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摘 要:在整个高中化学教学当中,实验扮演着一个极其重要的作用,而本文即将阐述的探索性实验能很好地调动学生的自主性和积极性,让他们充分发挥自己的想象力,通过一系列的手段和经过思考后而进行的实验,可开发学生的创新能力,挖掘学生的思维潜力,全面发展学生的素质和智能。
关键词:探索性实验 创新自主能力 化学教学改进
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)06(c)-0041-01
1 探索性实验的提出
1.1 传统验证性实验的不足
化学实验大体可以分为验证性实验和探索性实验,在传统的化学教学方法中,大多数老师采取的是验证性实验,在学校实验室进行实验,一般学生都是根据课本的步骤或者重复老师上课时已经演示过的内容,因此大多数学生会觉得这样的实验课没有多少意义,感觉可有可无。首先,这样的验证性实验不能很好的提高学生对化学实验的兴趣,从而淡化了实验手段的作用;其次,这种实验没有多大的意义,因为一切的实验内容和所采取的手段都已经在课本上一目了然了,因此,把学生的思维束缚在了课本里面,不能让学生充分发挥自己的想象力和创新能力;即使学生通过实验得到了和课本不一样的结果,大部分学生会觉得是自己在实验过程中出现了差错,而很少去怀疑课本实验结果的多种可能性,致使学生失去实事求是的精神。不能达到实验的真正目的,反之还有可能淡化实验的作用。
1.2 探索性实验的优点
由于在化学教学过程中,慢慢地意识到验证性实验的缺陷,并且由于现代教育改进步伐的加快,越来越提倡素质化教育,越来越注重培养学生的创新能力和独立自主能力,其中化学实验作为化学教学过程中强而有力的教学手段,重要性不容忽视,因此也越来越受到重视。探索性实验充分调动学生的自主学习能力和求知欲望,发散学生的思维,使得对研究对象从未知到已知的过程。把探索性结合到高中化学教学当中,化被动为主动,加深学生对知识点的理解,加强学生的动手能力,开发学生的智能,鼓励学生的创新能力,活跃学生的思维,提高学生的求知欲,培养学生对化学学习的激情,实现化学实验和化学教学的真正目的和意义。
2 如何有效地开展探索性实验
2.1 探索性实验在课堂中的开展
在多数的课堂教学中,一般教材会告诉学生一种物质和另一种物质反应有哪些现象,有什么反应,之后再利用实验来证明这些观点。
例如在高中的一个重要知识点:原电池反应。准备的化学物质有锌片、铜片和稀硫酸溶液。
根据之前掌握的知识,可以知道:将锌片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,在锌片表面会产生气泡,证明有气体的产生;将铜片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,则没有明显的现象产生;将锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,锌片表面会产生气泡,而铜片却没有任何现象。若将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,会产生怎样的现象呢？
假设:(1)只有锌片上有气泡产生,因为锌和稀硫酸发生反应,而铜不和稀硫酸发生反应;(2)只有铜片上有气泡产生,因为铜和稀硫酸发生反应;(3)二者表面均有气泡产生,二者均与稀硫酸发生反应。
然后在锌片和铜片连线中间接入电流计,会有发生什么现象呢？
假设:(1)指针发生偏转,说明产生电流;(2)指针不发生偏转,没有电流产生。
为什么会产生电流呢？
假设:(1)铜片与稀硫酸溶液发生反应(2)锌片和稀硫酸溶液反应产生的氢气通过金属转移至铜片。
通过现场的探索性实验得到,铜片上有气泡产生,指针发生了偏转,这就说明了在反应过程中产生了电流。
实验证明:(1)铜片并不能与稀硫酸溶液发生反应,因为如果铜片与稀硫酸反应则生成了硫酸铜溶液,由于铜离子的存在,溶液将呈现蓝色,但实验的结果并没有蓝色溶液的产生;(2)锌片产生的氢气不可能转移到铜片表面,因为根据已学知识,气体不能在金属内部转移。
分析:(1)在稀硫酸溶液的环境中,锌片失去了电子而产生锌离子,锌离子带正电,在反应过程中,由于锌离子在锌片周围的浓度较高,根据同性电荷互相排斥的原理,和稀硫酸溶液中的氢离子互相排斥,所以氢离子在锌片上要得到电子的难度比较大,而由于电子流到了铜片上,从而使得氢离子更容易在铜片上得到电子产生氢气;(2)正是由于电子的运动,所以产生了电流,因此电流表指针也就发生了偏转。
