也是绿色创新型化学实验教学的重要组成部分。在具体评价过程中,评价内容由单纯重视实验知识与技能学习的评价向重视学生实验综合素质的评价转变,在强调实验知识与技能、实验探究能力、实验态度情感价值观三个维度对学生进行综合素质评价的基础上,还要以绿色化学的标准衡量化学药品用具的使用、化学操作流程、反应产物及反应用量等,准确评价化学实验教学,为之后贴合“绿色化学”而调整创新型化学实验教学提供保障[4]。

三、结语

化学实验教学创新篇3

【关键词】分析化学实验;开放式教学;创新能力

分析化学实验是高等院校化学、材料、食品和环境等专业的重要基础课程之一,通过分析化学实验课程的教学,使学生加深对分析化学基本理论和概念的理解,掌握分析化学实验技能和基本操作,提高分析问题和解决实际问题的能力,进而培养学生实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风,特别是创新能力[1]。然而传统的分析化学实验课程教学模式,由于存在这样那样的问题,实验教学效果相对较差,难以达成该课程应有的教学目标,影响了学生素质的提高,妨碍了学生创新能力的培养。基于此,近几年我系对分析化学实验的教学方式进行了改革,实施开放式教学,取得了一定的成效,本文仅就分析化学实验课实施开放式教学,培养学生创新能力进行探讨。

1分析化学实验教学中存在的问题

1.1课程内容设置不够合理分析化学实验教学内容设置上存在验证性、重复实验居多,探究性、设计性实验很少的问题[2]。这样的内容安排,使学生缺乏兴趣,不能调动学生的学习积极性,学生只会按部就班地将实验完成,只要得出教材上的结论即可,不需要深入研究实验方案,对实验的原理以及步骤也不需要深入探究。这极不利于对学生创新能力的培养。1.2课程进度安排不够合理实验安排与理论教学往往不同步,许多时候实验安排在理论学习之前。这样一来,学生在对实验原理不理解的前提下做实验,学生只会按照实验步骤操作完成实验内容,并没有将实验的精髓领略到,真正掌握实验的原理,起到实验应起的作用,实现实验的目标,同时也无法充分发挥实验促进学生发展、能力提高的作用。1.3实验教学方法陈旧分析化学实验教学仍然采用教师讲授的方法,即教师讲解——学生听——学生实验的模式。这往往造成学生对教师的依赖心理,养成实验前不预习,实验中照方拿药的习惯,实验教学过程忽略了学生的主体性,使学生的学习处于被动的状态[3],束缚了学生想象力的自由发挥,影响了对学生创新能力的培养。1.4实验考核制度不完善分析化学实验考核大多将实验结果或者实验报告作为考核标准,并没有对学生的实际操作进行考核。长此以往,会滋生学生的惰性思想,认为分析化学实验课程只要将实验报告完美呈现出来即可,对操作并不会严格要求,一个学期的实验课结束之后,可能部分学生连做过的实验名称和仪器都弄不清楚,这样就失去了实验课程该有的意义。

2开放式教学的内涵

开放式实验教学是一种以学生为中心,充分利用现代高新技术实现学生自主实验的一种新型实验教学模式[4]。开放式实验教学不仅是指实验时间、实验场所的开放,更是教学思想、教学内容、教学手段的开放。开放式实验教学基于实验教学过程和能力培养过程的复杂性以及教学方式的多样性、人才的个性化和发展目标的多元化等因素,构成了其内涵特征,即实验教学理念是开放的、实验教学的主体是开放的、实验教学的方式是开放的、实验教学的内容是开放的、实验教学的评价是开放的、实验教学的资源是开放的[5]。开放式实验教学为分析化学实验教学改革提供了新理念,是高等院校培养新世纪创新人才的客观要求。开放式教学突出了学生为主体,教师为主导的教育理念,体现了以生为本,因材施教的原则。开放式教学为学生创设了自主发展和实践锻炼的平台,给予学生选择、参与实验的空间。实验主体的开放,可使学生变“被动”为“主动”,使学生处于实验的主动地位,利于不同层次的学生发挥个性专长,发展个性,也利于学生发挥主动性、积极性和主体作用。实验教学方式和实验教学内容的开放,为学生自主创新、展示自我提供了舞台,利于教师因材施教,利于学生思维能力、创新能力的培养。实验教学评价的开放,可使考核评价覆盖实验课程全过程,体现“过程与结果并重”的原则,学生参与评价,可促使其总结与反省自己,发现问题及时改进实现以考促学。实验教学资源的开放,可使实验资源利用最大化,提高仪器设备的使用效率,实现教学资源的共享。同时,学生不用再受课时和实验场地的限制,使学生有更多的时间、空间和环境进行实验,利于学生自主分配时间,提高自控能力、组织协调能力和学习效率[6]。

