着力化学实验提升有序思维.PDF

第25卷 中小学实验与装备2014年第2期 57 实验教学与素质教育 着力化学实验提升有序思维 浙江省缙云县缙云中学(321400) 苏国光 “有效教学”是源于20世纪下半叶西方教学科 学化运动，受美国实用主义哲学和行为主义心理学 影响而形成的一种教育理念。就目前新课程下化 学教学而言，有效教学是教学需要达到的境界，也 是对化学课堂教学的基本期望和底线要求。 中学化学大纲指出：化学是以实验为基础的学 科。实验教学可以帮助学生形成化学概念，理解和 巩固化学知识，初步掌握一些常用的化学实验技 能，培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能 力，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。因 此，加强实验教学是提高化学教学质量的重要一 环，是评价教学质量的一个重要方面。 、 化学研究应以实验为基础，通过课堂演示实验 和学生实验的教学操作，观察所发生的现象，可使 学生发现问题、思考问题，从而达到解决问题。化 学实验有序思维则是指学生分析和解决实验问题 时要遵循一定的顺序，按照一定的过程和特定的思 维线索步步向前推进，直到有效地实现目标。培养 化学思维是促进学生主动学习、激发学习兴趣的需 要。学生有序思维的形成，不仅有利于学生对化学 的学习，而且对学生今后的生活和工作大有帮助， 因此在实验教学中要十分重视对学生有序思维能 力的培养。 1化学实验有序思维训练培养方向 思维的条理性和有序性就是要从知识的内在 规律变化层次以及知识间的相互衔接关系认识、理 解、掌握知识。知识的内在规律和衔接关系掌握好 了，运用知识的能力才会提高。 化学实验理论主体内容，可概括为：实验原 理，装置原理，操作原理。教师应当在具体化 学实验教学过程中，引导学生围绕对上述三大原理 进行探索、理解和辨析，自始至终渗透有关思维训 练活动。 11 实验原理的有序思维训练 “实验原理”即反应原理，指的是每个具体的化 学实验，反映了(或说明了、推断了)什么样的物质 发生何种变化的理论。可以围绕以下几点引发学 生进行思考。 111 变化实质 什么化学物质(有时还应进一步分析为什么要 选用这些物质)发生什么特征、何种类型的变化? 会得到什么结果?为何会得到此结果? 112定量关系 反应物之间采用何种物质的量(或质量、体积、 微粒数目)的关系?为什么要采取此种定量或过量 关系? 113反应条件 实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压 强或催化剂等条件?为何要选择这样的条件? 12装置原理的有序思维训练 “装置原理”是指为了达到某个具体实验的目 的，应当选用何种仪器、设备，采用何种组合、联接 方式的道理。可以围绕如下角度引发学生思考。 121仪器选用 根据实验原理，对特定的反应物或生成物，应 选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、 收集、吸收、分离、尾气处理的仪器?为何选用这些 仪器? 122配套组合 根据实验需要，所选用的仪器，大小、规格应怎 样协调、搭配?如若不这样组合会出现什么弊端? 能否作某种调换或替代? 123连接顺序 为了达到良好的实验效果，选用的仪器应采取 怎样的连接顺序和安装与拆除的先后顺序?为什 么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不 良后果? 13操作原理的有序思维训练 “操作原理”是指根据具体的实验目的和仪器， 进行实验操作活动的理由。可以围绕如下角度引 发学生思考。 58 中小学实验与装备2014年第2期 第25卷 131操作步骤 为达实验目的，应当经过哪些操作步骤?这些 步骤先后顺序如何确定?为什么要这些步骤?为 什么要安排这种顺序?省略或调整某些步骤会有 什么影响? 132注意事项 实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做 什么?原因何在? 133安全措施 实验过程可能会出现什么不安全的意外?如 何防范?万一出现意外应如何正确处置?依据何 在? 围绕“三大原理”引发学生展开思维活动角度， 是从化学实验教学的整体上来阐述的。实际上，对 于某一具体化学实验活动，既没有必要也不可能面 面俱到，而只需从教学内容和学生水准的实际出 发，抓住某些侧重点开展思维训练，引导学生从某 些典型实验探索人手，上升到规律性的认识，逐步 提高学生思维品质的档次。 。 2化学实验有序思维培养的途径 教学中教师应把演示实验设计为探索性实验， 只要教师精心设置有层次性的问题情境，学生在判 断和推理等方面就得Nll练，有序思维也就得到了 培养。 其实化学实验从准备、实施到实验结果的处理 都不是杂乱无章的，对实验的每一过程都应该深思 熟虑，应当体现出实验的严谨性、有序性。化学实 验成功与否，对于培养学生的观察能力、思维能力、 动手能力及训练有序思维等会有很大帮助。因此， 实验教学是培养学生思维能力的重要途径。下面 就谈谈如何在化学实验教学中进行实验有序思维 的培养。 21整体实验的有序思维培养 学生分组实验的基本环节：实验目的、原理、器 材、步骤、数据处理、误差分析、注意事项等。学生 在做某组实验之前，就要求学生做到心中有数，只 要做到这一点，才能使整个实验有条不紊地完成。 