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进入初三年级,我们会接触一门新的学科即化学,它是以实验为基础,研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。在学习化学知识中,许多知识如化学概念、基本原理、元素化合物性质等,都是通过化学实验而获得的。因此,在化学学习中必须学会对实验进行正确的观察,并在观察的基础上根据实验现象得出结论,从而掌握化学知识。同时学习化学还要和我们的实际生活联系在一起,因为很多化学物质就是我们生活中所接触到的。比如在初三化学中将学到的氧气与水等物质都是人们日常生活中所离不开的,所以在学到这些内容的时候都要实际联系起来,这样就有利于化学知识的学习与记忆。有的学生刚一接触化学总感觉内容繁多,元素符号和化学方程式难写等诸多问题。因此就片面的认为化学难学,不想去学。其实每一学科都有它自身的特点,只要我们能够掌握方法,对症下药,就能够达到事半功倍的效果。学习方法是否恰当对化学的学习是非常重要的,本人根据化学科本身的特点和本人多年的化学教学经验,总结出了以下几种学习方法,仅供大家参考。
(一)注意观察实验。由于化学是以实验为基础的学科,学习化学当然就离不开实验,因此如何观察实验对于我们学习化学是非常重要的。首先,应明确实验目的,确定实验观察的重点。课本设置实验的目的在与实现某一学习目的,实验目的决定了实验观察的重点。只有明确重点观察的内容,抓住本质的现象,才能有效地观察,有效地学习。如在初中化学〈序言〉课的实验,所设置的几个实验都是为学生顺利理解和掌握物理变化和化学变化而设置的。因此,观察的重点应放在反应前后物质是否发生质的变化,从而确定该变化属于物理变化还是化学变化。如镁带的燃烧实验,观察的重点是镁在燃烧后的产物的性质和镁带有何本质的不同,确定反应是否新物质生成,从而判断该反应是否属于化学变化。而不能仅仅注意实验过程中的“发出耀眼的强光,放出大量的热”这一非本质的现象。只有这样,才能实现实验的目的——掌握物理变化和化学变化的实质。
其次,明确观察的要素和程序,全面、有序地进行实验的观察对于实验,特别是一些过于复杂的实验,往往存在多个实验观察的要素,实验过程中必须全面、有序地进行观察,才能实现实验教学的目的,从而深入、全面地掌握化学知识。那么,如何有序地、全面地观察化学实验呢?第一阶段(实验前)——观察要素为:1、反应物的物理性质(如反应物的颜色、状态、气味等);2、反应条件(如是否加热、光照、通电等);3、反应装置(使用哪种实验仪器、该装置有何特点等);4、操作顺序(如何组装实验装置、添加药品先后顺序如何等);5、其他(如药品的用量、实验注意事项等)。第二阶段(实验中)——观察要素:反应过程中的主要现象(如是否有颜色变化、是否有气体生成、是否有沉淀析出、是否发光、放热等)第三阶段(实验后)——观察要素:1、是否有新物质生成?2、新物质的颜色、状态、气味、溶解性等;3、仪器拆分顺序;4、仪器整理等。
再次协调多种感觉器官。实验现象的观察,往往不仅仅依靠眼睛观察来完成。在很多实验中,还需要借助手、鼻等感官。如第一章关于硫燃烧的实验中,除用眼观察之外,还需借助鼻闻(二氧化硫的刺激性气味)、用手摸(摸集气瓶感觉热现象)等。只要这样,才能全面获得感性的材料。
(二)积极动手实验。教学大纲明确规定化学是一门以实验为基础的学科,因此自己动手实验对于学生学习化学起到至关重要的作用。常言到“百闻不如一见,百看不如一验”,亲自动手实验不仅能培养自己的动手能力,而且能加深我们对所学知识的认识、理解和巩固,激发我们学习化学的兴趣,转变以前的要我们学习为现在的我们要学习,由被动变为主动,从而可以成倍提高学习效率,达到事半功倍的效果。例如,实验室制氢气的原理和操作步骤,动手实验比只凭看老师做和自己硬记要掌握得快且牢得多。因此,我们可以在老师的安排下积极动手实验,努力达到各次实验的目的。
(三)勤于记忆。每门课程都有其专业词汇,化学也不例外。与数学、物理相比较,“记忆”对化学显得尤为重要,它是学化学的最基本方法,离开了“记忆”谈其他就成为一句空话。这是因为:第一化学本身有着独特“语言系统”──化学用语。如:元素符号、化学式、化学方程式等,对这些化学用语的熟练掌握是化学入门的首要任务,而其中绝大多数都是必须记忆的;第二一些物质的性质、制备、用途等也必须记忆的,只有这样才能掌握它们的规律。怎样去记呢?本人认为:首先要根据不同的学习内容,找出不同的记忆方法。对于元素符号、化合价和一些物质俗名及某些特性则要进行死记硬背;对于概念、定律、性质等要认真听老师讲,仔细观察老师演示实验,在理解的基础上进行记忆;其次要不断的寻找适合自己特点的记忆方式,善于总结规律,这样才能花时少,效果好。
【关键词】中学化学;实验教学;创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,而化学实验则是化学学科的灵魂,化学实验不仅是学生获取直观信息、认识化学世界的窗口,而且是帮助学生认识化学规律、形成化学概念、理解和巩固化学知识、提高各种能力的重要途径,化学实验以其独特的优势,在学生创新能力的培养上发挥着重要的作用。
1.引导学生设计实验,拓展学生的创新思维
实验设计通过学生自己思考、设计,既可以培养学生动手动脑解决问题的能力,又可以培养学生的发散思维能力和创新设计能力。在组织学生开展实验设计时,要引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料,以开阔学生的视野,拓展学生的创造性思维。同时,提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题,然后让学生独立进行实验操作,尽量给学生一些动手的机会,让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
