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化学实验设计精品(七篇)

时间:2022-03-07 09:50:45

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇化学实验设计范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

化学实验设计

篇(1)

[关键词]新课改;化学;实验设计

新一轮课程改革提出要以学生为主体,在日常教学中要注重培养学生的创新素质和实践能力。在化学教学过程中,教师应选择与生活结合紧密的教学内容,鼓励并引导学生独立自主设计化学实验,使之进行合理而规范的实验操作,进而更好地掌握基础理论知识,提高学生实验操作能力。逐步以此培养学生提出问题、分析问题、解决问题以及归纳问题的能力,为培养其学科的探究精神和良好素养打下基础。

一、化学实验设计的原则

化学实验设计是指,实验者在实施化学实验之前,根据一定的化学实验目的和要求,运用相关的化学知识和技能,按照一定的实验方法对实验的原理、仪器、装置、步骤和方法等进行合理安排和规划的过程。在中学化学教学中,化学实验设计作为学生学习化学的重要内容之一,已引起广大教师的普遍重视。因此,化学实验可以作为衡量学生化学实践素质能力的标准之一。化学实验设计应遵循以下几点原则:

(一)科学性原则

科学性原则是进行实验设计的首要原则。要设计一个化学实验,就必须在理论上符合实际,设计的实验原理和操作方法等必须与化学理论知识和化学实验方法论统一。例如,在设计检验SO4-离子的实验时,就不能向待检验的溶液中直接加入钡盐,而是必须先对待检溶液进行稀硝酸酸化,排除SO3-、CO3-等离子的影响。

(二)可行性原则

对于一个化学实验,我们必须保证设计的方案在实验原理、化学药品、仪器设备、实验方法以及观察到的实验现象等方面具有可行性。例如在除去CO气体中的少量CO2气体时,有学生选择使用将混合气体通过炽热炭层的方法,目的是想利用炭的还原性将CO2还原为CO气体。该方案在理论上可以实现,但由于木炭还原CO2是吸热反应,需要很高的温度,中学实验条件下不易实现。

(三)安全性原则

安全性原则是指化学实验设计过程中应尽量避免使用有毒药品、有毒气体物质生成的反应或有一定危险性的实验装置和实验操作。如果必须使用,应在实验方案中详细写明并做好防护措施。如在区分稀溴水和稀碘水(均呈浅黄色溶液)时,因溴和碘的蒸汽含有剧毒,设计实验时应通过观察其蒸汽的颜色来加以区分,若采用加热蒸发的方式则非常不安全。

(四)简约性原则

在化学实验设计中,应尽量避免使用复杂的实验装置和采用烦琐的实验方法,应尽可能地采用简约装置,减少实验步骤和实验所用的药品,在较短的时间里完成实验。如果要除去铜表面的氧化铜,大家很容易想到用还原剂(H2、C或CO)还原的方法,可是这种方法需要高温条件才能进行,对装置和操作要求较高,不宜采用。另外,特别是在有机化学物质的制取过程中就应注意简约性,提高产物产率。

(五)环保性原则

安全性原则是指从实验者的利益出发,而环保性原则则是从我们生活的环境出发,对化学实验设计提出要求,这是实现生态课堂,绿色化学的重要表现。

二、化学实验设计的思路

(一)明确目标

在进行实验设计之前,设计者必须对实验题目有全面的认识,知道自己“要做什么”,然后才能知道“该怎么做”。

(二)确定原理并设计装置

设计者在知道自己要做什么之后,应在查阅大量资料的基础上,通过筛选,从中确定合理可行的实验原理,根据实验设计的原则确定实验所需的实验药品,并设计出可行的实验装置。

(三)设计实验步骤以及实验报告

设计者须根据实验装置和实验药品设计出合理的实验步骤,并预想每一步中可能出现的实验现象,对要进行设计的实验做到心中有数,并制定出实验现象记录表格,表格可以以实验报告的格式呈现。

(四)对实验设计方案做出评价

设计者须在实验设计的后面附上实验时的注意事项,如实验成败操作的重点、关键条件以及安全要素等,以引起实验者的重视。对于在常规实验基础上进行的改进实验设计,设计者可标明实验改进的理由,与原实验进行对比研究,对化学实验设计方案做出合理的评价。

三、化学实验设计的策略

(一)根据实验目的选择最佳的实验方法

化学世界中变化多样,不同实验有不同的目的和意义,同样的实验可以通过不同的方式和途径来实现。所以,设计者要想选择最适合的实验方案,就要从实验成本、实验条件、反应速率、可控制性以及产物产率和纯度等方面综合考虑分析。如制取氧气,可采取高锰酸钾加热法,氯酸钾和二氧化锰加热法、电解水法、双氧水分解法等方法。设计者在对比实验成本、实验条件、制得氧气的量和纯度几个方面可知,分解双氧水法为最佳答案。

(二)根据实验途径选择最佳实验装置

设计者在选择好实验途径之后,就要选择相关的实验仪器和最佳的实验装置。设计者应将反应物溶沸点、反应条件、生成物的状态和性质、反应剧烈程度以及产物产量大小等因素考虑在内。在检验反应生成物时,还应考虑检验顺序。如检验C和浓H2SO4反应的产物———H2O,CO2,SO2,实验设计时应先将产物通过装有无水CuSO4的无底试管,依次通入品红溶液,KMnO4溶液,最后通入澄清石灰水。

(三)根据实验结果的要求选择最佳的物料比

实验设计应根据实验结果的要求,合理地选择实验物料比,以确保实验现象明显。如反应原料的不同聚集状态、不同品质都会影响实验现象。

(四)根据产物的不同性质设计最佳收集和处理尾气的方案

在设计实验时,我们要遵循环保性的原则。其中最主要的一点就是体现在尾气的处理上,对于有毒、易挥发、易燃、强腐蚀性,易氧化等物质,都要考虑合适的实验方案才能达到收集或是处理尾气的目的。设计者可联系其他学科知识,设计出更好的实验设计方案,也可以将多个实验组合在一个实验中进行系列实验,如果是无法在现实中进行的实验,可以通过现代多媒体技术进行仿真模拟实验。总之,设计者在进行实验设计之前,都要精心准备,在查阅大量资料的前提下,综合应用多种策略,这样才能设计出更好的实验方案。

参考文献:

[1]胡艳生.如何进行实验设计[J].中国教育技术装备,2003(10).

