高中化学课堂演示实验教学模式的探究
高中化学课堂演示实验教学模式的探究
上海市闵行第三中学 孙晔
摘要：化学是一门以实验为基础的自然科学. 化学课堂演示实验能帮助学生正确认识物质及其变化规律, 是培养学生规范的操作的主要方法, 是激发学生兴趣和求知欲的重要手段, 是发展学生能力, 培养学生创新思维, 掌握化学思想的重要环节. 我们把探索化学课堂演示实验教学模式作为二期课改的突破口, 设计成发现问题—探究问题—解决问题的创造型模式. 通过设置探索问题的情景, 提倡质疑, 鼓励创新. 让学生充分体验探究的乐趣, 激发对未知世界的求知欲. 发展学生的合作能力, 自学能力, 观察能力, 思维能力, 实践能力和创造能力. 使学生能够灵活运用化学原理和实验手段解决问题, 学会科学研究的基本方法, 以提高学生的科学素养. 适应学生终身发展的需要.
关键词：化学教学 演示实验 教学模式
一, 探究化学课堂演示实验教学模式的必要性
1, 二期课改的要求
化学新课程理念是以提高学生的科学素养为主旨. 着眼于学生的终身发展. 更加突出学生在教学中的主体地位; 注重学生学的过程和获取知识的途径; 更注重思维过程和科学方法, 以及由此而形成的情感, 态度, 价值观. 新课程要求教师不仅是新课程的实施者, 教育教学的研究者, 更是新课程的开发者和建设者, 是学生学习的促进者, 指导者, 合作者. 从学生的实际和社会发展需要出发, 我们把探究化学课堂演示实验教学模式作为二期课改的突破口. 2, 学生发展的要求
学生来自全市不同学校, 实验水平, 操作能力参差不齐. 我们从高一新生问卷调查中反馈出, 学生喜欢多做课堂演示实验的化学教师, 学生希望能多参与课堂演示实验. 我们在课堂演示实验教学中让学生自主地参与知识获得的过程, 使教师了解每名学生情况, 学生间互相学习, 补齐学生的实验基础知识; 掌握大纲规定的仪器的使用和实验操作技能, 并加强基本操作训练; 掌握科学研究所具备的科学方法, 探究性地获得化学知识, 并逐步形成探究能力和科学态度. 探究化学课堂演示实验教学模式是提高化学教学质量的关键.
二, 探究化学课堂演示实验教学模式的原则
1, 有利于提高教育教学质量和课堂教学的效果.
2, 有利于强化化学实验基本操作的训练.
3, 有利于提高学生的自我保护能力, 合作能力, 自学能力, 观察能力, 思维能力, 表达能力, 实践能力和创造能力.
4, 加强化学实验的趣味化, 生活化, 清洁化和安全性.
5, 实物演示与多媒体展示相结合. 拓展学生的思维空间, 充分利用现代教学手段和丰富的网络资源.
6, 活动小组开展科技活动. 培养化学特长生, 拓展学习空间, 发展学生的科研能力, 浓化学学习氛围.
三, 探究化学课堂演示实验教学模式
教学有法, 但无定法, 要想教好, 贵在得法. 为把培养学生的创新精神和实践能力作为素质教育的重点. 我们把课堂演示实验教学过程设计成发现问题——探究问题——解决问题的创造
型模式. 通过设置探索性问题的情景, 提倡质疑, 引导学生善于在学习和生活中发现问题, 激发对未知世界的好奇心和求知欲, 培养学生的创新意识. 鼓励学生积极参与思考, 一步步把问题引向深入, 使学生能够灵活运用化学原理和实验手段, 学会科学研究的基本方法, 让学生充分体验探究的乐趣. 发展学生的观察能力, 思维能力, 自学能力, 合作能力, 实践能力和创造能力. 重视培养学生收集信息的能力, 获取新知识的能力, 分析问题和解决问题的能力. 1, 发现问题
爱因斯坦说过, 他没有特别的天赋, 只有强烈的好奇心. 在人类认识史上, 正是个别人从事物或某种现象中发现问题, 才做出重大的发明创造. 敢于提问, 善于提问的" 问题意识" 是科学素养的前提. 教师的任务就是创设一定的情景, 促使学生提出问题.