总结:(1)像这样通过化学反应,将化学能转化成电能的装置称之为原电池。而构成原电池的条件主要有三个:第一,两种构成原电池的金属材料的活泼性必须不同(例如上述反应中的铜片和锌片);第二,必须有一种电解质溶液(例如上述例子中的稀硫酸溶液);第三,构成原电池的两种金属材料和电解质溶液必须形成一个闭合的回路。这三个条件必须同时具备,缺一不可;(2)反应过程中产生电流的原因:根据金属活泼性排列顺序,即按照得失电子的能力,活泼性比较强的金属比较容易失去电子,在电解质溶液中,活泼性强的金属失去的电子,通过连接两种金属的导线,流向了较不活泼的金属那一边,由于电子的定向移动,即产生了电流,而电解质溶液中的阳离子就会在较不活泼金属的那一边得到电子。
2.2 探索性实验的开展
2.2.1 教师的主要职责
首先,教师应该充分做好准备工作,必须了解各个同学不同的特点和对知识不同的掌握程度。在试验设施和人员配备允许的条件下,最好能将传统的集体试验改成个人试验。这种做法的目的在于能做到让每个同学都体验到试验的过程,鼓励学生独立自主地完成试验,单人试验却能让学生了解试验过程的步骤,培养了学生的条理性,同时,由于老师也有充足的时间和精力为每个进度不同的同学进行指导,或许也可以每个小组由2～3人组成。
其次,老师要鼓励学生大胆的提出设想。探索性实验的本质即是由学生自己通过实验从未知走向已知。老师在指导的过程中,应该适时地设置疑问,适当地点拨,不要直接告诉学生步骤和结果,鼓励学生从多个方面,运用不同的方式,从不同的切入点去分析验证。
最后,教师在学生进行实验之前,认真告知实验过程中所应该注意的安全问题。
2.2.2 注重学生之间的成果,加强经验交流
探索性实验的意义在于建立假设和任何可能的存在,这也是探索过程中的乐趣所在,若学生得到了与课本的结论不同,不应该直接否认,应该与学生共同分析结果产生的原因,俗话说“尽信书不如无书”,应该重视探索性试验的结果,并且积极组织学生在进行实验过程中得到不同的感悟,经验的交流。
在高中化学教学中结合探索性实验有利于培养学生的探索能力,创新能力和思维能力,让学生自主地学习知识,探索知识,才能把知识的学习变成一种乐趣,而不是负担。
参考文献
[1] 邓星汉.教法改革与学法指导相结合教改实验报告[J].化学教育.
[2] 胡淑珍,等.教学技能[M].湖南师大出版社.
关键词:探索性实验 创新自主能力 化学教学改进
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)06(c)-0041-01
1 探索性实验的提出
1.1 传统验证性实验的不足
化学实验大体可以分为验证性实验和探索性实验,在传统的化学教学方法中,大多数老师采取的是验证性实验,在学校实验室进行实验,一般学生都是根据课本的步骤或者重复老师上课时已经演示过的内容,因此大多数学生会觉得这样的实验课没有多少意义,感觉可有可无。首先,这样的验证性实验不能很好的提高学生对化学实验的兴趣,从而淡化了实验手段的作用;其次,这种实验没有多大的意义,因为一切的实验内容和所采取的手段都已经在课本上一目了然了,因此,把学生的思维束缚在了课本里面,不能让学生充分发挥自己的想象力和创新能力;即使学生通过实验得到了和课本不一样的结果,大部分学生会觉得是自己在实验过程中出现了差错,而很少去怀疑课本实验结果的多种可能性,致使学生失去实事求是的精神。不能达到实验的真正目的,反之还有可能淡化实验的作用。
1.2 探索性实验的优点
由于在化学教学过程中,慢慢地意识到验证性实验的缺陷,并且由于现代教育改进步伐的加快,越来越提倡素质化教育,越来越注重培养学生的创新能力和独立自主能力,其中化学实验作为化学教学过程中强而有力的教学手段,重要性不容忽视,因此也越来越受到重视。探索性实验充分调动学生的自主学习能力和求知欲望,发散学生的思维,使得对研究对象从未知到已知的过程。把探索性结合到高中化学教学当中,化被动为主动,加深学生对知识点的理解,加强学生的动手能力,开发学生的智能,鼓励学生的创新能力,活跃学生的思维,提高学生的求知欲,培养学生对化学学习的激情,实现化学实验和化学教学的真正目的和意义。
2 如何有效地开展探索性实验
2.1 探索性实验在课堂中的开展
在多数的课堂教学中,一般教材会告诉学生一种物质和另一种物质反应有哪些现象,有什么反应,之后再利用实验来证明这些观点。
