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学科教育论文-怎样设计与改进实验 .doc

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学科教育论文-怎样设计与改进实验 .doc

学科教育论文怎样设计与改进实验教师除完成课本上规定的实验外,可根据学校设备情况及学生的实际水平,适当增补或改进一些不完善的实验。设计、创造新的中学化学实验或对那些现象不够明显,反应条件不易掌握,效果不够理想的实验加以改进的工作,对教师本身来说,是一种研究,一种创造。作为中学化学教师来说,也是他们应该具备的一种能力。一、设计与改进实验所应遵循的原则设计、改进实验是有明确目的的,那就是更好地发挥实验在化学教学中的作用,不是为改而改,也不是标新立异。因而,设计、改进实验必须遵循如下的原则(一)以教学大纲为依据,紧密结合教材内容教学大纲是指导教学的纲领性文件,它规定了教学内容的范围和深度,实验的改进或增补,应是严格遵循大纲的要求,不能超纲,也不能随意降低标准。教材是教和学的依据,教材的编排循序渐进、衔接紧密,形成了完整的科学知识体系。实验的编排是这一知识体系的重要组成部分。因此,实验的设计与改进,应首先明确该实验在教材中的作用。增补是否有价值,是否有助于化学概念的形成,化学原理的说明,增补与改进均应在不违背教学大纲的要求,不违背教材编排科学性的前提下进行。同时实验安排的时机也应有机地溶入教材的整体之中。(二)遵循实验教学自身的科学性、系统性优秀的教材在实验教学编排上也应自成体系,有其自身的规律。如对仪器的认识、使用是由简到繁、渐次增多各种实验基本技能的训练由教师示范到学生逐步掌握应有计划的安排又如对学生观察、分析能力的培养也是循序渐进的组织学生结合教材自己设计实验习题更应在有一定知识及技能积累的条件下进行。因此,进行实验设计与改进,必须遵循实验教学自身的规律性,违背了学生的认识规律,就会适得其反。例如,对初中化学的增补与改进实验,宜装置简单、原理涉及单一,操作简便,随着学生接触的实验多了,化学知识更丰富了,再逐步提高实验的综合性和复杂程度。(三)实验的设计与改进,要有利于全面提高学生的素质前面已经论述过,实验的目的,不仅在于知识的传授和实验技能的训练,其重要作用还在于全面提高学生的素质。目前课本上的大部分实验虽都经过长期教学实践的检验是行之有效的,但多数是验证性实验。而探索性实验是从发展学生思维能力出发,将实验变成学生创造性学习的手段。在教师的指导下,通过学生亲自探索新知、亲自实验,去认识化学概念和规律,有利于对学生进行科学方法的初步训练。为此,教师要精心设计实验教学过程,尽量设法提高每个实验的智力价值,使整个教学过程充满启发性、思考性。例如在初中可设计一组探究性实验使学生形成分子的概念及认识分子的性质。(四)实验的设计与改进应考虑教学法的因素实验的设计与改进应符合教学法的需要,应有利于调动学生的学习兴趣和积极性。例如,新课的讲授往往以单独的实验为宜,复习课则可设计,增补综合系列实验,以实验为线索引导学生进行复习,如卤素性质综合实验等。并进实验课的设计应注意如何把演示实验简化,使之仪器简单,需时少,易成功,无危险。一般一节课只应安排2~3个实验。(五)力求仪器装置简单、效果明显、直观性强实验现象应使全班学生都能观察到,仪器装置简化的目的是为了突出重点,便于观察。当简单性与直观性发生矛盾时,应服从直观性的需要。(六)提高实验的成功率,改进需时较长的实验演示实验是为配合课堂教学内容进行的,时间过长会影响知识的讲授。为保证实验在预定的时间内顺利完成,教师应探究实验原理,寻找最佳反应条件,研究反应物的数量关系和形态,考虑影响实验的各种因素。提高实验成功率,使实验准确及时完成,是实验改进的重要课题。(七)确保安全,防止污染中学化学涉及一些易燃、易爆、腐蚀性强及有毒气体逸出的实验。在实验教学中确保学生的安全,防止中毒及污染也是实验设计与改进的重要课题。这可从改进仪器装置,增加防护措施,提高实验技巧等多方面加以研究。二、实验设计与改进的思路与方法(一)革新设计思想,巧妙构思实验的设计与改进,本身是一项研究,是一种创造。不墨守陈规,是革新与创造的精髓。因此,成功的实验设计与改进,来源于立意的创新、构思的巧妙。这就要求教师在明确化学反应原理的基础上,有较广博的知识,要熟悉化学、物理学、生物学等学科的实验方法,要了解国内外化学实验设计与改进的动态。下面介绍的几个实验是近年来中学化学实验改革的成果,都很有新意。1.一氧化氮气体简易发生器由于一氧化氮气体极易与空气中的氧气化合而生成红棕色的二氧化氮气体,学生难以从实验现象上直观地得出稀硝酸与铜反应生成无色一氧化氮气体的结论。而改进的一氧化氮气体简易发生器(图16),利用一氧化氮气体不溶于水的性质,用稀硝酸盛满整个试管而将空气排出,避免了生成的一氧化氮与空气中氧气接触的可能。并将一氧化氮的制备与性质实验融为一体,即可清楚地看出实验的主要产物无色的一氧化氮气体和蓝色的硝酸铜溶液,打开橡皮管夹又可演示一氧化氮与氧气反应生成红棕色二氧化氮气体,同时避免了二氧化氮气体污染空气。这一实验改进,构思巧妙,装置简单,直观性强,具有新颖性。2.一氧化碳还原氧化铜实验用锥形瓶或集气瓶收集一瓶一氧化碳,将瓶口用胶塞塞紧。取粗铜丝打磨干净后绕成螺旋状并插入一个与瓶口合适的胶塞中。手持胶塞将铜丝加热,离开火焰后表面要确实看到生成黑色氧化铜,趁热插入瓶中,铜丝由黑色瞬间被还原成光亮的红色,可重复做2~5次,倒入石灰水,石灰水变混浊证明有二氧化碳生成。这是对原教材中实验的改进,仪器装置简单,操作方便,效果明显,易于观察,且减少了一氧化碳的逸出。3.吸氧腐蚀实验本实验为增补课本实验空白而设计。可使学生直观形象地看到吸氧腐蚀有电流产生,是电化腐蚀,加强对吸氧腐蚀机理的认识。实验装置如图17,将废钢锯条用砂纸打亮,从中间折断,溶液呈微酸性,pH值为6。实验时,每从导管鼓入一次空气流,即可看到电流计指针发生一次明显的摆动。此实验装置简单,材料易得,操作方便省时,现象明显,并可连续使用。4.焰色反应效果改进实验碱金属元素的焰色反应实验,现行教材是用铂丝蘸取检测液在酒精灯上灼烧观察。由于铂丝蘸取溶液很少,焰色反应很快消失,学生不易看清,特别是用蓝色钴玻璃观察钾更困难。若改用同时点多盏焰色反应灯,能长时间观察金属的焰色反应。可废物利用将青霉素药瓶制作成焰色反应灯。由于酒精灯用乙醇做燃料,而乙醇火焰带黄色,对焰色有严重干扰。将燃料由乙醇改为甲醇,在灯芯上撒放少许粉状检测物,再用深色竖板做背景衬底,点燃灯芯,可观察到鲜明的被测元素焰色反应。用滴管往小瓶内加入甲醇溶液不超过2/3容积,放入灯芯即可使用。由于点灯法增大了火焰的可见度,用甲醇做燃料,大大降低了对焰色反应的严重干扰,即

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