篇(2)

【关键词】化学实验;创新;设计

【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2015)35-0083-02

化学学科的形成源于化学实验,实验是化学学科体系的本质所在。通过不断地进行化学实验实践,研究者不断探索和拓展化学学科的研究领域,同时培养和提高自身的研究能力和思维能力。因此,化学实验是化学学科极其关键和重要的组成部分。在如今的化学教学中,尤其是在中学教学阶段,实验教学能够帮助初涉化学领域的学生更好地理解和掌握知识点、锻炼抽象思维能力。因此,对化学实验设计与教学进行创新探讨与研究具有重要的教学意义。

一中学阶段化学实验教学的现状

经过对传统的化学实验课堂教学的观察和研究,发现传统的教学方式仍然在课堂上占据主导地位,主要依赖于教师对实验的亲自操作和讲述,学生只是通过教师的化学实验操作明白了某个规律,在化学实验过程中并没有充分地发挥自主思考能力,成为知识的灌输对象。最终化学实验教学变成与化学教学捆绑在一起的呆板的教学活动。为了更加准确地掌握高中阶段学生对化学实验的学习情况和学习兴趣,以及了解学生主动进行化学实验探究的情况,张英波老师曾经对某一学校的高二年级学生进行问卷调查,随机挑选高二年级不同老师任教的、不同层次的9个班共400名学生参与问卷调查,使调查具有一定的客观性和代表性,随后对调查问卷结果采用SPSS17.0进行数据统计与处理。调查发现,在实验兴趣方面,大部分学生停留在感知兴趣和操作兴趣的表面层次,在遭遇实验失败或遇到异常现象时,学生表现为探究兴趣不会持久,在改进装置并使之微型化方面创造兴趣明显不足。随后,分别对化学成绩不同层次的学生以及不同性别的学生化学实验能力的差异进行检验,发现不同化学成绩和性别的学生的化学实验能力并没有显著差异。目前来看,不论是成绩较好还是成绩较差,不论是男生还是女生,对化学实验创新的认知在兴趣感知、主动思考、动手实施三个层面均存在不足。

二化学实验设计与教学的创新原则

1.理论与实际结合原则

在化学实验创新教学过程中,一定要突出理论与实际相结合。首先,教师要充分注重基础知识的教学,对实验过程涉及的基本概念、原理要深入细致地分析,使学生充分认识到其对加强基础学习的重要性,为学生进行实验操作打下良好的理论基础;其次,学生在对理论知识进行充分的了解和学习后,对实验创新进行实践操作,同时在操作过程中要注意发现是否存在新的问题、新的实验现象等;最后,在老师的指导下对创新实验实践活动进行分析和总结。通过实践对创新成果进行检验,感悟创新的价值,增强参与创新设计的积极性,从而使学生的创新意识和创新能力得到发展和提高。

2.安全环保原则

由于化学实验过程中使用的实验用品部分具有一定的危险性,教师在实验之前必须向学生强调具有毒性、易燃、易爆、腐蚀性药品的取用及保存,废物的处理和药品的回收等方面的规范行为,实验教学要注重提高学生的安全意识,同时把环保理念作为实验创新教学的一个重要内容,通过实验教学提高学生的环保意识。

3.效果与效益最优化原则

对化学实验的设计进行创新性改进,一定要注意效果与效益最优化原则。效果最优化即通过实验设计的创新,可以使实验效果更加明显,实验速度更加快捷;效益最优化即通过实验设计的改进可以降低实验的成本,简化实验的过程从而减少实验误差的概率,因此在改进、优化实验方案中一定要注重改进后实验的效果与效益是否已经最优化。

三化学实验改进与创新的案例

1.浊液和胶体中胶体粒子大小区分实验

在必修一胶体的性质探究实验中,有浊液和胶体中胶体粒子的大小对比实验,通过前期的理论学习,学生已经对实验目的有了一定的了解,即此实验是为了证明浊液中胶体粒子大,胶体中胶体粒子小。教材中,对Fe(OH)3胶体和泥水进行过滤,观察现象。实验装置包括带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸等,实验过程中总共需要过滤两次,通过两次过滤实验来辨别浊液中和胶体中的胶体粒子大小,但是实验过程中仪器笨重,操作麻烦。在经过改进后的实验设计中,整个实验过程只需要三张滤纸即可完成实验过程。具体操作过程:把三张滤纸叠放,用滴管吸取泥水滴在叠放的滤纸上。实验现象:在最上层滤纸上会有固体小颗粒,而第二层上对应位置没有固体颗粒,只是呈湿润状。实验说明:浊液中的粒子不能透过滤纸。接下来,在滤纸的另一位置滴上几滴Fe(OH)3红褐色胶体,会看到在第二层甚至第三层滤纸的对应位置都有红褐色,说明胶体中的胶体粒子透过了滤纸,从而验证了浊液中粒子比胶体中粒子大的事实。经过实验设计改进前后的对比可知,改进后的实验设计当中运用到的实验器材简化了许多,操作起来简单方便,实验对比效果也更加明显。

2.化学能与热能的相互转换实验

在必修二中的化学能与热能相互转换章节中,通过对Ba(OH)2·8H2O+NH4CL的化学反应实验现象进行观察,证明该反应过程吸收了热量。教材上的实验操作:将两种晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上。在快速搅拌以后,提起烧杯可以发现玻璃片和烧杯底部粘在了一起,同时烧杯上的水滴变成了冰状物。通过实验现象分析可知,由于实验过程中烧杯中的化学反应吸收了大量热量,从而使水滴结冰,因此也可以证明该实验为吸热反应。但是在实际操作当中发现,如果搅拌时烧杯有所滑动,或者室温较高,玻璃片与烧杯底部往往粘不起来,针对此问题对实验设计进行了改进。改进设计:将实验过程中玻璃片上的水滴换成冰醋酸再进行实验操作,多次实验现象发现将水滴换成冰醋酸后烧杯和玻璃片更加容易进行黏合,因此实验效果更好,这是由于冰醋酸的熔点比水高(16.6℃),在吸热的过程中更加容易结成冰状物。因此,在很多实验中如果对实验材料进行稍加改进,实验难度会降低,实验效果会更好。

四结语与建议

在中学的化学教学中,通过化学实验实践操作很好地培养了学生的动手能力和创新精神,因此化学实验在学生的学习过程中占据重要的地位。然而在目前的中学化学教学过程中,实验的优势作用并没有得到很好的发挥,因此化学实验在设计和教学中还具有相当的创新优化潜力。同时,随着教育体制改革的不断推进,未来的化学教育体系会越来越注重学生的实验动手能力和创新精神的培养,对广大教育工作者会提出更高的要求,而未来的实验创新设计应当以挖掘课程资源为基础,以化学实验的教学观念、教学目标、实验过程、实验教材和实验评价五个方面为主要着眼点进行教学理论与设计创新,同时在实际的教学过程中应当加强学生的主导地位和主动学习的能力,如设计良好的探究式教学情境,激发学生的探索欲望和创造能力,同时要鼓励学生的各种发散性思维和想法,并在有条件的情况下一起进行探究式活动。相信通过老师和学生的共同努力,化学实验在设计与教学上的创新发展必定能取得很好的成果。

参考文献

[1]黎晓霞、蔡河山、易芬云.化学实验教学改革的研究与探讨——以分析化学实验为例[J].广东化工,2010(3):37

[2]秦于章、代旭娅、郑云祥.中学化学实验创新教学研究[J].中学生数理化(学研版),2015(5)

[3]刘芳红.新课程背景下的中学探究式化学实验教学策略的研究[D].西北大学,2013

篇(3)

一个完整的实验方案应包括:实验题目、实验目的、实验原理、实验用品、实验步骤(包括实验装置图)实验记录及实验结论。一个化学实验方案设计的优劣,其评价标准应该是:科学合理、设计简单、效果明显、安全可靠。例如:

1、 实验题目:《苯酚的性质》

2、 实验目的:通过化学实验方案的设计,培养学生创新精神和创造能力。

3、 实验内容和实验药品、仪器。

苯酚、蒸馏水、乙醇、碳酸钠、石蕊、溴水、氯化铁溶液、试管

4、 实验过程:

环节一:苯环对羟基的影响

思考:官能团决定性质,苯酚中既有苯环又有羟基是否既有苯的性质又有醇的性质?