引导学生善于从课本实验发现的问题. 高中阶段有演示实验117个, 高一化学演示实验有43个, 高二化学演示实验有33个, 高三化学演示实验有23个. 学生分组实验, 选做实验和家庭小实验54个. 我们深挖其内涵, 调整了演示实验教学过程的顺序, 将验证性实验改为探索性实验, 促进学生积极探究问题, 优化教学过程.
挖掘化学实验中产生有毒气体的处理问题, 设计试验课堂演示实验. 可以采取封闭体系进行, 防止有毒气体泄漏污染空气, 对实验中产生的有毒气体进行吸收, 以及实验后残留的药品回收利用. 例如, 一氧化碳, 氯气, 二氧化硫, 硫化氢, 二氧化氮等有害气的处理等等.
指导学生在学习和练习中发现的问题. 增加中学教材, 练习题和历届高考试题中的典型化学实验题, 设计为课堂演示实验. 变应试教育为素质教育. 培养探究思维的严密性与科学态度. 在我们的生活中各种与化学有关的问题随处可见. 如彩色焰火, 新买的铝锅, 烧过自来水后有黑色斑点等, 这些奇妙的现象激起学生的好奇心; 自制冰袋, 肥皂, 酒酿等, 能促使学生主动学习知识点.
结合化学发展的成就和重大化学事故的原因, 危害及处理问题, 设计为课堂演示实验. 如
2005年京沪高速公路氯气泄露,2004年重庆开县井喷, 煤矿瓦斯爆炸, 1997年重庆地区的酸雨事件,1995年上海光化学烟雾等问题. 提高学生处理突发事件的能力.
2, 探究问题,
教师引导学生围绕实验原理, 装置原理, 操作原理进行探究. 在化学实验教学过程中, 鼓励学生积极参与, 启迪学生思考, 和学生一起讨论实验中的问题, 引导学生自己去发现, 辨析, 理解, 创新. 一步步把问题引向深入, 使学生始终处于" 思考—观察—探索" 的状态. 使学生为顺利做好实验做好充分的知识准备, 学会独立完成实验设计. 培养学生良好的实验习惯和态度. 3, 解决问题
教师引导学生围绕化学实验的六要素解决问题. 即:(1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验设计;(4)实验药品, 仪器, 装置;(5)实验操作及操作规程;(6)实验结果的处理. 指导学生自己去观察, 思考, 分析, 归纳, 验证, 保证每个学生都有广泛, 平等地参与课堂演示的机会, 鼓励学生上讲台做演示实验, 让学生动手操作. 在演示实验中教师首先要让学生明确目的, 紧扣内容, 操作规范, 步骤正确; 药品取用, 试剂滴加, 仪器放置合理得当; 要求学生回答问题要条理清楚, 层次分明, 论据充足, 重点突出, 语言简练, 书写工整, 要学会正确使用化学用语, 正确绘制较复杂的实验装置图. 充分发挥演示实验操作示范作用. 养成良好实验习惯
在创造型模式课堂演示实验教学过程中(发现问题——探究问题——解决问题), 大量的实验现象在学生的右脑里积累, 能促进学生形象思维能力的发展; 积极主动地对化学实验现象本质进行探索, 能促使学生左脑抽象思维能力的提高. 这种左右脑协调发展, 创新思维能力得到提高.