学生在设计实验时,大脑中必须运用与这个实验有关的全部旧知识,并考虑使用哪些仪器,如何装配?采用哪些药品,怎样操作?以及会出现哪些现象?能说明什么问题等。例如,在一次证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了反应的实验设计中,根据学生提出的多个方案,让大家进行讨论、比较,激起学生设计实验更大的热情。又如要求学生利用氢气还原氧化铜生成水的反应来设计一个实验,以测定水分子的组成。学生利用已学过的氢气实验室制法来设计二氧化碳的实验室制法,设计好后立即付诸实验,并一举成功。
通过以上学生自己思考设计的实验,不仅巩固强化了学生的基础知识,还有效拓展了学生的创造性思维。
2.挖掘探究性实验,调动学生的创新精神
探究性实验是先做实验,通过观察、记录、分析、讨论,去粗取精,去伪存真,了解事物的本质及变化的根源,把感性的认识上升到理性。它是在“问题——实验——科学抽象——结论——应用”这样一个过程中体现的。能充分调动学生的积极性,激发兴趣,长期训练,不仅能培养学生的基本技能,更重要的是帮助学生建立创新思路、创新观念,调动学生的创新精神。
如有关硫酸根离子的检验,教材中说的是:先加入氯化钡,有白色沉淀,再滴入稀硝酸,白色沉淀不溶解,则说明原溶液中有硫酸根离子。此实验只是验证这种方法能检验硫酸根离子,效果并不太好。在教学中,我先让学生看书,初步总结硫酸根离子的检验方法,然后分别在硫酸和硝酸银溶液中滴入氯化钡溶液,再加硝酸,白色沉淀同样不消失,硝酸银溶液并不存在硫酸根离子。这时,学生必然疑问顿生:为什么教材中方法不行?进而讲解硫酸根离子的检验方法。最简单的办法是先加盐酸,如果没有气体、沉淀生成,然后再加入氯化钡溶液有沉淀生成,则原溶液中有硫酸根离子。
这种通过推理概括来获得结论的探索性实验,活跃了学生的思维,激发了学生主动积极探索的热情,增强了自信,激活了创新能力,其创新精神得到了升化。
3.加强实验的改进,培养学生的创新能力
要培养学生的创新能力,教师必须以自己的创造性劳动去影响学生,为学生起表率作用,让学生对一些演示实验、实验装置、操作也作合理的改革,从而促进学生创新能力的提高。
首先,教师可以在实验教学中引导学生对一些仪器进行改进或利用身边的物品来代替或自制实验器具。例如利用矿泉水瓶剪成条后折成槽形当成药匙,其使用性能明显比纸槽好;在做验证氢气的密度比空气的密度小的实验时,要配制适用的肥皂水比较难控制,我就和学生一起使用洗洁精或洗发水来做实验,很容易吹出气泡;在做点燃不纯的氢气会发生爆炸的实验时,我直接利用装茶饮料的纸盒来做实验,先剪掉下面一部分,让它下端开口,然后收集氢气,接着在饮料口处点燃即可,此实验效果非常好;还有,在做验证二氧化碳气体的密度比空气的密度小的实验时,我直接用包装茶叶用的那种塑料密封袋代替纸袋来做实验,非常方便。
1将化学实验过程作为研究性学习的一种重要途径
1.1化学的学科特征决定了化学实验可以作为研究性学习的途径
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天,化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。
学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习化学无疑是最有效而又最重要的化学学习方法之一。在化学实验中,学生通过实验研究和认识物质,掌握化学基本原理和基本技能,初步学会化学研究的实验方法。化学科学以实验为基础的学科特征,更有利于学生进行化学研究性学习。
1.2化学实验本身就是科学研究的过程
化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法,是人们根据研究的对象和研究的目的,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施研究性实践活动的过程。因此,化学实验过程本身就是一个创造性地研究的过程。化学发展的历史也充分证明:化学科学的任何一项重大的突破,无一例外地是经过化学实验而取得的。正如波义耳所说,没有实验,任何新的东西都不能深知。中学生化学学习中的化学实验,虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识,但从本质上看,这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用作研究性学习的途径时,化学实验的创造性和研究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手,体验科学家科学研究的过程和方法,获得科学研究的乐趣和成功的喜说。所以,在学生的化学学习过程中,完全可以利用实验这个手段进行研究性学习。
1.3化学实验为研究性学习中验证提供了科学方法
和科学家进行的科学研究一样,研究性学习也具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征。学生在研究性学习中,针对发现的问题,在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上,作出大胆假设或猜想,并通过化学实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以,化学实验不仅是学生研究性学习时验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