猜测:醇的性质:

探究1:与钠反应、与氧气氧化反应

结论:与钠能反应,比醇剧烈,与氧气反应;易被氧化,具有羟基的性质。

思考:醇溶液显中性,苯酚溶液显性?

探究2: 1、在石蕊中加氢氧化钠

2、在苯酚中加石蕊

3、在氢氧化钠的石蕊溶液中加苯酚

结论:苯酚不能使石蕊变红,但是能与氢氧化钠反应,显酸性。

点拨:苯环对羟基的影响,使羟基上的氢更活泼。

环节二:羟基对苯环的影响

思考:苯具有的性质?

易取代,难氧化,难加成。

推测:苯酚具有哪些性质?

取代、氧化。

思考:为什么苯酚是无色,而我们常见的是粉红色?

学生解释:易被氧气氧化,比苯易氧化。

问题:苯易取代,苯酚易取代吗?

探究3:苯酚与溴水的反应

结论:常温下与溴水迅速反应,产生白色沉淀。

比较:

苯苯酚与液溴纯溴单质溴水条件崔化剂常温不需催化剂结论:羟基对苯环的影响,使苯环易被取代。

环节三:特性

探究4:苯酚与三氯化铁的反应

现象:得紫色液体。

结论:苯酚与三氯化铁显紫色,这是苯酚的特性,常用来检验苯酚。

环节四:综合

讨论:由于羟基和苯环的相互影响,使羟基易被氧化,羟基上的氢更活泼。羟基对苯环的影响,使苯环更易被取代。

小结:官能团之间的影响,使性质既有加合性,又有创新性

环节五:影响

探究5:实验室制取酚醛树脂的简单过程。

环节六:小结

篇(4)

关键词 :     微型化学实验,绿色化学实验,中学化学,

Abstract: Based on the sustainable development strategy and the concept of green environmental protection,this paper introduces the research background,general situation and research progress of micro chemistry experiment. Combined with the new curriculum background of middle school teaching,the problems existing in the promotion and application of micro chemistry experiment are deeply discussed. Miniature chemistry experiment can not only enhance students′ practical ability,but also cultivate students′ strong interest in learning.

Keyword: micro chemical experiment; green chemistry experiment; high school chemistry;

在微型化学教学改革的大潮中,微型化学实验的改革和发展已经成为人们十分重视的热门话题。二十世纪80年代美国化学家Mayo对微型化学实验的概念进行了界定,即用尽可能少的化学药品与试剂获取所需要的化学信息与原理的实验技术[3]。在我国,关于微型化学实验的定义有以下几种:第一种认为微型化学实验是为了减少消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法;第二种定义是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量比对应的常规实验节省90%以上,该概念是由我国周宁怀教授提出来的;第三种认为微型化学实验是在专门设计的微型仪器中进行的化学实验,在不影响化学实验结果的基础上,用尽可能少的试剂来获取化学信息的实验方法与技术。根据概念一般从其本质属性和种类进行界定的原则,我们认为第三种概念相对来说比较准确。

微型化学实验遵循现代可持续发展理念,在实验过程中不仅试剂用量少,安全环保[3],而且可以使实验在较短时间内完成,保证了化学实验的次数,对于培养学生的实验素质和科学素养有着重要的作用[4]。当前,微型化学实验还处在不断尝试和探索中,在日常教学中的应用还比较少,且中学化学实验教学被忽视的现象越来越严重,尤其是重化学理论而轻化学实验,重化学实验结果而轻化学实验过程的现象普遍存在。另外,微型化学实验不仅能提高学生实验技能,还能激发学生的学习兴趣,更好地帮助学生理解和掌握有关的化学知识,提高学生的科学素养和创新意识。因此微型化学实验的推广迫在眉睫。

高中微型化学实验就是把微型化学实验的理念应用于高中化学实验中,其优点是仪器微型化,药品用量少;学生有较大的自主发挥空间,能促进学生自主学习,主动地发现问题、设计实验、观察实验。概括起来,微型化学实验设计应遵循科学性[5]、安全性、可视化[6]、简便化[7]、可操作化、趣味性[8]、探究性实验原则。

1 、微型化学实验设计案例——铜与硝酸反应的微型化实验

在中学化学实验教学中铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应是中学化学经常使用的演示实验,其能让学生通过实验现象分析和得出实验结果认识化学物质的本质,理解不同浓度硝酸的氧化性,但是该反应会分别产生有害气体NO2和NO,进而污染空气[9]。目前,对该演示试验的微型化设计已经有大量的报道,但是均存在着一些不足,比如(1)实验装置的安全性差;(2)实验反应速率难以控制;(3)实验尾气随意排放,污染环境。

针对以上缺点,我们对铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应的微型实验装置进行改进,有效地提高了学生的环境保护意识和动手能力,进一步加强了学生科学素质教育[10]。

1.1、 实验原理

1.2、 微型实验设计思路

在经典的铜与硝酸反应中,会产生大量的有毒气体NO2和NO,但是无色的NO气体不易观察,且它们均严重污染环境。我们设计串联反应装置,通过一次实验,就能够了解不同浓度硝酸的氧化性大小,且通过中和反应有效除去反应中产生的有毒气体。基于此,我们采用特制U型管作为反应装置,尝试使用医用注射器在反应中加入硝酸和氧气,简化实验装置,反应结束后,使用医用注射器向反应体系中注入氢氧化钠溶液,除去有毒尾气,且中和了反应废液稀硝酸,防止环境污染。上述U型管内发生如下反应[11]:

1.3 、微型实验装置设计(图1)