例如在高中的一个重要知识点:原电池反应。准备的化学物质有锌片、铜片和稀硫酸溶液。
根据之前掌握的知识,可以知道:将锌片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,在锌片表面会产生气泡,证明有气体的产生;将铜片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,则没有明显的现象产生;将锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中,锌片表面会产生气泡,而铜片却没有任何现象。若将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,会产生怎样的现象呢？
假设:(1)只有锌片上有气泡产生,因为锌和稀硫酸发生反应,而铜不和稀硫酸发生反应;(2)只有铜片上有气泡产生,因为铜和稀硫酸发生反应;(3)二者表面均有气泡产生,二者均与稀硫酸发生反应。
然后在锌片和铜片连线中间接入电流计,会有发生什么现象呢？
假设:(1)指针发生偏转,说明产生电流;(2)指针不发生偏转,没有电流产生。
为什么会产生电流呢？
假设:(1)铜片与稀硫酸溶液发生反应(2)锌片和稀硫酸溶液反应产生的氢气通过金属转移至铜片。
通过现场的探索性实验得到,铜片上有气泡产生,指针发生了偏转,这就说明了在反应过程中产生了电流。
实验证明:(1)铜片并不能与稀硫酸溶液发生反应,因为如果铜片与稀硫酸反应则生成了硫酸铜溶液,由于铜离子的存在,溶液将呈现蓝色,但实验的结果并没有蓝色溶液的产生;(2)锌片产生的氢气不可能转移到铜片表面,因为根据已学知识,气体不能在金属内部转移。
分析:(1)在稀硫酸溶液的环境中,锌片失去了电子而产生锌离子,锌离子带正电,在反应过程中,由于锌离子在锌片周围的浓度较高,根据同性电荷互相排斥的原理,和稀硫酸溶液中的氢离子互相排斥,所以氢离子在锌片上要得到电子的难度比较大,而由于电子流到了铜片上,从而使得氢离子更容易在铜片上得到电子产生氢气;(2)正是由于电子的运动,所以产生了电流,因此电流表指针也就发生了偏转。
总结:(1)像这样通过化学反应,将化学能转化成电能的装置称之为原电池。而构成原电池的条件主要有三个:第一,两种构成原电池的金属材料的活泼性必须不同(例如上述反应中的铜片和锌片);第二,必须有一种电解质溶液(例如上述例子中的稀硫酸溶液);第三,构成原电池的两种金属材料和电解质溶液必须形成一个闭合的回路。这三个条件必须同时具备,缺一不可;(2)反应过程中产生电流的原因:根据金属活泼性排列顺序,即按照得失电子的能力,活泼性比较强的金属比较容易失去电子,在电解质溶液中,活泼性强的金属失去的电子,通过连接两种金属的导线,流向了较不活泼的金属那一边,由于电子的定向移动,即产生了电流,而电解质溶液中的阳离子就会在较不活泼金属的那一边得到电子。
2.2 探索性实验的开展
2.2.1 教师的主要职责
首先,教师应该充分做好准备工作,必须了解各个同学不同的特点和对知识不同的掌握程度。在试验设施和人员配备允许的条件下,最好能将传统的集体试验改成个人试验。这种做法的目的在于能做到让每个同学都体验到试验的过程,鼓励学生独立自主地完成试验,单人试验却能让学生了解试验过程的步骤,培养了学生的条理性,同时,由于老师也有充足的时间和精力为每个进度不同的同学进行指导,或许也可以每个小组由2～3人组成。
其次,老师要鼓励学生大胆的提出设想。探索性实验的本质即是由学生自己通过实验从未知走向已知。老师在指导的过程中,应该适时地设置疑问,适当地点拨,不要直接告诉学生步骤和结果,鼓励学生从多个方面,运用不同的方式,从不同的切入点去分析验证。
最后,教师在学生进行实验之前,认真告知实验过程中所应该注意的安全问题。
2.2.2 注重学生之间的成果,加强经验交流
探索性实验的意义在于建立假设和任何可能的存在,这也是探索过程中的乐趣所在,若学生得到了与课本的结论不同,不应该直接否认,应该与学生共同分析结果产生的原因,俗话说“尽信书不如无书”,应该重视探索性试验的结果,并且积极组织学生在进行实验过程中得到不同的感悟,经验的交流。
在高中化学教学中结合探索性实验有利于培养学生的探索能力,创新能力和思维能力,让学生自主地学习知识,探索知识,才能把知识的学习变成一种乐趣,而不是负担。
参考文献
[1] 邓星汉.教法改革与学法指导相结合教改实验报告[J].化学教育.
[2] 胡淑珍,等.教学技能[M].湖南师大出版社.