以前教师一般都是预先在黑板上书写了实验步骤， 花上几分钟，来说明怎样来完成今天的实验内容。 事实上效果不理想，很多学生进入实验室以后，一 边看着黑板一边做实验，一节课下来仍弄不清楚自 己到底做了多少实验，做的是哪些实验，所以笔者 认为重点要放在课前对实验的预习，做好相应的预 习报告，没有预习报告就不得进人实验室，而且预 习报告并不是按照课本内容步骤照抄一遍，要求学 生按自己的语言进行组织整理。提醒学生假设实 验室没有某种仪器或试剂时，该怎样完成实验，需 要补充或改进那些方面，等等。 例如，在硝酸性质的实验中，有这样的表述： “取2支试管，分别注入浓硝酸、稀硝酸各12 ml， 再分别滴人石蕊试液，微热，观察石蕊试液在稀硝 酸和浓硝酸中颜色的变化是否相同?为什么?”而 对于这一段文字，笔者要求学生通过自己的语言归 纳，有的学生归纳了一种表述形式，见表l。 表1学生表述形式 通过这种化学语言方式，学生对实验原理和步 骤一目了然，从而做到整个实验完成的有序性，实 验结果更加有效。 22实验操作的有序思维培养 学生对整个实验的具体操作上也要做到有序 思维的培养。主要体现在实验仪器选择、装置连 接、试剂取用、加入物质先后顺序，等等。要养成学 生良好的实验习惯，一方面在实验之前要将可能发 生的错误操作及一些注意点指明，另一方面在实验 过程中尽可能去发现操作错误，加以纠正。从而逐 渐使学生有一个思维方向。 例如，做NO气体制备实验，要求学生在操作 上按步进行：检查装置的气密性；先在铁架台 上放好酒精灯，再固定好铁圈；在铁圈上放上石 棉网后再固定好烧瓶；准备好装有水的水槽和试 管；往烧瓶内加入铜片和稀硝酸进行反应；用 排水法收集NO。这样的操作可使学生有条理的 完成实验，避免出现手忙脚乱的场面。经过这样几 次训练后，不仅使实验的成功率提高，而且使整个 实验能顺利的完成，同样又使学生的有序思维得以 培养。 23解决实验问题的有序思维培养 不少学生很怕动手做实验，喜欢看别人做。也 就比较怕完成理论实验题。在综合试卷中实验题 的得分率最低，历年都是高考失分重灾区。实验题 形式繁多，具有知识面广、命题新颖、思考容量大、 综合性强等特点。不但用来考查考生的观察能力、 操作能力、分析能力和实验设计能力，还用来考查 学生创造性思维能力和数据处理的能力。不仅要 求学生知其然，还要知其所以然。因此实验题的解 答要求比较高，难度较大。只有考生对实验题考查 第25卷 中小学实验与装备2014年第2期 59 新课标·新理念 新课程背景下高中物理演示实验的改进与创新 1 问题的提出 广东省广州市广雅中学(510160) 邝创群 新课程高中物理概念的形成、规律的发现、理 论的建立，大多依赖于课堂的演示实验。通过演 示实验，可以将抽象的东西形象地展示出来，让学 生通过亲身经历来获得具体的感性的认识，再通 过教师的启发和引导，分析和推理，上升到理性认 识。 在教学过程中，笔者发现高中物理演示实验存 在着这样的一些问题：有些实验操作繁琐不易成 功；有些实验的实际操作很难达到预期的效果；有 些实验的可见度低演示效果不理想。如何改进效 果不理想的演示实验，让它在课堂上更好地发挥作 用呢?下面通过具体案例谈一谈演示实验改进的 方式与创新的方法。 功能、考查范围、考查特点弄清楚，才能理顺实验 题的解答思路。否则不知到底要做什么、目的是 什么，那肯定无法完成了。 例题：(1)在没有现成的COz气体发生器的情 况下，请你选用图1中的部分仪器，装配成一个简 易的、能随用随停的CO 气体发生器，应选用的仪 器是(填编号)。 口 口 (2)若用上述装置制取CO。气体，而实验室只 有HzSO 、浓HNO3、水、块状纯碱、块状石灰石， 比较合理的方案应选用的药品是。 解析：(1)本题要看学生能否根据干燥管的特 殊结构，想到让其充当气体发生器，一端进酸，一 端出气；利用导气管上活塞的关闭，把干燥管的酸 液从下端压出，从而达到随用随停的目的，故答案 2 围绕演示目的 改进教材的实验 方案 高中物理教材中设置的演示实验都具有一定 的教学目的，有的是为了引入新课，激发学生的学 习兴趣和求知欲；有的是为了建立物理概念、发现 规律提供具体的感性经验；有的是为了减小学习 梯度、突破教学难点；有的是为了巩固、深化概念 规律。但是，物理教材中某些演示实验的方案在 实际操作过程中是不可行的，因为它没有考虑到 各个学校实验室所使用的器材、设备和可见度等 因素，课堂上达不到预期的效果。如果任课教师 能够结合实验室现有的器材，对教材中的实验方 案进行改进或自制教具，就可以很好地达到演示 实验的预期目的。 为a、C、d、e。这是干燥管用途上的创新。 (2)题目没有提供学生熟悉的盐酸，而H SO 会与大理石生成CaSO 沉淀，覆盖在其表面阻止 CaCO。继续与酸反应生成CO ；块状Na2CO。遇 酸会溶解，使制气装置起不到随用随停的作用。 故只能选大理石、浓HNo。和水。 一个实验可以促进学生对知识的认识和理 解，一个好实验可促进学生学会观察、发现问题、 理解问题。所以没有实验就没有化学，不做好实 验就学不好化学。通过对学生实验进行有序思维 的培养，学生做实验会更有针对性，完成实验问题 更有条理性、更准确；实验设计是学生思维培养的 重要途径，实验设计有助于学生对知识的理解和 认识，有助于学生对知识间联系以及知识正确运 用产生深刻的反省和认识。这不仅是教学的需3 要，也是符合当前研究性学习的需要、终生学习的 需要。 收稿日期：2014032O