图1 微型实验装置设计

1.4、 实验仪器和药品

实验仪器:特制U型管1支,注射器(带针头)2支,橡胶塞2个,烧杯。实验药品:等量的铜片2块,浓硝酸,稀硝酸,NaOH溶液。

1.5 、实验步骤及现象

(1)首先检查装置气密性。

(2)将等量的铜片分别置于U型管底部和医用注射器中。

(3)排干净医用注射器内的空气,再吸取浓硝酸,快速将医用注射器针头插在输液管上,仔细观察铜片表面,会产生大量气泡,并且随着反应进行气泡会逐渐加快,红棕色NO2气体很快充满U型管大端部分,同时医用注射器内溶液由无色变为蓝绿色硝酸铜溶液。这个反应现象是由于铜片与浓硝酸发生了反应,产生了大量的NO2红棕色气体和蓝绿色硝酸铜溶液。小心用手摸医用注射器管壁,会发现烫手,说明该反应是放热反应。

(4)随着红棕色NO2气体不断向U型管内水中溶解,观察到U型管大端液面向上缓慢升起,U型管大端红棕色NO2气体变浅,这表明3当量的红棕色NO2气体与水发生反应,生成了稀硝酸和1当量的无色NO气体,这不但使得U型管大端的压强变小,而且生成的无色NO气体稀释了U型管大端的红棕色NO2气体。另外,U型管底部的铜片表面不断出现小气泡,无色液体逐渐变成蓝绿色溶液,且U型管小端液面缓慢下降,但U型管小端液面上部仍然保持无色,这表明红棕色NO2气体与水反应生成的稀硝酸与铜反应,生成了无色的NO气体和蓝绿色硝酸铜溶液。相关反应式为:[12]

(5)5 min后,U型管小端的无色NO气体浓度增大;将另一支充满大部分空气的医用注射器插在橡皮塞上,拉动活塞吸气,仔细观察医用注射器内气体的颜色,发现其逐渐变为红棕色,这说明U形管小端的无色NO气体与空气中氧气反应生成了红棕色NO2气体。

(6)第一支医用注射器内再吸入氢氧化钠溶液,发现注射器内有蓝色的沉淀物生成,这表明蓝绿色硝酸铜溶液与无色氢氧化钠溶液反应,生成了蓝色的氢氧化铜沉淀,反应式如下:

(7)实验完毕后,用注射器向上述U型管内注入无色氢氧化钠溶液,发现U型管内有蓝色沉淀物生成,表明稀硝酸首先和铜反应生成的蓝绿色硝酸铜溶液继续与无色氢氧化钠溶液反应,生成了蓝色的氢氧化铜沉淀。

1.6、 微型实验设计反思与评价

上述微型化学实验比常规化学实验操作更加简单方便,反应时间缩短,反应过程中有害气体易控制,杜绝环境污染,趣味性强,实验现象明显,具有如下优点:

(1)该实验装置整体密封,将这一反应体系的有毒气体限制在实验装置内,处理有毒尾气方便、简单、安全,从而提高学生的环保意识。

(2)化学实验仪器操作简便、微型化,大大减少了化学实验试剂的量,从而节约化学实验药品。

(3)该实验装置使学生观察实验现象简洁而方便,学生更加容易理解实验原理,激发学生的兴趣,提高学生的主动思考意识。

(4)实验结束后,废弃液的处理方便,能够使用氢氧化钠充分吸收,防止环境污染。

(5)实验过程可靠性强,安全性高。

2、 结论

微型化学实验过程中始终贯穿绿色化学思想,有效实现“小剂量实验、节约资源、减少环境污染、降低实验成本”,是对中学化学中定量实验的改革与发展,在化学教学与应用中具有不可忽视的作用。积极倡导教师开展和推广微型化学实验,可以有效增强师生对环境的保护意识,不断提高学生的综合素质。微型化学实验简单易行、安全可靠、趣味性高、实验现象明显,极大地提高了学生参与实验的积极性,培养了学生的动手能力和实验技能;实验快捷,验证简单,学生可以人人动手做实验,改变“一人做,多人看”的局面,便于学生的自主探究;学生亲手体验科学研究,激发其学习化学的兴趣,强化其科学探究的意识,促进其学习方式的转变,培养其创新精神和实验能力。

参考文献

[1]胡文胜,李亚娟,刘斌微型化学实验在培养学生科学素养中的重要性[J].赤峰学院学报(自然科学版) , 2013,29(14):191-192.

[2]王帅.新课标背景下微型化学实验的实践与案例研究[D].桂林:广西师范大学, 2012.

[3]贤景春,刘宗瑞,李增春.微型化学实验[M].呼和浩特:内蒙古教育出版社, 2000.

[4]周宁怀.微型无机化学实验[M]北京科学出版社, 2000.

[5]钱贵晴初中微型化学实验手册M].上海:上海教育出版社, 1998.

[6]黄璨编着.化学新课程中微型实验探究活动的设计[M].北京:化学工业出版社,2005.

[7]张晓纯,表明华铜与浓硝酸、稀硝酸反应的微型实验教学方案[J].中学化学教学参考, 2017(5)-:47.

[8]蒋海珊,裹明华.铜与浓、稀硝酸反应微型实验改进[J].中学化学教学参考, 2017(8):67.

篇(5)

关键词:高中化学;探究实验;实验设计;实验细节

中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:2095-6401(2016)09-0157-01

新课程改革对高中化学教学提出了更高的要求,要求化学教学不仅要对学生的化学知识和相关技能进行培养,而且要在化学教学过程中进一步激发学生的学习兴趣,促进学生动手能力、思维能力和创新能力的全面发展。探究实验是高中化学实验教学的重要组成部分,能够在实验过程中锻炼学生主动探究、主动参与的能力,并且能够培养学生的团队协作能力、科学严谨的思维以及创新思维能力。

一、高中化学探究实验相关内容简述

探究实验是以学生为主体的实验教学活动,教师根据实验教学内容和教学目的,设置实验问题,学生自己或是与其他学生组成实验小组,围绕教师设置的问题进行假设和设想,然后通过具体的探究实验对提出的假设和设想进行验证,对实验结果进行探讨和评价,最终得出实验结果。通过探究实验的内涵可知,探究实验的流程主要包括提出问题、假设猜想、设计方案、实验验证、得出结论和反思评价。在这个过程中,问题的提出至关重要,关系到学生的学习兴趣和以后步骤开展是否顺利。在提出问题时要注意以下两个方面:首先,提出的问题要尽量贴近学生的生活实际,让学生对问题有兴趣、能了解。如果提一些与学生生活实际不相关的问题,学生有可能会因为陌生而失去探究的兴趣。其次,提出的问题难度要适宜,不能太过简单,要让学生产生疑惑和探究的兴趣,但是也不能太难,避免让学生对化学实验产生畏惧心理。

