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化学实验创新教育浅谈.doc

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化学实验创新教育浅谈.doc

专业文档,值得下载专业文档,值得珍藏化学实验创新教育浅谈作者徐淑炎关键字化学实验创新教育素质创造性人格问题意识原文出处化学教学2002年第11期摘要文章结合中学化学实验十余例实例,介绍化学实验创新教育方法和有关问题。教师的创新精神和自身素质的提高成为当前创新教育中的核心问题。化学实验是对学生进行创造意识训练和科学方法训练的传统的极其有效途径。但化学实验对培养学生创新精神和实践能力的作用和效果,主要取决于负责训练孩子游泳的化学教师的观念和素质。创新教育对教师的教学观念、教学能力、专业水平、知识结构提出了更高的要求。教师必须不断学习,努力开拓、挖掘、探索,丰富自己的知识,优化知识结构,提升科学素质,塑造创新精神,提高创造性实施能力。1创造性人格的塑造科学实验有助于培养实验主体独立思考、敢于质疑的创新精神感知敏锐、发现问题的探索精神重实验、重实效的求实精神善长沟通、友爱合作的团队精神。这些涉及理想、信念、意志、情感道德的创造性人格在学习活动中逐步养成,在创造活动中表现和发展起来,能对个人成才及促进创造成果的产生和成功起导向作用。为人师表的教师首先要关注、完善自己的创造性人格,这是一项非常必要、十分艰巨、需要长期坚持的健身活动。教师用自身人格的魅力来影响并引导学生,更能促进学生创新精神的形成和发展。长期以来,以应试教育为特征的传统教育压抑和扼制人的个性和与生俱来的创造性。很多人随着知识的增多,创造性荡然无存,这已是一个不争的事实。下面的事实就是一个生动的例证。原先教科书中验证压强对化学平衡的影响的演示实验流传了近百年,存在明显的科学性错误。可是儿十年以来,笔者仅遇上一位学生提出质疑,注射器中二氧化氮混和气体颜色变化究竟是压强的原因,还是温度变化的缘故。真所谓求道者多如牛毛,得道者凤毛麟角。为了解决这个问题,笔者查阅国内外各个时期教材对这个实验的取舍及专业刊物中有关论文的各种观点。前几年,偶然发现物理教学中普遍使用注射器和钩码做玻一马定演示实验和学生实验,精确程度还蛮高。于是笔者将它移植过来,将同体积的二氧化氮混和气体和空气分别封入两支注射器,进行对照比较实验。实验发现前者违背玻一马定律,当气体压强减小时,气体体积异常的增大。实验说明减压时有更多的N2O4气体分解成NO2气体。这种综合物理、化学原理的物理实验方法简洁明了地验证了减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。笔者据此制作的压强对化学平衡的影响演示器在第五届全国教具展览上获得好评。新的演示实验能够让学生直观地看到化学平衡专业文档,值得下载专业文档,值得珍藏的移动。学生通过理化知识的综合,能够更加深刻的认识化学平衡原理。笔者将此创新演示实验介绍给化学界同仁,供大家进一步研究和借鉴。2在研究中学习研究教科书中许多实验能帮助学生建立化学概念、认识化学规律实验很精辟、很有价值,但是我们对它的认识还有待于在实践中、研究中加以深化。有的实验可能存在方法上甚至原理上的缺陷,需要质疑、改进。研究化学实验除了需要实验者掌握坚实的化学专业知识,还需要联系关连学科的广博知识,而且特别需要注意科学方法的运用。在研究实验中发现问题、解决问题,学习科学研究的方法,体验科学研究的精神。在创新教育中身体力行、身先士卒,可以提高自身素质,避免由于自己的含糊和无知造成教学上的失误。盐类水解实验中,用pH试纸检验NaCl或KNO3水溶液的pH值,发现试纸并不能显示黄绿色(pH7),而是显示淡黄色(pH6)。笔者用试纸检验经煮沸并冷却了的蒸馏水,仍然发现pH试纸呈淡黄色然而用试纸检验pH6.8的缓冲溶,却发现pH试纸明显呈黄绿色。