四, 探究化学课堂演示实验教学模式的实践
化学家的" 元素组成" 应当是C4H4. 即:Clear Head(清醒的头脑)+Clear Hand(灵巧的双手)+ Clear Habit(清洁的习惯)+Curious Heart(好奇的精神). 在应用化学课堂演示实验教学模式
教学实践中, 我们十分注意培养学生的科学素养, 如:教科书在介绍Na2O2与水的反应, 对这个反应的原理很多学生发现问题, 实验现象也不能给予正确的解释, 我们组织化学活动小组同学查阅了有关资料并做了一些实验加以研究, 在第二课时由他们向同学们汇报: 探究反应的原理
Na2O2溶于水电离出Na+ 和O22-,O22-与H2O 电离出的H+结合生成H2O2,H2O2分解放出O2, 即:
Na2O2+2H2O→H2O2+2NaOH① 2H2O2 →2H2O+O2↑ ②
合并①和②即得: 2Na2O2+2H2O → 4NaOH+O2↑ ③
验证Na2O2与H2O 反应的原理
Na2O2与H2O 反应的演示实验只用带火星的木条检验了氧气的生成, 并没有检验NaOH 的生成, 教师为验证NaOH 的生成, 往往向反应后的溶液中加入酚酞, 从溶液颜色变化验证NaOH 的生成, 但结果往往是溶液变成红色后马上又褪色了, 这是什么原因呢 有的教师就解释为Na2O2具有漂白性, 使溶液褪色了, 事实真是如此吗 我们做了一下一组实验来研究这个问题.
实验1 向试管中加入一定量Na2O2粉末, 再加入少量水, 直到Na2O2固体完全反应为止, 再加入酚酞, 溶液变红色依然褪色.
这个实验证明并非是Na2O2漂白作用使之褪色的, 那么是什么原因呢 依据上述反应原理, 该反应的中间产物是H2O2,H2O2具有漂白性, 是不是H2O2, 使红色褪去呢
实验2 取少量NaOH 溶液于试管中, 加入酚酞溶液变红, 再加入少量30%H2O2水溶液, 红色立即褪去. 该实验说明H2O2的确能漂白碱性溶液中变红色的酚酞, 也就是说Na2O2与水反应生成的H2O2并未完全分解成H2O 和O2, 而是仍有一部分在溶液中, 因而该溶液就有了漂白性. 为了证实这个结论, 我又做了下面的实验.
实验3 取少量Na2O2加入到试管中, 加水到Na2O2反应完全, 并且无气泡产生为止, 再加热该试管, 发现仍有大量气泡产生, 经检验是氧气, 充分加热后, 冷却, 再向试管中加入酚酞, 溶液变红并且不褪色.
经上述实验证明Na2O2与H2O 反应后, 加入酚酞变红色后褪色的根本原因是溶液中未分解的H2O2造成的.
演示实验本身有新奇, 直观, 变化多端, 丰富多彩的特点. 但许多学生往往处于消极被动或看热闹的地位, 常呈现一种无序的兴奋状态. 因此在演示实验时首先要让学生明确目的, 紧扣内容, 强化规范. 教师在规范操作技能和展示化学变化的过程中, 应注意引导学生明确为什么要做, 观察的重点是什么 如何做 哪些方面可以改进 促使学生通过演示实验不断锻炼提高自我观察, 自我思考, 自我获得进步的知识与技能, 并不断掌握科学的观念, 方法及实验创新的原则, 技巧等方面的能力. 强化规范, 注重过程和方法. 个别课堂演示实验失败或出现异常, 令教师尴尬. 此时, 若由学生做课堂演示实验, 教师就可以主动引导学生再次:发现问题——探究问题——解决问题, 往往收到更好的教学效果.
五, 探究化学课堂演示实验教学模式的效果
在实施教学的过程中极大的调动了学生学习化学的积极性, 学习的效果有了很大的改变. 在平行班中进行试验, 结果试验班与对照班相比, 学生观察能力, 动手能力, 自学能力, 思维能力, 及分析解决问题的能力均强于对照班. 在区联考中, 试验班化学平均分, 优秀率, 及格率均明显优于对照班. 实践证明效果较好.