二、高中化学探究实验的相关设计和细节问题探析

(一)探究问题的设定

高中化学探究实验教学的问题设置主要有两种属性:一种是理论性的问题,一种是事实性的问题。其中,理论性的问题是学生必须掌握的,通过单纯的口头讲解无法有效认知和掌握的问题,例如,实验仪器的使用、实验安全操作方法等,这些都需要教师对学生进行引导。而事实性的问题是指在学生实际生活中发生的,具有实际表象和具体内容的问题。这种问题能够有效激发学生的学习积极性,并且能够激发学生的求知欲望。例如,在学习萃取相关知识的时候,可以用常见的鸡尾酒为切入点,引导学生开展探究。鸡尾酒强烈的色彩分层产生强烈的视觉效果,能够激发学生强烈的求知探究欲望。

(二)提出假设和设计实验方案

对于教师提出的问题,学生根据自身的知识储备对问题进行分析和探究。通过分析提出实验假设,然后根据假设确定实验方案。在设计实验方案的时候要注意以下两个方面的问题。首先,在问题提出之后,教师要组织学生对问题进行分析,明确实验的目标,引导学生针对问题进行假设,然后对需要操作的实验步骤进行讲解,使学生初步掌握具体的实验操作步骤。其次,由于高中化学实验室规模有限,并且教学时间受到限制,因此,在高中阶段的化学探究实验都是以小组的形式出现的,学生单独操作实验的情况不多,所以,需要在实验小组内部进行明确的分工,确定每一个小组成员在实验过程中承担的任务。

(三)开展实验验证假设

实验方案确定好之后,教师应指导学生根据实验步骤和实验分工进行实验。为了保证实验效果,教师应当在实验过程中不断提醒和督促学生做好实验数据记录工作,并且对实验中学生的不当操作进行纠正,保证实验的安全性。另外,为了提高实验效率,强化实验效果,教师应当鼓励学生进行合作学习,发挥集体智慧,促进实验的顺利进行。

(四)实验评价总结

实验结束之后,要根据之前提出的问题,对照提出的假设和实验方案对实验结果进行评价和分析。实验评价的对象包括实验内容和实验过程两个主要方面。在评价过程中,教师要用自身的知识储备对学生在实验中的表现、实验结果进行客观评价,指出学生存在的不足,帮助学生提升实验能力。学生与学生之间的互相评价也十分重要。通过互相评价,学生与学生之间的协作交流更加畅通,并且能够加深学生对实验的记忆,有利于提升实验探究效果。

三、结语

在高中化学教学中开展探究实验教学,既是适应新课程改革的重要做法,也是化学实验教学的重要内容。在实际教学中,教师要根据教学目的和教学内容,提出符合学生实际的问题,引导学生展开假设、验证实验,最后对实验结果进行评价。通过探究实验不断提升实验教学效果,提升高中化学实验教学水平。

参考文献:

[1]宋海清.化学实验在探究式教学中的应用[D].大连:辽宁师范大学,2014.

[2]周文荣.高中化学实验探究教学的实践研究[D].南京:南京师范大学,2011.

篇(6)

关键词:关注未来发展;多维一体化;化学实验设计;探索

化学实验设计是指在实施化学实验前,根据相关实验目的和要求,运用化学知识与技能,按照一定的实验原理对实验仪器、装置、步骤和方法等进行统筹安排与规划。化学实验设计是连接教师教学理念和教学实践的桥梁,也是构成实验课堂教学设计的核心。通过实验设计活动可以重新整合教学内容、改变教学方式、提高教学效率、培养学生实践能力、达成多维教学目标。探索新型化学实验设计,对于学科学性与创造性、调整教师课堂教学行为、深化课堂教学改革、促使课堂教学从“有效”走向“高效”都有重要的实践意义。

一、设计隔裂化:当今高中化学实验设计之形

关注学生未来发展的教学背景下,高中化学教学应重在帮助学生构建化学基本观念、教会科学研究的方法、培养学生的思维能力、养成实事求是的科学态度。那么,化学实验设计应呈现多样化学习方式,以满足学生亲身经历实验探究活动,激发学习兴趣并产生学科情感、掌握基础知识并理解学科的本质、获得化学研究方法并形成综合实践能力。然而,审视当今高中化学教学却发现,多数实验设计将形式、内容、方法彼此隔裂,滞后于课堂教学改革的需求。

(一)实验设计仅以知识为轴心导致实验教学目标单一化

帮助学生形成化学概念、获取理论知识、训练操作技能仅仅是化学实验教学目标的重要组成部分,而不是全部,固守传授知识为中心,就会导致实验设计的内容陈旧单一、设计的操作“照方抓药”、执行设计的过程缺少思维含量,实验教学目标就不能得到全面落实。如“喷泉实验”是高中化学最重要的实验之一,依据传统实验设计,教学活动的程序是:“用美丽喷泉吸引学生引导分析释疑得出‘氨气极易溶入水且氨水显碱性’的知识结论”。从表面上看,这种紧盯兴趣培养与知识落实的实验设计没有什么问题,但仔细斟酌即可发现,这里只是关注了知识与技能、情感与态度的教学目标,没有动手操作机会,也未激起学生深层次思维活动,缺失过程与方法教学目标的落实。若从已学的C02和S02的性质入手,让学生完成图1(a)所示的对比实验,随之探讨出图1(b)实验,经历操作后,优化设计出图1(c)所示的“喷泉”实验,不仅能让学生获得更宽泛的知识,还能将实验操作兴趣转化为探索兴趣,无痕地引诱学生提出假设、设计方案、置身于实验创新活动。

此可见,引导学生参与实验设计过程,能把实验教学从单纯地、简单地传授知识,自然地、潜移默化地引入“感知―深化―内化―拓展―操作―评价”的学习过程,促成多维教学目标的融合。

(二)实验设计仅依课本为内容使致实验探究过程碎片化

高中化学教科书上每一个实验都有现成的实验设计,若照搬教科书的实验内容,实验的探究性、驱动性、趣味性的整体功能就会被撕裂,学生仅能学到零星琐碎的知识,并随时间的推移而遗忘,学生未来发展所需的思维方法与实践能力就难以形成。如浓度对化学平衡的影响,《化学反应原理》(苏教版)中实验设计是依据反应:2CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+H2O, 加入NaOH溶液以减少H+浓度和加入HNO3以增加H+浓度进行对比实验,通过观察溶液颜色变化而得出浓度对化学平衡移动的影响。若完全按课本设计实施,学生不需思考即可完成实验,只能帮助学生记住化学知识。若利用加入NaOH溶液颜色变化疑似被稀释而引起的事实,让学生感到实验信度不够,引起认识冲突,并紧扣变量控制的思想,给予更宽泛的知识信息,鼓励学生提出假设、设计实验方案、置身于创新研究活动之中,使实验探究更有过程系统性,充分展示探索的魅力。