2化学实验作为研究性学习途径的教学策略
在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习,要充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能,发挥化学实验在研究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发研究性实验,引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法,在化学实验中培养学生的科学素质,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动研究性学习的根本转变。
2.1以化学实验创设问题情境
研究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动。问题激发起学生研究的欲望,问题引发了学生的研究活动。在化学学习中,除学生自主地发现问题外,教师更要通过各种途径创设问题情境,引导学生发现和提出问题。而化学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。
以化学实验创设问题的情境,要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。化学实验现象纷繁复杂,有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的化学实验现象中发现问题。
以化学实验创设问题情境,要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在其感到熟悉和认为有用的情境别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。
以化学实验创设问题情境,要使化学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。影响化学实验现象的因素很多,产生的化学实验现象也错综复杂。教学中要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现化学问题,使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。
2.2以化学实验验证假说或猜想
在研究性学习中,学生针对提出的问题,经过多渠道的收集信息和深入的思考,将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证,是学生进行化学研究性学习常用的方法。
以化学实验验证假说或猜想,要面向全体学生,让每个学生都有体验和经历用化学实验验证假说和猜想的机会。教师要指导学生,特别是要帮助和指导那些有困难的学生完成设计方案并进行实验。
以化学实验验证假说或猜想,要注重引导学生设计一些与假设或猜想“相违背”的实验方案和采用反证的实验方案,以培养学生的分析综合、抽象演绎的思维方法和批判性思维能力。如学生在进行质量守恒定律的学习时,可能会提出化学反应前后物质的总质量会增大、不变和减少三种不同的假设,并根据假设设计实验方案进行实验验证。
以化学实验验证假说或猜想,实验中要严格控制实验条件。研究性学习中验证假说或猜想的实验方案,在不同的条件下,可能会产生不同的实验现象,要使实验能够用来验证假说或猜想,实验条件必须与题设条件相吻合。通过实验验证过程中对实验条件的控制和选择,使学生在研究过程中了解到实验条件控制是实验的灵魂,从而有效地掌握科学研究的方法。
2.3充分发挥化学实验的研究功能
在化学教学领域中,长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以化学实验作为研究性学习的途径,就必须变“验证性实验”为“研究性实验”,恢复化学实验研究性的本来面貌。
充分发挥化学实验的研究功能,要不断研究开发适合于研究性学习的化学实验,要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案,因为来源于生产生活实际的实验研究性强,能极大程度的调动学生研究的主动性,使学生产生强烈的研究欲望。
3通过化学实验进行研究性学习应注意的问题
3.1引导学生通过多种途径进行研究性学习
化学实验是研究性学习的重要途径,但并非是惟一的途径。有些内容用研究性学习并不一定需要通过化学实验来进行,特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此。如学生对原子结构模型提出质疑,我们无法通过实验进行研究,但可以通过化学史料,沿着科学家的研究足迹,去想象、去思考。有些内容的研究性学习可以通过包括化学实验在内的多种途径来进行。
3.2营造良好的研究性学习的氛围
学生对事物有天然的好奇心和研究的愿望,学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。英国哲学家约翰·密尔曾说过:天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸。在通过化学实验进行研究性学习过程中,鼓励学生大胆地提出实验方案,即使是在对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案,也要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。
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