化学实验教学与科学探究的研究
本溪市二十七中学 李 晶
摘要:
科学探究是由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案,通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。化学课程中的科学探究主要是以化学知识作为载体从而获得更多,更新的知识,推动学生素质的提高,化学实验是进行科学探究的源泉。
正文
科学探究是由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案,通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。化学课程中的科学探究主要是以化学知识作为载体从而获得更多,更新的知识,推动学生素质的提高,化学实验是进行科学探究的源泉。其内容有以下几个方面来选择:
1.索性化学实验;
2.选择具有开放性的化学问题
3.选择跨学科的综合性问题;
4.选择能体现研究过程的问题;
5.选择联系实际的现实问题;
6.选择现代社会的热点问题。
怎样使两者有机结合,相辅相成呢?
首先,弄清化学实验与科学探究的关系:
在中学化学教学中,充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发化学实验在科学探究中的功能,对于改变学生的学习方法,形成终身学习的能力具有重要的意义。
(一)化学实验是科学探究的一种重要途径
科学探究是学生自主地获得知识的技能、体验和了解科学研究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动实践活动形式。化学实验是为学生创设了亲身参与实践的情境,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和科学探究的特征决定了化学实验必然是科学探究的重要途径。
(二)化学实验作为科学探究途径的教学策略
在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行科学探究,要充分挖掘化学实验在科学探究的功能,发挥化学实验在科学探究中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发探究性实验,引导学生通过实验去发现和研究解决问题的发,在化学实验中培养学生的科学素质,实现学生的学习方式由被动式学习向主动进行科学探究的根本转变。
其次、化学实验与科学探究课题的选择
通过化学实验教学开展科学探究,必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力,同时也必须依据相信的知识能力来确定研究课题,特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题。根据我们开展科学探究的体会,在服从课题研究的原则基础上,我们主要采用以下几种方法选择课题。
(一)结合化学教学选择研究课题。当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神,适当增加一些探索性实验,有利于提高学生的探索欲望,培养学生的创新能力。例如实验室用氯酸钾制取氧气,催化剂的选择,可以改进为探索性实验:根据现有实验条件,如何正确、有效、经济地选择催化剂?让学生首先设计实验方案,其次交流设计思想,筛选确定最佳方案,最后实施实验并得出实验结论。这种探索过程比空洞的讲授更能调动学生利用多种感官主动参与信息加工、构建知识,使学生的潜能得到更好的开发。
(二)结合日常生活选择研究课题。社会生活中的问题无处不在,我们引导学生从自己身边开始思考,提出问题,并筛选确定研究课题,然后让学生搜集资料、研究实验方案,通过实验自主探讨、自主学习,极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的条件,一方面学生选择了生活中常见的各种铁件,又设计了锈蚀的不同条件开展实验,另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村……开展实地调查,学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识,写出了较高质量的化学小论文。
(三)结合当地生产实践选择研究课题。我们结合当地经济建设的实际情况,结合课外活动及实践活动的开展,让学生大胆的探索、积极创新。譬如围绕水的问题,可以启发学生从我县水的资源,利用,水患,污染,监测防治等方面去思考,学生积极性高,提出了许多问题,他们调查排污口,参观自来水厂,检测水的PH及农药等含量,并请来环保局人员共同分析,取得了良好的社会效益。
(四)结合化学课外活动选择研究课题。利用化学课外小实验、趣味化学实验、化学小魔术等积极探讨化学实验的设计方案,研究化学实验的现象、实验装置、实验操作、实验观察、实验记录、实验分析和实验报告。如自制汽水的原理与方法、热水瓶中水垢成分的分析探索等等。
第三、科学探究在化学实验教学中的应用
1.设计实验方案
教师提出实验目的,让学生设计实验方案,然后师生共同逐个讨论,寻找多种方案或最佳方案。例如,在学习实验室制氢气这一内容时,先说明氢气中会混有HCl和H2O汽。让学生设计实验,证明它们的存在。学生提出了如下方案:1.将气体通入AgNO3和HNO3的混合溶液中,有白色沉淀生成,证明有HCl气体,再通过无水硫酸铜,变蓝,证明有水;2,将气体通入无水硫酸铜,变 蓝,证明有水汽,再通过碳酸钠溶液中,有气体放出,证明有HCl气体;3,将气体通入浓硫酸中,浓硫酸质量增加,证明有水,再将气体通过AgNO3和HNO3的混合溶液中,有白色沉淀生成,证明有HCl气体;4,.将气体通入无水硫酸铜,变蓝,证明有水,再将气体通过AgNO3和HNO3的混合溶液中,有白色沉淀生成,证明有HCl气体;然后师生讨论:方案1 没有考虑到气体在通过溶液时会携带水汽,造成实验结论错误;方案2 忽略了被检验物质本身就是气体;方案3 和4 既能避免先在检验过程中带入新的杂质,也能使实验现象明显,上述两个方案合理。
2.改进实验装置
教材上有些实验装置复杂、实验费时费药,有些
实验现象不够明显,还有些实验环境污染严重等等,教师可带领学生对这些实验进行改进。如验证CO2具有不可燃烧且不支持燃烧,密度大于空气的实验中,课本上是直接把收集到的CO2气体沿器壁缓缓倒入烧杯中,这样观察到的实验现象往往与理论相违背,因为学生无法掌握“缓缓”的度,改进实验装置后,在烧杯中插入一块铜片,把蜡烛同倒气体一侧分开,这时倒入的CO2气体就会清楚地观察到下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,这样也就不会让学生产生误会了。
3.研究不同反应条件对实验的影响
CO2通入Ca(OH)2溶液完全产生沉淀后,继续通
入CO2,观察现象并进行解释,再将通了过量CO2的溶液进行加热,再观察现象并与生活实际相联系让学生探究原理。
4.开展家庭小实验活动
家庭小实验没有给出药品、仪器、步骤、现象等,靠学生在家中独立完成,对培养学生的创新精神和实践能力,起着十分重要的作用。总之,通过化学实验开展科学探究,把科学探究的教学和教育理念贯穿于化学实验之中,增强了学生开展科学探究的主动性和趣味性。学生化学实验能力的提高,促进了科学探究活动的开展,提高了研究课题的质量;反之,科学探究又进一步提高了学生的实验能力和实践能力,促进了学生创新能力和综合素质的全面发展。同时学生在实验研究中树立了坚忍不拔、百折不回的意志品质,样成了追求真理、实事求是的科学精神。
参考文献:
(1) .知新主编,化学教学论(第二版),高等教育出版社,1990
(2).杨先昌,段一泓,再观察能力的培养,化学教学,1988
(3).义务教育三年制初级中学教育,化学,人民教育出版社,2002
(4).潘润身等主编,无机化学实验,高等教育出版社,1988