(三)实验设计仅靠操作来支撑却致实验教学过程形式化

实验操作不是万能的,熟练的操作并不等于综合实践能力。实验设计孤立地强调实验操作,舍去实验方案产生的过程,学生知其然而不知其所以然,就不能对其未来发展带来启示。实验设计应让学生有独立的想法,并有所改进有所发现,想一百条路,只要对了有一条,就是了不起。如“配制一定物质的量浓度溶液”所涉及的实验仪器名称、用途、构造、操作方法以及和药品颜色、状态、浓度、性质、存放、取用等知识都需要记忆。于是,许多教师就严格要求学生按图3所示的程序去操作,以实现“做中记”。

这是照本宣科,机械模仿式实验,只能让学生进行无意义记忆,难以激起学生的创造思维活动。高尔基说:“如果学习只在模仿,那么我们就不会有科学,就不会有技术。”这种形式化的实验设计对学生明天的启示作用不会很大。其实可以从容量瓶、量筒等仪器特征入手,制造探究点,让学生去思考仪器制作特征,并规划实验,不仅可以强化知识的记忆,而且还激发学生不断追求卓越的创新意识。

(四)实验设计仅凭结果论成败引致实验教学方法格式化

通过化学实验得出相关结论是必要的,但仅为结论而设计实验就会衍生“实验操作观察现象知识结论”格式化的教学方法。化学实验能为学生展示鲜活事实,不仅能让学生看到“是什么?”还能激发学生去探究“为什么?”况且化学实验过程往往也会产生新生变量,致使实验现象出现诸多变数,当真实的实验现象与预期结果不一致时,这种格式化教学方法或回避或自圆其说,失去了学生探索化学规律的契机。如Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的鉴别,向Na2CO3溶液与NaHCO3溶液中分别滴入CaCl2溶液,却发现均产生了白色沉淀。多见教师用“药品含杂质实验失败”加以修饰后就不了了之,却没有引导学生从溶液中各离子的行为着手去深入探究,浪费了非预设生成的教学资源。若设置问题:①CaCl2溶液为什么既能与Na2CO3溶液反应,又能与NaHCO3溶液反应?②用MgCl2溶液替换CaCl2溶液是否可行呢?③若用盐酸分别与NaHCO3和NaHCO3溶液反应鉴别可行吗?应注意哪些事项?那将会激起更多波澜,也显得教学方法灵活多变。

(五)实验设计仅把兴趣作落点招致实验教学效果空泛化

化学实验是激发学生学习兴趣最活跃、最现实的因素,没有不喜欢做化学实验的学生,也没有学生不喜欢做的化学实验,只要能给学生带来适宜感官刺激的实验,都能带来愉悦的学习心情。但没有必要一味地强调利用实验激发兴趣,化学实验本身就能让学生积累直观感性经验,获取直观兴趣。如高中化学涉及到的Na2O2性质实验,许多教师用镊子夹上沾有Na2O2的棉花团,伸入Na2C03与HCl反应的小烧杯口处,发现C02与水不但不能灭火,反而使棉花燃烧起来。就此吸引学生,激发兴趣,分析释疑,得出“Na2O2与C02和水反应生成02”的结论。看似成功之举,可仔细斟酌就会发现这里有许多疑点,难道棉花自发燃烧就一定有02生成吗?显然,这是把知识看成了定论,把学习看成是知识从外到内输入的过程,缺少实验创新设计及实验研究,仅仅让学生获得了Na2O2性质的知识,实验被置于辅助地位,充当了服务性角色,教学过程也表现为空泛化,低估了学生的认知能力及学习过程的能动作用,忽略了化学实验诱导学生发挥想象力的功能。

二、 理念静态化:割裂高中化学实验设计之因

化学实验设计具有动态发展性,只有走在实验教学发展之前的设计才能引领实验教学的创新,但如如何把握实验设计发展的方向?怎样让实验设计贴近真实的教学追求?对高中化学教师的经验与智慧都是挑战。这也是导致实验设计滞后于教学需求的根本原因。

(一)受制于化学课本实验的诱导作用

编写教科书必须依据课程标准,反映课程的基本理念,教科书中的实验设计具有普适性、基础性、权威性,为教师提供了示范和启示,也必然对教师的实验设计产生诱导作用。但教科书存在相对静止性,也不一定完全适应特定的学生,如果不从“教教材”转向“用教材教”,就会把教科书看成唯一的信息来源,必会遮挡视野,就不可能产生优秀的实验设计。

(二)缺乏对实验教学功能的动态理解

化学实验教学功能又是动态的,随着教学改革的深化而逐步升级,过去人们重点关注了化学实验教学激发“感知兴趣、操作兴趣”的功能,而在未来发展视域下,更关注激发“探究兴趣、创造兴趣”的教学功能。高中化学实验设计只有为学生制造手脑并用的机会,让感知与思维相结合,理论和实践相结合,才能促使化学实验教学激发学习热情、提高学习能力、萌发创新意识、培养勇于实践精神、形成未来发展所必备的独立工作和独立思考综合实践能力。可是,当今高中化学教师能够全面认识者较少,能够综合考虑各个因素精心实际实验者更少。

(三)没做到实验探究环节的科学组合

实验探究是实施新课程课堂教学改革的重点,也是亮点。探究性实验以其探索性、发现性和创造性对促进学生未来发展起到直接地启迪作用。实验探究应包括“提出问题猜想和假设制定计划进行实验收集证据解释与结论反思与评价表达与交流”等基本环节,具有全程性。可很多教师片面地固守“实验乃知识之源”、“实验是获取知识的重要手段”、“实验可以激发学生学习兴趣”等教学观念,实验设计只青睐于探究形式,却在关键环节上“虚晃一枪”,导致学生在课堂上热热闹闹而没有感悟,实验做过而大脑还是空空荡荡而没有思维。思维是核心,是学生未来发展的基础。而对猜想、假设、筛选等环节科学组合起来,是培养思维活动的最有效的载体,实验设计不能将这些重要环节有效落实,就难以激起思维活动,也不会碰擦出创造的火花。

三、多维一体化:优化高中化学实验设计之路

所谓“多维一体化”是指以关注学生未来发展为目标, 优化重组化学实验教学资源,改变实验呈现方式或实验活动程序,促成高中化学多重实验教学功能融合为一体的实验设计。执行“多维一体化”实验设计,不仅让实验教学成为弄清化学知识本源、激发学生学习兴趣、帮助学生构建化学观念的载体,而且成为体验化学研究过程及科学探究方法载体,还成为培养思维能力及综合实践能力的载体。

(一)巧用课本完善实验设计促成多维目标融合

首先,对课本中过于简单的实验设计进行重组,以延伸实验教学曲度,将深层次问题暴露给学生,激起思维砥砺,实现立体式学习目标。如“温度对化学平衡影响”的实验设计,教科书中(苏教版)依托反应:

粉红色蓝色

通过对比实验,让学生观察改变温度时溶液颜色变化,进而探讨温度对化学平衡的影响。而人教版与鲁科版延续了过去全国统一“高级中学化学课本”的设计思路,如图3所示。

可见,前者设计过于简单,后者设计没有考虑到温度升高烧瓶内气体的压强增大,引起多个变量,不严密。引导学生从设计不合理之处着手,提出改进方案,逐步筛选与评价得出合理实验设计,将能有效地带领学生完成一个完整的探究活动过程。