以上是我在探究高中化学课堂演示实验教学模式(发现问题——探究问题——解决问题) 的几点做法, 通过营造" 合作互助, 思维活跃, 信息畅通" 的最佳意境, 使学生不断培养出" 思考—观察—探索" 的良好学习习惯, 从而让化学教学过程成为再现式思维和创造性思维有机结合的典范.
【摘要】 化学是一门以实验为基础的自然科学。化学课堂演示实验能帮助学生正确认识物质及其变化规律, 是培养学生规范的操作的主要方法, 是激发学生兴趣和求知欲的重要手段, 是发展学生能力、培养学生创新思维、掌握化学思想的重要环节。在化学课堂演示实验教学中, 构建探究模式, 让学生充分体验探究的乐趣, 能激发对未知世界的求知欲。发展学生的合作能力、自学能力、观察能力、思维能力、实践能力和创造能力。使学生能够灵活运用化学原理和实验手段解决问题, 学会科学研究的基本方法。
【关键词】 探究式; 化学教学; 演示实验; 教学模式
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1001-4128(2010)09-0037-01
从学生的实际和社会发展需要出发, 构建探究式化学课堂演示实验教学模式是提高化学教学质量的关键。我们把探究式课堂演示实验教学过程设计成发现问题──探究问题──解决问题的创造型模式。 1 发现问题
引导学生善于从课本实验发现的问题。高中阶段有演示实验117个, 高一化学演示实验有43个, 高二化学演示实验有33个, 高三化学演示实验有23个。学生分组实验、选做实验和家庭小实验54个。我们深挖其内涵, 调整了演示实验教学过程的顺序, 将验证性实验改为探索性实验, 促进学生积极探究问题, 优化教学过程。
挖掘化学实验中产生有毒气体的处理问题, 设计试验课堂演示实验。可以采取封闭体系进行, 防止有毒气体泄漏污染空气, 对实验中产生的有毒气体进行吸收, 以及实验后残留的药品回收利用。例如, 一氧化碳、氯气、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮等有害气的处理等等。
指导学生在学习和练习中发现的问题。增加中学教材、练习题和历届高考试题中的典型化学实验题, 设计为课堂演示实验。变应试教育为素质教育。培养探究思维的严密性与科学态度。
在我们的生活中各种与化学有关的问题随处可见。如彩色焰火、新买的铝锅, 烧过自来水后有黑色斑点等, 这些奇妙的现象激起学生的好奇心; 自制冰袋、肥皂、酒酿等, 能促使学生主动学习知识点。 2 探究问题
教师引导学生围绕实验原理、装置原理、操作原理进行探究。在化学实验教学过程中, 鼓励学生积极参与, 启迪学生思考, 和学生一起讨论实验中的问题, 引导学生自己去发现、辨析、理解、创新。一步步把问题引向深入, 使学生始终处于“思考-观察-探索”的状态。使学生为顺利做好实验做好充分的知识准备, 学会独立完成实验设计。培养学生良好的实验习惯和态度。
3 解决问题
教师引导学生围绕化学实验的六要素解决问题。即:①实验目的; ②实验原理; ③实验设计; ④实验药品、仪器、装置; ⑤实验操作及操作规程; ⑤实验结果的处理。指导学生自己去观察、思考、分析、归纳、验证, 保证每个学生都有广泛、平等地参与课堂演示的机会, 鼓励学生上讲台做演示实验, 让学生动手操作。在演示实验中教师首先要让学生明确目的、紧扣内容、操作规范、步骤正确; 药品取用、试剂滴加、仪器放置合理得当; 要求学生回答问题要条理清楚, 层次分明, 论据充足, 重点突出, 语言简练, 书写工整, 要学会正确使用化学用语, 正确绘制较复杂的实验装置图。充分发挥演示实验操作示范作用。养成良好实验习惯 在创造型模式课堂演示实验教学过程中(发现问题──探究问题──解决问题), 大量的实验现象在学生的右脑里积累, 能促进学生形象思维能力的发展; 积极主动地对化学实验现象本质进行探索, 能促使学生左脑抽象思维能力的提高。这种左右脑协调发展, 创新思维能力得到提高。
4 探究化学课堂演示实验教学模式的实践
化学家的“元素组成”应当是C �4H �4。即:ClearHead(清醒的头脑)+ClearHand(灵巧的双手)+ Clear Habit(清洁的习惯)+Curious Heart(好奇的精神) 。在应用化学课堂演示实验教学模式教学实践中, 我们十分注意培养学生的科学素养, 如:教科书在介绍Na �2O �2与水的反应, 对这个反应的原理很多学生发现问题, 实验现象也不能给予正确的解释, 我们组织化学活动小组同学查阅了有关资料并做了一些实验加以研究, 在第二课时由他们向同学们汇报:
探究反应的原理
Na �2O �2溶于水电离出Na �+和O �2��2-�,O �2��2-�与H �2O 电离出的H+结合生成
H �2O �2,H �2O �2分解放出O �2, 即:
Na �2O �2+2H�2O →H �2O �2+2NaOH①2 H�2O �2→2H �2O + O2↑ ②
合并①和②即得: 2 Na�2O �2+2H�2O → 4NaOH+ O�2↑③
验证Na �2O �2与H �2O 反应的原理
Na �2O �2与H �2O 反应的演示实验只用带火星的木条检验了氧气的生成, 并没有检验NaOH 的生成, 教师为验证NaOH 的生成, 往往向反应后的溶液中加入酚酞, 从溶液颜色变化验证NaOH 的生成, 但结果往往是溶液变成红色后马上又褪色了, 这是什么原因呢? 有的教师就解释为Na �2O �2具有漂白性, 使溶液褪色了, 事实真是如此吗? 我们做了一下一组实验来研究这个问题。
实验1向试管中加入一定量Na �2O �2粉末, 再加入少量水, 直到Na �2O �2固体完全反应为止, 再加入酚酞, 溶液变红色依然褪色。
这个实验证明并非是Na �2O �2漂白作用使之褪色的, 那么是什么原因呢? 依据上述反应原理, 该反应的中间产物是H �2O �2,H �2O �2具有漂白性, 是不是H �2O �2, 使红色褪去呢?
实验2取少量NaOH 溶液于试管中, 加入酚酞溶液变红, 再加入少量30% H �2O �2水溶液, 红色立即褪去。该实验说明H �2O �2的确能漂白碱性溶液中变红色的酚酞, 也就是说Na �2O �2与水反应生成的H �2O �2并未完全分解成H �2O + O�2, 而是仍有一部分在溶液中, 因而该溶液就有了漂白性。为了证实这个结论, 我又做了下面的实验。
实验3取少量Na �2O �2加入到试管中, 加水到Na �2O �2反应完全, 并且无气泡产生为止, 再加热该试管, 发现仍有大量气泡产生, 经检验是氧气, 充分加热后, 冷却, 再向试管中加入酚酞, 溶液变红并且不褪色。 经上述实验证明Na �2O �2与H �2O 反应后, 加入酚酞变红色后褪色的根本原因是溶液中未分解的H �2O �2造成的。
演示实验本身有新奇、直观、变化多端、丰富多彩的特点。但许多学生往往处于消极被动或看热闹的地位, 常呈现一种无序的兴奋状态。因此在演示实验时首先要让学生明确目的、紧扣内容、强化规范。教师在规范操作技能和展示化学变化的过程中, 应注意引导学生明确为什么要做、观察的重点是什么? 如何做? 哪些方面可以改进? 个别课堂演示实验失败或出现异常, 令教师尴尬。此时, 若由学生做课堂演示实验, 教师就可以主动引导学生再次:发现问题──探究问题──解决问题, 往往收到更好的教学效果。