3实施开放式实验教学,培养学生创新能力

创新是时代的主题,创新型人才的培养是新时期赋予高等教育的新要求。在分析化学实验教学中实施开放式教学,教师、学生教与学手段的多样性,丰富性,不仅能使学生有效学习,习得多种学习方法,掌握相关知识,而且能够突出学生的主体地位,有效激发学生的学习兴趣,充分调动学生的主观能动性,将创新思维养成学生的一种学习习惯,培养学生的创新能力。3.1激发学习兴趣,培养创新意识学生认识事物掌握知识潜能的发挥在于学生对事物的兴趣,激发学生的学习兴趣是学生掌握知识的基础。分析化学实验实施开放式教学,使学生有了学习的主动权,可以根据自己的发展方向、特长和兴趣选择实验项目,自主支配实验时间,满足不同层次学生的要求,学生自主实验,学习探究兴趣大增,创新的思维活跃,实现在创新的活动中培养学生的创新意识。3.2调动学习积极性,培养创新能力分析化学实验教学,不但要使学生掌握分析化学实验技能和基本操作,提高分析问题能力,更要培养学生的科学态度和创新能力。分析化学实验实施开放式教学把学生放在了学习的主体地位,实验题目的选择,文献资料的查阅、实验试剂的配制都由学生自己来完成,最大限度地调动了学生学习的积极性。激发了学生的求知欲,提高了学生的创新意识,潜移默化的培养了学生的创新能力。3.3磨练意志,培养综合素质优秀人才必须具有坚强的意志和良好的综合素质。分析化学实验实施开放式教学,从实验方案的设计到整个实验的完成,都要学生自己独立完成,不可避免会遇到各种各样意想不到的困难和问题,这就需要学生面对困难要有耐心,要有勇于克服困难的探究精神,这对于磨练学生的意志,培养综合素质也具有积极作用[7]。3.4有利于学生学会合作,培养协作精神科学研究需要团结合作,单枪匹马式的研究方式难以有所作为,好的协作精神和团队意识是实现创新、达成目标的重要基础和保障。分析化学实验开放的内容许多是综合性、创新性的,这需要学生团结合作发挥集体的智慧和有效分工才得以开展和顺利完成。学生通过协作实验和研究,不但可以取长补短,还可以学会互相交流、合作,促进学生不断地从同伴身上找到灵感和得到帮助,使得协作意识得到加强,培养协作精神。3.5因材施教,促进学生个性化发展分析化学实验实施开放式教学,基本由学生自主完成实验,使教师有更多的时空和机会对学生进行个别指导,为因材施教开拓了一条新的途径。同时,由于学生可以根据自己的兴趣设计创新性实验,为学生个性化发展创造了条件,促进学生个性化发展。

4结语

在大众创新的社会中,学生的创新能力是其适应社会、茁壮发展的重要保证,开放式分析化学实验教学顺应现代教育的发展要求,是培养学生创新能力的重要平台。几年的教学实践证明,在分析化学实验课程中实施开放式教学,有助于培养学生的创新能力。但教学有法,却无定法,需要我们结合自身特点不断尝试与探索,不断总结与完善,不断解决开放教学中的新问题,才能培养出更多具有创新能力的人才。

参考文献

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[7]白云,柴钰.加强开放式实验教学培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索,2010,29(8):109-118.

化学实验教学创新篇4

关键词:化学,实验教学,创新能力

理论课程的教学对学生科学思维能力、洞察能力、理解能力的培养至关重要,实验课程教学中则对动手操作能力、解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高有所倚重。本人从培养学生创新能力能力出发,对实验课程教学改革必须重视以下几个方面。

1.充分认识实验课程的重要性,建立高素质的教学师资队伍

“以实验为基础”是化学学科的基本特征。学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习化学无疑是最有效而又最重要的化学学习方法之一。充分认识实验课程教学实验是培养学生创新能力的重要环节,改变在教师和学生中普遍存在只重视知识的传授而轻视实验技能训练的倾向,为了突出实验课程的重要性,强化实验教学,我们认为应该在教师和学生中积极倡导和广泛宣传全面教育、全能培养的思想,使教师懂得上好一门实验课要比上理论课难得多。同时独立开设实验课,独立考核,提高学生对实验的重视程度。

学生通过实验课程的学习达到以下目标:综合性掌握该门实验课的基本实验技能,促进学生实现学生以自我训练为主的教学模式;掌握基本实验的操作方法、正确使用仪器设备,准确采集实验数据;具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力和认真观察实验现象进行分析判断、推理的能力;最终达到进一步培养学生独立进行研究和创新的能力。