其次,正确对待课本上有缺陷的实验设计,从某种意义上讲,没有完美无缺的实验设计,正因为存有缺陷,才使化学实验教学变得更富有挑战性,才能找到培养学生创新思维的时机。抓住实验设计缺陷,引导学生合理改进可延伸探究的空间。如探究不同催化剂对H2O2分解反应具有不同催化作用的实验,最早版课本设计为图4(甲)所示实验装置,后来版本中考虑到注射器有阻力,会造成实验误差,演进为图4(乙)所示的实验设计装置。

其实,图4(乙)所示实验装置仍然存在诸多问题,教师可以引导学生从新生变量角度去分析,即发现两个装置均未考虑到分液漏斗放下的H2O2溶液体积对产生O2体积的影响,会造成较大的误差。进一步引导学生讨论,最终进化为图5所示实验设计。

实践表明,课堂中引导学生对教材实验设计进行改进,最易激活思维,会使教学活动成了智力体操、成为理解掌握知识的试金石、成为帮助学生释放强烈求知欲望和创造激情的工具。对课本中实验进行重组、延伸、改进、优化,扩展了实验活动的空间,制造了手脑并用的机会,获取了知识、学会了方法、增加了乐趣,最大限度地融合了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的三维教学目标。

(二)对比思维植于实验设计坐实探究活动过程

对比思维是既能关注事物共性,又能考虑事物个性的思维过程,具有挑战性和思想博弈的,是达成多维学习目标的自然过程。运用对比思维帮助学生建立新旧知识之间的联系,促进知识迁移,实现信息融合,进而丰富学习过程、优化认知结构、推进实验设计创新。如“盐类水解”课本实验设计是测定NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3等盐溶液的pH值,再让学生找出规律,得出结论,这样的实验设计还是以知识为中心的一维设计,并未实现多维学习目标的融合。若改用“钠与同浓度FeCl3、CuCl2溶液及水反应进行对比”,诱导学生产生对比思维,即可诱发学生质疑:都是与水反应,为什么剧烈程度不同呢? FeCl3溶液与CuCl2溶液的浓度相同,为何FeCl3溶液反应更加剧烈呢?等问题,教师顺势引导学生剖析实验现象,即可深刻理解盐类水解知识,得出盐类水解规律。

可见,通过直观清晰的对比,学生自然会在实验活动过程中透过现象想本质,获取了化学知识,增强了探究力度,掌握了研究方法。

(三) 简单装置引发实验设计有效整合教学资源

化学仪器的种类屈指可数,但这些仪器按不同的方式组合起来,可使化学实验教学变得丰富多彩。象图6所示的装置,借用奥斯本检核表法给学生以强制性思考,看能否颠倒?能否他用?能否替换?能否改变?能否借用?能否组合?等等。从一个简单装置入手,开发多种装置实现一物多用,可以发展学生的求异思维,在求异思维活动过程中整合教学资源。如图7所示,习惯上被看成是两类防倒吸装置,在实验设计过程中,可引领学生共同探讨出许多重要用途,且稍加该变,两类装置还可以互通,如图8所示。

显然,从一个简单装置出发,可让学生身临变换过程,提出多种合理、不合理或部分合理的设想,并发散联想,就会激励学生将相近的、相似的、相反的化学知识联系起来,加以对比,实现教学资源自动整合。这就让化学实验成为巩固知识载体,成为领悟过程与方法的载体。

(四)磁性问题渗透实验设计提升主体参与效度

问题是课堂教学的灵魂,是引起认知矛盾冲突前提,学生有了认知矛盾冲突就会产生学习内驱力,就会积极主动的思考。在实验设计过程中,不失时机地设置一些磁性问题吸引学生去思考,激起学生纵横联系化学知识,可帮助学生将理论知识转化为实践能力。如将SO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象?是学生易错点,也是需要设计化学实验得以证实,若仅就单一问题设计实验进行操作,显得平淡,不会引起学生认知矛盾,若配置磁性问题设计实验:

①将CO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象?请设计实验实证。

当学生经历“猜想实验分析得出结论”后,教师就提出问题②:

②将SO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象?

按常理分析,上述两种情况类似,两者应该都不能发生反应,可无论是教师实验还是学生在每次实验中均能发现有沉淀产生,这种意外实验现象,最易引起认知冲突。教师抓住契机,提出问题③:

③将SO2气体通入BaCl2溶液为什么会生成沉淀呢?沉淀物是什么?请设计实验找到原因。

引导学生从“+4价硫的还原性”出发,提出假设,设计实验,合理地用化学知识去解决,并发现此沉淀为BaS04。

由此可见,将磁性问题渗透在实验设计活动中,能帮助学生明确实验探究的内容和方向,为制定探究计划、设计实验方案奠定了基础,充分发挥主体参与的作用。

(五)预设生成创新实验设计促进学生心行相溶

在化学实验教学中往往会遇到异常实验现象,捕捉这些见怪不怪的现象,引导学生从不同的角度去揭示内涵,改进或优化实验设计,自然会增加实验设计的思维含量,延长实验活动刺激的时间,促进化学实验活动与学习情感的融合。

如“乙醛与氢氧化铜反应和银镜反应”两个实验,可能会出现前者看不到有红色沉淀生成,后者是黑色沉淀也看不到银镜出现。预设实验现象与课本上不一致时,应引导学生质疑:为什么与课本上不同?导致原因是什么? 引学生入愤悱状态,就会产生种种假设:

①可能由于实验中温度过高,导致Cu(OH)2分解产生了黑色的氧化铜沉淀。

②课本要求强碱NaOH溶液应过量,现在不出现红色沉淀可能是由于强碱不足。

③按操作要求使用2%CuSO4溶液很稀,且用量才几滴,很显然是控制生成氢氧化铜的沉淀量。若是硫酸铜溶液用量多,生成氢氧化铜的量自然多,在加热时,氢氧化铜部分分解而出现黑色沉淀。

④l0%NaOH溶液要用到2 ml左右,跟2%CuSO4 溶液用量相比,碱液明显要过量,说明Cu(OH)2对醛基的氧化性,必须是在碱性介质中才能发生。所以配置氢氧化铜悬浊液时,NaOH溶液要过量,才有红色的氧化亚铜生成。

⑤在实验操作中,乙醛的用量为0.5 ml。若用量多了,产生的氧化亚铜再被乙醛还原,生成的铜附在试管内壁而形成铜镜。如果乙醛的用量太少了,在反应中则生成黄色的氢氧化亚铜沉淀了

可见,通过对实验活动过程的非预设现象的分析、探究,更能唤起了学生的强烈的求知欲,进而培养了学生的学习兴趣,激发了学习动机,将“苦学”变为“好学”、“乐学”,学生会有更多的思维活动,视野也会更加开阔。

总之,将化学实验的激趣功能、认知功能、方法功能、能力功能、人文功能等融合在同一探究过程之中,把知、情、意、行统一在不可拆分的课堂教学活动之中是实验设计的追求。

参考文献:

[1]王先锋.例谈高中化学实验从“幕后”推向“台前”的教学策略[J].化学教学,2013,(10)

[2]王祖浩.高中选修模块教材《化学反应原理》[M].江苏教育出版社,2009.第2版

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Abstract: Basing on the shortcomings of the past chemistry experiment and from the angle of cultivating of creative professionals, the paper explores our school's optimization of chemistry experiment teaching.