为此,笔者怀疑pH试纸的检测灵敏度不够,一般中性溶液或者浓度低于0.01%的酸、碱溶液中的OH的量极少,不足以改变混合指示剂中溴百里酚蓝原来的酸型颜色,因此pH试纸的本底黄色(pH5.5)不可能发生显著的改变。教科书上用pH试纸检验中性溶液pH的方法显然陷入认识误区,是错误的,学生受假象的迷惑会得出与事实相悖的判断。新教材屮的一些演示实验、学生实验、家庭小实验、研究性课题都需要采用pH试纸检验中性溶液或者浓度极小的酸、碱溶液。大多数化学教师已经发现这里存在问题,只是认识问题、解决问题的态度和方法有所不同。因此,深入研究pH试纸的适用范围,研究教材中相关内容的编排和实验方法的改进,成为当前十分迫切和现实的任务。我校在水污染课题探究中,采用灵敏度高的pH计,效果很好,但是仪器昂贵、操作繁琐、不易普及推广。3实验异常现象的探究有些实验出现预料之外的现象,此现象往往包含我们还没有认识的事物规律,暴露我们的思维缺陷和实验的不足。我们在研究化学实验时,要抓住这些难得的机会,追根溯源以获得研究的突破。如果用制备Fe(○H)2的浓度较大的FeCl2溶液(lmol/L)来做fe2+被氯水氧化的实验。按照教科书上的操作,在盛有FeCl2溶液的试管中滴入几滴KSCN溶液,而后再滴入几滴氯水,观察到的现象往往是橙黄色。如果将上述FeCl2溶液用水稀释十余倍,再按上述操作,就可以观察到溶液呈血红色。教科书上由于两个相关实验串连在一起做,所以先滴入KSCN溶液后滴入氯水,这样操作SCN容易被氯水氧化,如果把滴加试剂的顺序颠倒过来,更为合理,效果亦更显著。4关键条件的探究所有的化学实验,都是在条件控制下进行的。对实验条件控制的不严格或失控,不仅会使化学实验效果不明显,有的还会导致化学实验失败,甚至导致错误的结论。我们在研究化学实验时,很重要的一点就是要抓住事物的本质特征,也就是说要把握住实验成败的关键条件。铜丝在氯气中的燃烧实验,得到的CuC12溶液应该呈蓝绿色,然而有专业文档,值得下载专业文档,值得珍藏时仅仅只能看到溶液呈蓝色。Cu+能与H2o配位也能与cl配位,Cu(H2O)42配离子为蓝色,[CuCl42.配离子为黄色。黄色与蓝色的补色为绿色,溶液中两种配离子的比例不同,溶液的颜色就有所不同。如果实验采用足量蓬松的细铜丝束在较高浓度的氯气中充分燃烧,燃烧毕,仅用少量水去充分溶解生成物。这样得到的CuCl2溶液浓度较大,溶液就会呈蓝绿色。这个结果与书上内容自然衔接,教学效果就好。由于蓝绿色情景的出现,学生自然联想到CuSO4溶液的蓝色,两者的区别仅在于阴离子不同,因此斩钉截铁地推断蓝绿色是由于Cl影响造成的。课外兴趣活动中,学生发现加热CuCl2容液,溶液由蓝绿色→黄绿色在CuCl2溶液中滴加浓盐酸或饱和NaCl溶液,均能使CuCl2溶液由蓝绿色→黄绿色而加热CuSO4溶液,蓝色几乎不变。由实验可以推理判断Cu2+和Cl.的配离子呈黄色。5化学实验中的问题意识问题引发思维,是学习的开端,是创造的前提。发现问题、提出问题往往比解决问题更重要。化学实验教学中要关注学生问题意识的培养。不仅要求学生知道实验应该怎样,更要知道为什么要这样做,弄清每一步骤、每一装置的目的和注意事项不仅要知道会发生什么现象,更要知道为什么会发生这种现象,从而能够预见实验的现象和结果。教师可以多方位、多层次地拟定并适时提出问题、要求,促进和拓展学生的思维,提高学生的观察、操作、判断能力。化学实验中营建问题情景是启发学生发现问题、分析问题、解决问题行之有效的途径。实验不要一气呵成,不要急于给出现成答案。实验操作要划分清晰的段落,留出足够的时间和空间,让学生卷人实验任务。学生可以依据信息和经验,按步就班地预见实验的现象和结果。例如,用湿润的KI淀粉试纸检验氯气。在检测前、变色后、消色后均可适时插入设问。有的实验进行适当的改进或创新,可以营建更多、更深层次的问题情景,有助于培养学生创新思维能力。例如,用乙醇和浓硫酸制取乙烯的实验增添洗气装置。促使学生思考为什么要增添洗气装置,洗去什么气体杂质,用什么洗液,如何防止洗液倒吸。进一步还可以让学生探索设计更好的方案。有的实验或操作特意采用错误的方法去做,让学生通过逆向求索、缺点反思去思维,反而能够更迅速、更深刻地掌握正确的方法。例如,银镜反应可采取规范的方法,并且采用不洁净试管、氨水过量、乙醛过量等错误方法同时实验。根据大相径庭的结果对比,让学生更好地掌握实验的要领。有些实验习题或与化学有关的综合知识,同学们争论不休,可以用实验加以证明。例如,金属钠与CuSO4水溶液的反应。让学生了解热力学上的可能性与动力学上的现实性之间的区别,有助于训练学生处理问题的思路。6学生是实验的认识主体化学实验本身虽然能产生许多生动、直观的精采景色,但是倘若学生远离化学实验,则难以触景生情,许多探究机会自然会失之交臂。学生是主角,学生是实验的认识主体,让学生最大限度地贴近实验就可以专业文档,值得下载专业文档,值得珍藏产生情景交融的生动积极效果。动手能够促进学生动脑,手脑并用才能培养学生的创新能力。动手能让学生直接感受科学实验的真缔,直接体验探索和发现的乐趣。情趣能够引发学生学习的直接动机,学生将以极大的热情置身于自主探究学习之中。教学大纲里规定的学生实验,是为培养学生动手能力而设置的典型实验,教学中必须创造条件、切实保证、落到实处。绝对不能用演示实验取代学生实验。学生实验要讲究实效,要严格要求和训练学生养成严肃、认真、细致、求实、探索、创新的科学态度,切实掌握基本的实验技能技巧,不断提高实验能力。扎实的实验基础有助于增强学生自学能力,有助于学生逐步胜任综合性强、能力要求高的探究性实验和实验方案的设计。有些演示实验亦可以让学生自己动手。例如,盐类的水解。让几组学生分别用pH试纸检验CH3COONa、Na2C03、NH4Cl、Al2(SO4)3水溶液的pH值,用实验探索、归纳、概括出盐类水解的规律。而后再让学生推理、判断Na2S、Cu(N03)2水溶液的酸碱性,并让学生用实验加以验证。学生在实验过程中,初步掌握了探索性实验和验证性实验这两类研究方法,想像能力、思维能力、创新能力也随之提高。有的实验需要安排在课前完成,让学生取得或加深某些直接经验。例如,钢铁的锈蚀。教师可以组织部分学生制作不同条件下腐蚀(化学腐蚀、电化学腐蚀)以及采用多种防腐蚀措施(涂覆、镀层、电化学保护等)的实物标本样品,放在教室里让学生长时间连续观察其变化和效果。上课时再根据学生掌握的经验进行分析、归纳、总结。学生由观察上升到用化学原理进行科学解释,解决实际问题的能力得到很大提高。研究性学习可以根据学生兴趣需要进行课题选择。学习原电池时,一些学生兴趣盎然。在研究性学习课程中,他们制作了伏打电池、丹尼尔电池,解剖干电池,制作Cu、Sn、Fe、Zn等半电池,用盐桥把半电池组合成各种电池,并测量电池的电动势。通过实践探索,学生对化学电源有了新的了解,对自放电、电极极化、金属活动顺序有了新的认知。教师在教学中要关注和把握研究性学习课题的动态生成,发掘教材内外蕴涵的深层次的宝贵课题资源。例如,油膜法测量分子的大小,物理教材将油酸分子视作球形,这样测定出来的阿佛加德罗常数仅有(1.5x10的22次方)。笔者利用油酸的分子结构模型,让学生对碳链和键长进行分析计算,提出油酸的棒形分子结构,估算出分子长度与直径的比值为6.5。学生利用油膜法测出油酸分子长度2.77nm,阿佛加德罗常数为6.27x10的23次方)。学生窥测微观世界取得了可喜的成绩,激发了进一步探索大自然奥秘的热情和勇气。帮助学生选择难度适宜的课题,帮助学生完成课题研究,能够保护学生创新积极性,能够促进学生的个性健全发展,能够培养学生终身学习的愿望和能力。

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