作为主导作用的教师在课堂的一言一行都可以对学生产生潜移默化的作用,所以教师的素质直接影响着教学质量和人才的培养。在实验教学中有一支理论和实验技能精良的实验课教师队伍,是提高实验教学质量的保证。首先教师要严格要求自己,作好学生的表率。教师必须必须认真备课和认真做好预备实验,探索教学方法,把一些新技术穿插充实到实验教学内容中去,其次教师在学习钻研教学法的基础上,耐心细致地手把手的教学生,不厌其烦地规范学生的操作,督促学生养成严肃认真、一丝不苟的科学态度。

2.以提高学生创新能力的目标,完善化学实验课程体系

当前,大部分高校都意识到实验教学中存在的问题,都在进行课程体系改革,然而其改革的内容不过是实验室及实验课程名称的转换,当然,也有相当一部分院校进行了卓有成效的改革。二十一世纪的化学实验教学,不只是培养学生的基本实验技能,更重要的是通过实验课程培养学生的科学创新能力和独立的思维与研究能力,培养学生的综合素质。因此,化学实验课程体系和教学模式需要改革与创新,打破四大基础实验和专业实验各自独立的实验格局,实施基础化学实验阶段和中级化学实验阶段的实验教学模式,基础化学实验阶段对学生进行各学科的基本实验技能训练,培养基本功。中级化学实验在大学三年级开设,实验项目全部是综合和设计实验,重在培养学生综合实验能力和研究与创新能力。

教材乃是教学之本,是教师传授知识,培养学生的工具。好的实验教材应该有比较完整的体系、丰富的内容,能够较好地实现全能培养的目标,为此教师应该认真研究教材,选择适用与相应专业的优秀教材,教师也可根据专业及学生特点协作编写。其主要指导思想是:考虑专业的培养目标,密切联系化学教学的实际,承前启后,循序渐进。即要着眼实验内容的更新提高,又要立足于扎实的实验基本技能训练,有所侧重增加操作性和应用性较强的实验,同时根据需要,补充安排一些设计性或综合性实验。由于教学时数的限制,教学内容的调整,更需要注重效率。

3.不断改进教学方法,提高实验教学效果

对四大基础化学实验进行重组、优化、精心设计与创新,在技术技能训练的同时,注意增加实用性、探索性实验及综合实验和设计实验的比重。对原来四大基础实验教学内容仔细筛选和归类,剔除重复和过时的实验,补充反映学科发展的新实验。。设置包括无机、分析、有机和物化的实验项目,按基础实验、综合实验和设计研究实验三个层次对实验内容进行优化与重组。按照由易到难、由简单到综合的顺序开展实验教学。

教师要不断改革教学方法,明确化学实验技能和操作对不同专业,不同层次,不同基础学生的培养意义,搞活实验教学方法。对于学生进校初期,教师应“扶着走”为主;对有了一定实验基础的学生,则以“指着走”为主;而对高年级或一些优秀的学生,就要放开让学生“自己走”。为让学生在实验中独立思考和探索创新创造良好的条件,实验室应安排开放时间,制订开放实验室制度,要求学生在实验前认真预习,实验中认真观察和操作,实验后认真总结和讨论,最后写出规范的实验报告。

充分利用现代教学手段和技术。多媒体教学应用于实验示范教学,一是可以避免由于人多看不清的弊病,二是可以提高观看效果,再是可以弥补仪器设备不全的不足。随着计算机技术的迅速发展与普及,将更有力地推动教学手段和方法的更新,更有效地提高实验教学效果。

4.逐步开放实验室,培养学生创新能力

适当开放实验室,鼓励基础较好、学有余力的同学提前进入实验室做毕业论文或参加科研课题组的研究工作。。由于实验室条件的限制,一般实验室都只是在规定的实验课时间内让学生进实验室,在规定的实验时间内完成实验内容,这样也就不可避免的影响了学生素质的培养。21世纪如何加强学生创新能力的培养,是实验改革有待研究的迫切课题,也是我们需要考虑改进的问题。

建立几间科研活动开放实验室,为学生提供实验条件,鼓励学生申报学校的大学生课外科研项目。。由科研实力强的科研团队协同实验中心负责学生科研活动的运行和管理,使学生从教学实验走向毕业论文前,接受较为严格的科研训练,调动和发挥学生的学习热情和创新能力。

课程体系、教学内容、培养方法直接反映教育目的和培养目标。其是否具有先进性和科学性 ,对人才的创新能力培养具有决定性的作用。而课程体系、教学内容、培养方法的改革是一项难度大、长期艰苦的工作,它涉及到教学体制、教学计划、教材建设及师资培训等诸多问题,需要各级领导一如既往的重视和支持,以及广大教师的积极投入。

化学实验教学创新篇5

在化学实验教学中,学生由照着做、试着做到自己设置自己做,这不仅仅是学习方式上的改变,更是能突出激发学生的创新能力。

1.在进行演示实验时,我把演示实验改变为教师与学生合作,教师指导,学生完成,让每位学生都有演示和展示自己的机会,真正意义上来锻炼学生,充分发挥学生的能力。学生对实验比较重视而且很感兴趣,更能锻炼学生的思维和能力。教师在指导学生做演示实验时要进行有目的的指导,提出一些有价值的问题,让学生来解决,引导学生概括得失,起到画龙点睛的作用。在一次优质课大赛中,我讲《物质变化》就选择了三个实验来创设情境:汽油的挥发、澄清的石灰水变浑浊、镁带燃烧。我把这些实验变成小魔术:无影有踪、清水变“牛奶”、光芒四射。师生共同配合做魔术,学生来展示。在展示中我提出问题:“同学们谁能描述出这些变化?”通过学生思考分析概括来决问题。

2.在进行学生分组实验时,采取多种形式,把分组实验变成小组实验竞赛。增强学生竞争意识和合作精神,对那些不太重视学习实验的学生来说,就会调动起他们的积极性,为小组增光。实验结束后要求每组学生通过表达概述得失,展示自己的劳动成果,来培养学生能力,可以积极的调动学生来体验创造过程。

3.在实验教学中通过一些实验游戏、兴趣小组活动,以及充分的利用第二课堂增进实验教学,并且还要重视家庭实验。让学生搞小制作、小发明、家庭小实验,由于学生家庭条件不同,可以进行分期规定学生把成果拿来共享,一学期最少一次,老师检查展示评价和鼓励。记得有一次做“捉迷藏”实验游戏,用酚酞溶液在滤纸上画不同的数字,让学生分别放在呈有浓氨水和盐酸的烧杯上变来变去。这样不但有趣味性而且有科学性。通过新课改的实验教学,学生能主动的去创造获得更有价值的知识,更有创意的装置、教具、实验设置等,这些学生的创新火花是最值得肯定、赞扬、鼓励的。在动手动脑中体会知识和整合知识,从而自己解决问题。这是推动学生进步的动力,这样学生才觉得学习是件快乐的事,在创造中体验快乐,在快乐中不断提高。用学生的话说:“很有成就感,越学越有劲。”

二、化学实验教学,可促进课堂教学,提高效率

化学实验在培养学生能力,特别是创新能力方面,起着重要作用,课程目标对于实验能力技能提出了明确要求,化学科学知识与化学科学实验的教学相互促进、相得益彰。在实验教学中学生自己做实验,要求学生对知识迁移和应用的能力会更高,这就要求教师应给学生提供相关信息,创设情境,通过实验学生能获得更多知识与能力,学生就会把这些好的科学的思维方式、知识态度、能力带到课堂教学中,提高教学和学习效率。当然学生有差异性,有的学生能力差有时达不到理想效果,但毕竟学生都进行了科学创造,学生是有收获的,他们都去体验创造的过程。平时,在实验教学中,教师还要经常对实验教学进行整理,做好随时记录,多写心得体会,注意把学生好的创新成果、思想火花进行整理、积累,可装订成册,作为今后的教学资源使用,促进课堂教学提高效率。

三、在化学实验教学中老师要做好指导

在化学实验教学中,教师为学生做出示范,努力培养学生的创新思维方法,进行创新能力的训练,挖掘学生创新的潜能,为学生提供创新机会,设置良好的创新氛围。应鼓励学生自己观察、思考、提问、做出假设,进行探究活动方案设计及实施。实验教学创新重在培养学生科学思维能力,教师教会学生如何自己做实验,掌握方法。

在实验教学中,发现学生通过预习知道了该怎样做,大部分学生只是为了把实验照着做出来,照葫芦画瓢,这样何来创新?我就提出一些有价值有研究性的问题,扩充实验,让学生来思考设计,并动手实验,让学生学会取舍,这样他们的思维不仅仅局限在学知识的范围会更深入,通过长期的锻炼养成良好的思维创新习惯,学生就会具备科学的创新思维和创新能力。学生的积极性、主动性、兴趣就会最大限度地调动起来。学生从而体会到成功的喜悦,更增强学生学习追求知识的欲望。在一次探究实验中,探究氢氧化钠、硫酸、氯化钠溶解在水中吸热还是放热?这是锻炼学生创新能力的实验,要求学生去设置合理的实验方案。我先进行提示为学生做示范,启发学生设置要注意哪些问题,然后鼓励学生思考画出装置图进行展示,让学生讨论评出优秀设置。学生们的收获很大。

四、注重提高化学科学素养,发展学生科学探究能力

探究活动是培养学生科学思维方式,发展探究能力的有效途径。注重提高化学科学素养,发展学生科学探究能力,可以改变教学中“君子动口不动手”式的重知识轻能力轻实践的现象,改变将纸上谈兵的实验探究代替真实的实验操作。进行科学探究实验,这样可以更好地提升学生对知识的理解,进行创造性的思维活动,使学生投入到更有意义的创造性学习实践中去。在实验教学中,应讲究实效性,注重情感态度价值观、能力的培养,培养学生科学精神,用科学的方法、态度去分析、解决问题,在学生的心目中树立科学观念,教会学生去崇尚科学,用科学的发展观去认识事物,使学生具备和提高化学科学素养。

化学实验教学创新篇6

【关键词】 初中化学;课堂教学;创新教育培养

在2010年教育改革发展纲要中,明确提出了课堂教学中要培养学生的创新能力、实践动手能力。江泽明同志指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家不断兴旺发达的不竭动力。”“没有与时俱进就没有创新。”可见,创新教育是时代的要求,所以,培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,已成为教学的重要目标之一。

一、培养学生的创新意识

学生对事物产生了兴趣,有了好奇心,往往会去研究此事物。在考虑怎样去研究时,就会萌发创新意识。怎样培养学生的创新意识呢?

1、 好奇心激发创新意识。

爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。当学生对事物感到好奇,想去研究的时候,往往就是创造性思维迸出的时候。例如:在学习《二氧化碳的性质》时,先用干燥的石蕊试纸折成几朵小花,将其中的一朵放入盛有二氧化碳的集气瓶中,让学生观察,学生只看到一朵小紫花。将水倒入盛有二氧化碳的塑料瓶中振荡,有什么现象呢?将水先洒在紫花上,然后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中,又有什么现象呢?为什么会变红呢?于是促进了学生积极思维,探索新知,激发了创新意识。

2、创设实验探索情境,培育创新意识。

创设实验探索情境,既开阔了学生的知识视野,又充分开发了学生的聪明才智、挖掘了学生的创新潜力。因此在教学中,可适当增加一些学生未知的知识信息,要求学生自己动手,设计实验探索情境促使他们主动探求,从而培育学生的创新意识。

二、培养学生的创新精神

创新精神是指在问题解决与学习过程中,推动主体经过变化、组合、探索,得出新成果,获取新知识与新能力的、受主体个性特征制约的一种特定心理状态。

1、通过介绍科学家的生平和科学发展史,让学生明白:只有勤奋的人,不怕失败的人,勇于献身的人才可能有所创新。如:中国化学工业的先驱者侯德榜,经过长期研究,改进索尔维制碱法,终于制照出“红三角”牌纯碱。居里夫人通过几百次反复试验,最终发现了“镭”。培养学生不畏艰辛、勇于面对困难、勤奋钻研的创新精神。

2、加强实验教学中的现象和结论的理解。在电解水的实验中,理论上氢气与氧气的体积比为2:1,但在实验操作中,氢气与氧气的体积比往往大于2:1。这是什么原因呢?有的同学可能认为实验失败,但重复再做,仍得出同样结论,便觉得不可思议。此时,教师可引导学生查阅资料或提供氢气与氧气的溶解性信息,让学生通过讨论,解决问题。培养学生实事求是的创新精神。

3、培养学生的合作创新精神。

美国著名教育评论家艾里司和福茨指出:“如果让我们举出一种真正符合改革这个术语的教育改革的话,那就是合作学习。”美国教育学家澳迈特则认为“合作学习是近十几年来最重要和最成功的教学改革”。新的《化学课程标准》指出:“通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感,提高公民适应社会生活的能力。在课堂教学中我们应把师生合作作为走向成功教育的起点,把生生合作作为尚待开发的重要教育资源。生生合作是学生群体智慧的互补,智慧常常在相互交流、撞击中产生,在相互启发、补充中完善。在相互交流中促进学生不断发挥主体作用,成为课堂的真正主人。”合作交流是学生主要的学习方式,在当今社会合作精神也是一个必不可少的条件。合作学习是以学习小组为基本形式,学生在组内进行交流、探讨、互相促进。所以,在课堂教学中,还要培养学生的合作创新精神。

三、培养学生的创新能力

在一切创造发明活动中,创新意识、创新精神是基础,而创新能力是核心。什么是创新能力呢?创新能力是一种综合能力,是在掌握了一定知识和技能的基础上去解决问题、探索新知的能力。在化学教学中,教师应从以下几方面培养学生的创新能力。

1、开展主题教学,有利于培养学生的创新能力。

主题教学是围绕一定的主题,充分重视个体经验,通过多个文本间的碰撞交融,在强调过程的生成性理解中,实现课程主题意义建构的一种开放性教学。它结合生活实际,通过探究活动,让学生在活动中获取知识。

2、培养学生的创造想象。

创造想象是不依据现成的描述而在头脑中独立地创造出新形象的心理过程,它具有独特性、新异性,需要主体的积极思维活动参与。在教学《化学反应中的能量变化》时,让学生讨论:如果没有化学反应放出的热量,世界将会怎样?让学生展开丰富的想象,作出各种猜想,从而培养学生的想象能力。

3、 培养学生的创造思维能力。

“教会学生思考,给他们一个灵敏的头脑,是我们做教师的价值的最集中体现。”思维是学生能力的核心,思维的培养是化学教学的第一要义。要在课堂教学中培养学生的思维能力,首先要激发学生思维的兴趣 。而思又起于疑,无疑则无思,无思不成学。我们化学教师在教学中要经常以“疑”来唤醒、激发学生的思维兴趣或故意制错设疑,或对照比较设疑,或易混淆处设疑……善于独立思考的人,不轻易相信别人的思考,也不满足于现成的答案和解决问题的方法,而是善于创造性地去认识客观事物。如:在学习CO2的性质时,CO2能溶于水,从塑料瓶中倒出少量液体于试管中,滴入几滴紫色石蕊溶液,观察到溶液变成红色。是什么使紫色石蕊溶液变成红色的呢?让学生通过思维,去做出相应的假设。

4、培养学生的观察力。

培养学生的观察力,也是开发学生智力,启发学生的思维的重要条件。在化学教学中,不仅要让学生仔细观察实验现象,还要学生多角度观察生活中的有关现象,并做好记录,使其获得丰富的感性经验,有助于学生进行抽象概括,上升到理性认识,从而真正理解和掌握知识。

化学实验教学创新篇7

在实施高中化学新课程的过程中,如何开展化学实验教学创新,以发挥化学实验对提高学生科学素养的重要作用?本文谈一些做法和体会。

一、开发实验仪器 创设教学情景

新课程倡导鼓励教师和实验管理人员开发实验仪器,研究低成本、少污染的化学实验。同时也鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物,设计富有特色的实验和实践活动。开发的化学实验仪器应有助于激发学生学习化学的兴趣,创设生动活泼的教学情景,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观。

1.开发简单实验仪器

新课程中很多化学概念和理论的形成,一般都首先从认识具体物质的性质入手。而物质的性质,必须借助于一定的实验仪器装置,在人为控制的条件下,使物质发生物理变化或化学变化时才显露出来,被学生感知。学生从获得化学实验事实的基础上形成化学概念、认识化学理论。新教材中安排使用了许多先进的仪器设备和现代化的实验手段,为高中化学教学提供了可靠的保障。但是开发一些简单的仪器装置,在化学教学中也能发挥出独特的作用。

例如,胶体电泳的实验虽不断改进,但仍具有所需电压高、操作不便、耗时过长等缺点。改进的重点应放在控制较低的电压来实现胶体的快速泳动,以帮助学生理解胶体的电泳原理。笔者通过查阅大量有关文献,得出以下几点可借鉴的改进思路:(1)用氢氧化铁胶体比其他胶体的色差好,便于观察胶体的涌动现象;(2)用氯化钾溶液作辅助液比其他电解质溶液好,阴阳离子的迁移速率与氢氧化铁胶粒的迁移速率很接近;(3)电压越高实验所需的时间越短;(4)电泳装置主要是U形管或H形管。

2.寻找仪器替代用品

用日常生活用品替代一些化学仪器,不仅节约开支,而且实验效果很好。例如在原电池和电解实验中,用1号锌锰电池的碳棒替代石墨电极,用盛放石蕊试纸的小塑料盒替代U形管或小烧杯做电解槽效果就很好。这是因为装置中两个电极的距离比在U形管中小很多,所以省电省时。这种塑料盒长60mm,宽53mm,厚13mm,容积24mL,与小型U形管容积相当,而且材质无色透明,便于观察实验现象。使用时用双面胶固定在塑料板或木板上,防止倾倒。

二、改进实验方法提高实验技能

化学实验方法是根据化学实验目的,通过运用实验仪器、设备、装置等物质手段,在特定的实验条件下,变革化学实验对象的状态或性质,通过实验观察获得各种化学科学事实,以探究化学问题的一种科学研究方法。新课程标准要求掌握基本的化学实验方法和技能,了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用。高中化学新课程中安排了丰富的实验内容,对培养学生的实验方法和技能发挥了重要的作用。但是学生实验方法和技能的提高需要教师具有高超、精湛的实验方法和技能,才能为学生做好示范和指导。

1.改进常规的实验方法

新课程积极倡导探究性实验方法。例如新教材安排了铁跟水蒸气反应的科学探究实验,让学生尝试用一支试管完成铁粉与水蒸气的反应,试管底部塞有一团潮湿的棉花,在湿棉花旁边放有铁粉,实验时用一盏酒精灯先后加热两处。教学实践表明该实验具有如下缺点:(1)实验操作不简便;(2)由于棉花吸水量不好控制,致使试管损坏率较高;(3)实验所需的时间较长;(4)实验成功率较低。实验改进的关键是设法获取稳定的水蒸气气流,而用加热硫酸铜晶体粉末的方法就能很好地解决这个难题。具体实验方法如下:

取一根规格为6×250mm干燥洁净的玻璃管,用纸槽从玻璃管两端加入各0.5g的硫酸铜晶体粉末和还原铁粉,两种粉末的距离约100mm,用胶头封住靠近硫酸铜晶体粉末的一端,另一端连接带玻璃导管的胶管(见图1(a))。

图1 铁跟水蒸气的反应

(2)将玻璃管固定在铁架台上加热(见图1(b)),先用一盏酒精灯加热还原铁粉处约半分钟后,再用另一盏酒精灯加热硫酸铜晶体粉末处。

(3)蒸发皿中盛放洗涤剂的水溶液,将玻璃导管口伸入液面下,待蒸发皿中出现较多的气泡时,用燃着的火柴去点燃气泡,可发出爆鸣声。

上述实验具有微型实验装置的优点,不仅实验装置美观,操作简便,成功率高,而且省料省时,3分钟就能获得满意的实验现象。

2.掌握现代仪器的科学使用方法

滴定分析法是在18世纪中叶从法国诞生和发展起来的,至今仍在广泛的应用。新教材中安排了“实验测定酸碱滴定曲线”的实践活动。但该实验不仅操作难度大,而且很难绘制出标准的滴定曲线。最好的解决方法是利用传感器采集数据,边滴定边采集数据同时在电脑上获得滴定曲线。但在实验操作时经常得到的是曲曲折折的不圆滑的曲线。笔者通过实践摸索出实验成功的操作方法是:在确保搅拌均匀的条件下,无论滴速快与慢,只要匀速滴入标准液(或待测液),就能绘制出标准美观的滴定曲线(见图2)。

图2 用传感器采集数据绘制的

酸碱滴定曲线

巧妙地利用化学仪器和试剂,不仅能产生新奇的各种实验现象,激发探究化学问题的浓厚兴趣,而且能产生积极向上的情感和创新灵感,获取科学研究的方法,形成化学实验技能。

三、加强实验探究 培养综合素质

新课程强调重视探究学习活动,发展学生的科学探究能力。因为探究学习是学生学习化学的一种重要方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性,引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式,在提出问题、假设、制定计划、实验操作、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等活动中,增进对科学探究的理解,发展科学探究能力。

笔者认为,加强实验探究的突破口应该放在探究化学反应原理,揭示化学变化的规律上。

1.盐桥能否用金属导线替代

新教材安排了有盐桥的锌铜原电池装置。在强调盐桥的重要作用后,启发学生能否用金属导线替代盐桥?在学生争论不休时,将一段铜导线替代盐桥做实验,实验结果使师生大吃一惊,不仅装置有电流产生,而且产生的电流比用盐桥更大。怎样解释这一“反常”现象。实验事实似乎支持了认为金属桥可以替代盐桥的结论。其实并不然,因为金属导线仅仅起导体的作用,而不能使阴阳离子向两个半电池迁移,保持电解质溶液呈电中性。如何说服学生呢?笔者分别用铜丝、锌片、铁丝替代盐桥,都有大小不同的电流产生。但将插入硫酸铜溶液的铜丝与插入硫酸锌溶液的锌片拧接在一起替代盐桥时,就没有电流产生。这个实验有力地说明了“金属桥能替代盐桥”是错误的结论。该如何解释用某些金属导线替代盐桥时也有电流产生呢?其原理是:当用铜导线替代盐桥时,锌片、铜导线与硫酸锌溶液形成了原电池,铜片、铜导线与硫酸铜溶液只起导体(其实相当于镀铜的电镀池)的作用,故产生的电流较大;若用锌片替代盐桥,锌片、铜片与硫酸铜溶液形成了原电池,锌片与硫酸锌溶液也只起导体(其实相当于镀锌的电镀池)的作用;若用铁丝替代盐桥,其实是锌铁电池与铁铜电池的串联,当然也有电流通过。

2.钢铁在酸性环境下发生吸氧腐蚀

在学完金属的电化学腐蚀后提出问题:钢铁在酸性环境中会发生析氢腐蚀吗? 几乎所有学生都认为是对的。但实验结果却出人意料:将一根铁钉用1:2盐酸浸泡除锈后,放入具支试管中,导管内的硫酸铜液面不但不下降反而上升(见图3),其高度与用饱和食盐水浸泡过的铁钉几乎一样高。这是为什么呢?仔细分析就不难得出结论:虽然铁钉表面吸附少许盐酸,但放在具支试管中,由于氯化氢的挥发使水膜的酸性减弱,即使有少量的氢离子得电子生成氢气,但主要是溶解在水膜里的氧气得电子发生吸氧腐蚀,致使具支试管里的气体体积明显减小而不是体积增大。实验说明,钢铁在酸性较弱的环境中也主要发生吸氧腐蚀,吸氧腐蚀是比析氢腐蚀更普遍的电化学腐蚀。

图3 用稀盐酸浸泡的铁钉发生吸氧腐蚀

学生通过这样深层次的实验探究,经历对化学物质及其变化进行探究的过程,才能真正理解科学探究的意义,掌握科学探究的基本方法,明显提高科学探究能力。

新课程重视化学实验教学,为广大师生开展化学实验教学创新提供了广阔的空间。因此,教师应该重视引领高中学生开发化学仪器,改进实验方法,加强实验探究,培养学生应用化学知识解决生活、生产及科研中的实际问题,不断获得一种迎难而上而且激动人心的愉悦,从而提高科学探究能力。(稿件编号:091214007)

化学实验教学创新篇8

关键词:高中化学;创新;实验教学

1、引言

素质教育的终极目标是培养全面发展的人,注重培养学生的创新思维。高中阶段是学生逻辑抽象思维发展的重要阶段,必须借助于高中自然学科锻炼学生创新能力。自然科学的基础是实验,实验是化学科学的重要研究手段,自然科学理论的发展若脱离了实验的支撑,就没有存在的意义。新的理论的创建也是建立在实验旧的理论基础上形成的,然而理论是无法实验的。人类自然科学中的基础知识都是建立在实验基础上逐渐发展起来的,试验和实验可以说是自然科学产生与发展的基础。新课标也指出,要注重化学实验教学,注重培养学生的科学探究能力,发挥化学学科的社会和绿色价值,不断推进我国国民素质和科学创新能力的发展。

2、化学实验能力简述

化学实验教学是化学学科的重要组成部分,是衡量学生综合素质的重要指标之一,它为化学教师提供了一个有力佐证的发言平台。化学实验能力并非单只化学实验操作能力,它既包括化学实验的思维能力又包括化学实验的操作能力,二者不可偏废。

2.1 化学实验思维能力

化学实验的思维能力的核心是创造性思维。创造性思维是通过思维不仅揭示出客观事物内在的本质联系,又能在此基础上创造出新式的、独特的具有社会价值的成果。创造性思维包含并高于一般思维。它的特征有:灵活性、独创性、变通性和批判性。敏锐的观察力是创造性思维的基础,衡量学生思维的敏锐性可以通过速度和准确率两个指标来评定,它是指学生在思维过程中能正确快速地解决问题的能力。根据智力理论的解释,创造力思维贯穿于整个创新活动过程,是创新智能的关键,是创新的核心。因此,化学教学必须注重培养学生的化学创造力思维的能力。

2.2 化学实验操作能力

化学实验操作能力属于化学教学基本技能,包括识别、选择正确的化学试剂和实验仪器的能力和组织实施完成化学实验操作,实验化学反应的能力等。化学实验操作能力重在培养学生实验活动的过程性技能,并在此基础上提高学生的综合实验技能。过程技能属于模仿学习阶段,包括观察、记录、选择、识别、控制、处理实验细节,综合技能就是在过程技能的基础上,对有关资料和报告进行预测、推理,选择新课题、形成假设、寻找文献、提出问题、设计新的实验方案和评价方案的过程,是创新能力拓展阶段。

3、高中化学实验教学创新设计探究

化学是一门融入化学概念、事实、原理和实验技能为一体的学科,要想调动学生学习的积极性,必须制定有层次的实验教学,满足化学教学的要求。

3.1 分阶段实验教学与开放式实验教学相结合的教学体系

为了满足实验教学的需要,化学教学可以分为三个阶段:(1)认知阶段。这一阶段的主要任务是通过教师手把手的指导,熟悉实验史实,体验科学实验过程,掌握化学基本理论。(2)综合训练阶段。综合训练是学生掌握基本知识和技能的基础上,运用多元化课程的知识对学生的实验方法和技能进行训练的教学。(3)开放式教学,自主创新设计阶段。运用开放式实验室,打破学生学习的时空限制,改变以分数为准的评价体系,调动学生自主学习和创新激情,自主选择、设计、操作实验,磨砺学生意志,提高学生发现问题解决问题和独立自主创新发明的能力。学生需要在教师指导下,选定课题,自主查阅文献,利用综合知识和技能,完成实验,撰写实验报告,探寻新技术,应用新方法。这三个阶段是循序渐进,不断拓展延伸的过程。

3.2 利用相关教具和数学化技术进行化学实验教学

教具是知识传递的媒介和载体,它传播的信息量越来越大,速度也越来越快。

4、结语

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