关键词:化学实验的优化;创新性;创新型人才

Key words: the optimization of chemical experiment; creative-type; creative professional

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)03-0214-01

1课题的提出

我院少数民族学生多数来自少数民族地区,由于当地学校实验条件有限,化学实验课多数只能理论讲解,学生实验的机会很少。而现在职业学院传统的实验教学过程中,实验教学存在的问题主要有:教学基本上处于一种封闭的状态,多年不变的教学体系和内容与前沿科学新理论新技术严重脱节,学生独立思考内容少,动手机会少,不能自主学习。不利于个性发展和创新能力的培养。为了发挥实验教学和实验室在素质教育和创新能力培养的独特地位,适应少数民族区域经济发展对少数民族高素质创新型人才的需求,民族职业学院必须建立一种适合当代科技发展,有利于培养具有扎实基础知识和创新能力的高素质人才的实验教学新体系,教学内容应反映当代教育思想和高科技成果,改变单一的教学方法和手段,实验教学应由封闭向开放型转变。实验教学从内容和方法进行优化,从传统的验证式实验教学改为探究式,让学生自己设计实验,有助于激活学生的灵感,培养具有创新能力的高素质人才。

2对优化化学实验培养创新人才教学的思考和探索

2.1 转变传统的实验教学理念创新教育需要创造性的教与学,化学教师的教学理念直接影响着教学的效果。因此转变教学理念是优化化学实验教学的前提。创新型的老师才能培养出创新型的学生。实际教育教学工作中,为了培养学生独立思考和独立工作的能力,就需要教师提高实验教学能力,就是提高对教材中实验的驾驭能力。化学教师要不断学习和研究教材,并充分利用图书、报刊、计算机网络等方式获取更多的新信息、新知识,开拓自己的视野。有时还要求师生集体备课,发挥集体的智慧。树立“以人为本”的教育观,建立民主平等的师生关系。为搞活实验教学,用好新教材,提供新思路、新方法、新手段,即能结合教材和学生特点创设适宜的实验教学情景,创造性的设计和组织,去培养学生的创新思维和创新能力。转变传统教育观念中阻碍学生创新思维发展的观点,鼓励创新学习,发挥学生的主体作用,尊重学生的个性;鼓励大胆质疑,不仅使学生最大限度地获得化学基础知识和基本技能,沟通了知识间的联系,更重要的是培养了学生的创新思维能力。激发起学生进一步学习的兴趣和欲望。实验过程中教师通过语言,准确的实验操作,指导学生观察、思考、讨论,实验结束后能引导学生分析实验现象、总结实验的得失,得出恰当的结论。同时,应该对新增加的实验操作方法进行研究,探索实验成败的关键。培养学生探索精神和不怕挫折、敢于创新等良好的思维品质,才能充分发挥出化学实验对培养创新精神的独特的教育功能。

2.2 优化处理实验内容,加强创新教学力度在新课改的教学理念指导下,变演示实验为并进实验,更应充分挖掘教材实验中的探索性实验或更多地将验证性实验改为探索性实验。因为探究性实验能够使学生在化学实验的基础上,通过科学的分析、综合等思维过程来获得知识,在实验教学中,教师精心地设计问题情境,会把学生置于发现者的位置,这一过程要求学生有较多的思考和讨论。让学生随着问题的层层深入而激活思维。使他们处于一种主动探究知识的状态,适度拓展实验内容,完善认识结构,培养思维的深刻性,努力做到实验让学生做,可使学生喜欢在未知的情景中探索,寻求发现新途径、新关系、新知识,并运用知识解决问题。对培养学生的创造能力非常有利。化学规律的表现形式是多层次、多侧面的。但教材提供的往往是单层次、单侧面的实验内容,从创新教育的角度来看,就有必要进行适当的拓展和补充,把简单实验设计成综合实验、系列实验的方法。如在复习不饱和链烃的性质时,将乙炔的制备、乙炔的性质组成系列实验。将单个实验整合成一个综合实验使学生对原有的知识进行重组,使知识融会贯通,培养了学生的创新思维、引发学生的创新意识。

2.3 设计性实验、开放式性实验、探究性实验,培养创新能力设计性实验是有意识地培养学生的独立思维能力,创新性能力和综合运用知识能力。对设计性实验的教学,课题选定之后,教师主要引导学生根据设计性实验内容、要求、应解决的问题,去查阅文献资料,复习有关化学知识,学生必须把过去所建立的认知结构和信息进行分析、综合、比较,思考实验原理方法和步骤,拟订实验所需药品,仪器,探讨实验时所产生的现象和容易发生的失误以及安全等应注意的问题,最后独立设计实验方案,然后让同学们互相介绍自己的设计思路和实验方法,共同进行可行性讨论,这样实验室由封闭式转为开放式。在实验过程中教师,既要加强实验操作过程的指导,又要放手让学生去独立实验,细心观察,认真思考,独立分析和解决实验中所出现的问题。大家在手脑并用的活动中迸发出了创造的火花。这不仅可使学生掌握基本操作技能,提高动手能力,而且由验证式实验改为探究式,使学生的创新意识、创新能力、科学素质及实践能力得到进一步加强。设计性实验是解决和培养学生综合能力和创新能力的重要途径。

2.4 理论联系实际,培养学生创新能力在教学过程中构建化学活动课,让学生参与更多的社会实践,组织学生阅读扩大学生视野,让学生主动关心环境的变化、科技的进步,关注与化学相关的社会热点、焦点问题,进行开放式学习,调动学生自己去看书、查资料,甚至写论文,调查本地汽车尾气污染情况,对化工厂对附近农田、水质、空气污染情况,进行问分析原因,提出对策,将有助于加深学生对化学知识的理解,开拓视野,开阔思路,培养学生的创新能力。

总之,在创新型化学人才培养过程中,实验教学起着其它教学环节不可替代的作用。它对营造良好的创新文化环境,激发学生学习化学的兴趣,培养学生优良的创新品质、创新意识、创新能力以及创造性思维,有着独特的功能。重视、优化化学实验,扎实抓好实验教学,是培养创新型化学人才的有效途径。

参考文献: