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高中化學(xué)實(shí)驗教學(xué)有效性的探索論文
摘要：
隨著(zhù)新課程改革的深入，實(shí)驗在化學(xué)中的地位逐漸提高，教師對實(shí)驗也相應地重視起來(lái)。但仍然存在實(shí)驗教學(xué)低效或無(wú)效的行為，針對這種行為，筆者對實(shí)驗教學(xué)的現狀進(jìn)行了認真的調查與分析，并在新課程教學(xué)中如何提高實(shí)驗教學(xué)的有效性，從以下幾方面進(jìn)行了一些有效的探索和嘗試。
關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗 有效性
新課程的化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科，在化學(xué)課本中有大量的實(shí)驗，實(shí)驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中不可缺少的重要組成部分。我國著(zhù)名化學(xué)家傅鷹先生曾說(shuō)過(guò)：“化學(xué)是實(shí)驗的科學(xué)，只有實(shí)驗才是最高的法庭”。因此，如何進(jìn)行有效的實(shí)驗教學(xué)，是非常重要，也是非常必要的事情，這關(guān)系到實(shí)驗的真正教學(xué)效果，同時(shí)，也是對學(xué)生從知識、能力、情感態(tài)度體驗等方面進(jìn)行教育的良好機會(huì )。然而，在實(shí)驗的教學(xué)中，目前存在的一些與新課程不協(xié)調的低效或無(wú)效的行為，導致學(xué)生對實(shí)驗的興趣下降�；诖�，筆者對實(shí)驗教學(xué)的現狀進(jìn)行了認真的調查與分析，并在新課程教學(xué)中也對實(shí)驗教學(xué)的有效性進(jìn)行進(jìn)一步的探索和嘗試。
一、化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的現狀分析。
實(shí)驗教學(xué)中低效或無(wú)效的的行為，主要有以下幾種情形：
1、部分教師對照考綱的必做實(shí)驗，是一支粉筆、一張嘴，從目的、原理、步驟、實(shí)驗的注意事項等在黑板上畫(huà)實(shí)驗、講實(shí)驗，學(xué)生聽(tīng)實(shí)驗、背實(shí)驗。意識滯后是根本原因，有些教師認為中學(xué)階段，不是搞科學(xué)研究，學(xué)生做不做實(shí)驗妨礙不了多大事情，只要不影響考試成績(jì)就行，他們對學(xué)生實(shí)驗不予重視，帶有應付心理。
2、部分教師做實(shí)驗時(shí)按課本照方抓藥，缺少趣味性。
3、部分教師對某些實(shí)驗采取回避的方式。是由于有些實(shí)驗對試劑濃度、用量、滴加順序、溫度等要求嚴格，不易成功，或是由于反應物有毒或實(shí)驗過(guò)程產(chǎn)生較多的有害、有毒物質(zhì)。
4、實(shí)驗成功率不高，就拿進(jìn)課堂里去做。由于教師沒(méi)有預先多做幾次，以取得成功經(jīng)驗，就匆忙拿進(jìn)課堂去演示，在學(xué)生面前出現失敗的尷尬局面，只好東拼西湊地找些原因解釋。
5、實(shí)驗與生活脫節，缺乏學(xué)習的價(jià)值體驗。
6、完全用計算機演示代替化學(xué)實(shí)驗，一張接一張的投影片和動(dòng)畫(huà)播放，進(jìn)行“電灌”，化學(xué)實(shí)驗中的多種新鮮感覺(jué)只剩下視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，實(shí)驗的真實(shí)性大大打了折扣，學(xué)生對實(shí)驗本身的體驗幾乎相當蒼白。
7、在分組實(shí)驗教學(xué)時(shí)，只管讓學(xué)生信馬由韁地實(shí)驗，而沒(méi)有指導、交流、反饋和總結，絕大多數教師強調了學(xué)生的“自主學(xué)習”，卻忽視了教師的主導作用；注重了學(xué)生的過(guò)程學(xué)習卻忽視了方法的指導，這就使實(shí)驗帶有很大的隨意性和盲目性。
二、對化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的有效性的思考與實(shí)踐探索。
�。ㄒ唬└滤枷胗^(guān)念，提高自覺(jué)執行新課程實(shí)驗的意識。
首先，加強對新課標、新理念、新方法的學(xué)習，了解新課程對實(shí)驗教學(xué)的新要求，提高對實(shí)驗教學(xué)的思想認識，充分認識到實(shí)驗教學(xué)在實(shí)施以“培養學(xué)生創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力”為核心的素質(zhì)教育中的重要作用。其次，刻苦鉆研業(yè)務(wù)，提高自己的實(shí)驗技術(shù)水平。在實(shí)驗教學(xué)中，對于新課程中規定要開(kāi)設的實(shí)驗應該進(jìn)行合理地劃分：明確哪些實(shí)驗利用現成器材是可以開(kāi)設的；哪些需要適當的改進(jìn)等，并按照教學(xué)計劃，教學(xué)進(jìn)度，實(shí)驗器材獲得的難易程度，進(jìn)行合理的規劃，從而確保實(shí)驗教學(xué)順利和有效地進(jìn)行。
�。ǘ┳龊玫湫蛯�(shí)驗的分析，讓學(xué)生觸類(lèi)旁通。
根據新課程標準，化學(xué)就實(shí)驗內容來(lái)說(shuō)可歸為以下幾種類(lèi)型：有關(guān)制取實(shí)驗、性質(zhì)實(shí)驗、生活實(shí)驗、闡明概念定律實(shí)驗、定量計算實(shí)驗等。而每類(lèi)實(shí)驗的原理、裝置、操作都有規律可循，因而應做好典型實(shí)驗，實(shí)驗后注意實(shí)驗的歸納反思，使實(shí)驗目的更清晰，效果更優(yōu)化，再由典型實(shí)驗引導、培養學(xué)生的實(shí)驗能力，將知識技能內化。如在學(xué)習實(shí)驗室里用濃鹽酸和二氧化錳混和加熱制取氯氣時(shí)，我先讓學(xué)生回憶實(shí)驗室里制取氧氣的實(shí)驗，歸納總結出下述操作內容：儀器的選擇、連接和固定、裝置氣密性的檢查、藥品的取用、加熱方法、氣體的收集和放置等。對這些操作的知識，理論根據尤為強調。然后引導學(xué)生得出制取氯氣的發(fā)生裝置、收集方法等。在學(xué)習《氨氣的實(shí)驗室制法》《乙烯的實(shí)驗室制法》時(shí)進(jìn)一步鞏固氣體制取實(shí)驗的有關(guān)設計思路、操作等。
�。ㄈ┳寣W(xué)生參與演示實(shí)驗，培養動(dòng)手及參與探究的意識。
學(xué)生是課堂的主體，更是化學(xué)實(shí)驗中的主角，他不應是被動(dòng)的、消極的知識接受者，而應是主動(dòng)的、積極的知識的探究者。而作為教師，應該為學(xué)生創(chuàng )造更多的動(dòng)手機會(huì )，其中課堂上讓學(xué)生大膽的動(dòng)手做演示實(shí)驗是的一種較好的方法，前提是課前在老師指導下反復練習，確保實(shí)驗成功。由于學(xué)生參與課堂演示實(shí)驗，課堂氣氛變得寬松、活躍，學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗的注意力更加集中，同時(shí)也關(guān)心著(zhù)同伴實(shí)驗成功與否，哪些學(xué)生能榮幸上臺演示？教師可根據實(shí)驗類(lèi)型與難度挑選學(xué)生，既可以作為對學(xué)習上有明顯進(jìn)步學(xué)生的獎勵；也可以作為成績(jì)欠佳而動(dòng)手能力較強學(xué)生的鼓勵；更可以推選優(yōu)秀學(xué)生作為同學(xué)們學(xué)習的榜樣。此方法的優(yōu)點(diǎn)是比較注重學(xué)生的個(gè)體差異，能照顧到不同層次的學(xué)生，有利于使每個(gè)學(xué)生得到充分地發(fā)展，尤其是后進(jìn)生，當他們被鼓舞、被信任、體驗到成功的愉悅時(shí)，他們才有更大的積極性，才有可能學(xué)得更好。事實(shí)上多數的教師演示實(shí)驗可以讓學(xué)生來(lái)做，如：鹽溶液的酸堿性、金屬與酸或堿的反應、鎂帶在二氧化碳中的燃燒等。
�。ㄋ模┖侠砀倪M(jìn)和設計實(shí)驗，激活學(xué)生的思維。
由于種種原因，教材中的部分實(shí)驗效果不盡人意，如有些實(shí)驗現象不明顯或反應過(guò)程中有害、有毒氣體泄漏等。為此，我以這一點(diǎn)作為突破口，對實(shí)驗進(jìn)行合理的改進(jìn)和設計。
1、實(shí)驗的簡(jiǎn)單化。
教材中的有些實(shí)驗，操作復雜，實(shí)驗不宜成功，只要稍作分析，略加改進(jìn)，就能達到化繁為簡(jiǎn)且實(shí)驗現象明顯的效果。如關(guān)于氨氣易溶于水的 “噴泉”實(shí)驗，若按教材中的實(shí)驗要求，先用氫氧化鈣與銨鹽反應制取氨氣，用干燥的燒瓶收集，再按教材中“噴泉”實(shí)驗裝置進(jìn)行實(shí)驗。特點(diǎn)是：一是反應速率較慢，二是操作較麻煩，所以實(shí)驗效果往往不理想。為此我分析了實(shí)驗失敗的原因，又重新研究了該實(shí)驗的要求，所用藥品的性質(zhì)，提出了簡(jiǎn)捷有效的改進(jìn)方法：即先在圓底燒瓶中加入2——3毫升濃氨水，然后搖晃燒瓶并加熱燒瓶收集氨氣，立即演示“噴泉”實(shí)驗，實(shí)驗效果比按教材中提出的實(shí)驗方法好得多。
2、實(shí)驗的趣味化。
興趣是激發(fā)學(xué)生學(xué)習的最大動(dòng)機，是促進(jìn)學(xué)生參與學(xué)習的前提。課本上的一些演示實(shí)驗往往現象不明顯或缺少趣味性，若稍動(dòng)一下腦筋，就可以搞出與書(shū)上的實(shí)驗相近，但又不同于它的非常有趣的一種新式實(shí)驗結果，學(xué)生通過(guò)看得見(jiàn)、感受得到的形象生動(dòng)的演示結果，會(huì )產(chǎn)生強烈的認識沖動(dòng)，并形成最佳的心理狀態(tài)，這時(shí)他們的注意力、觀(guān)察力和學(xué)習的積極性都會(huì )有明顯地提高，就會(huì )由被動(dòng)學(xué)習變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習。
再經(jīng)過(guò)教師的講解和自身的積極思考，能很快掌握有關(guān)的知識內容。如過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應實(shí)驗，在小U型管里放入2小塊石灰石，滴加2毫升稀鹽酸，立即有氣體生成，用燃著(zhù)的木條靠近U型管—管口，木條熄滅，在U型管另一管口（管口預先塞一團玻璃棉，上面撒上半藥匙過(guò)氧化鈉），用帶火星的木條檢驗反應后產(chǎn)物，木條便復燃起來(lái)。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，效果明顯，實(shí)驗趣味性濃，喚起了學(xué)生強烈的求知欲，使他們能積極地參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。再如，濃硫酸與蔗糖反應，可通過(guò)“引蛇出洞”的趣味性實(shí)驗，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習興趣和動(dòng)力。實(shí)驗操作改進(jìn)如下：將蔗糖放入大試管中，向其中注入濃硫酸，用玻璃棒攪拌，再用少量水調成糊狀，玻璃棒攪拌并往外牽引。其結果是：注入濃硫酸后，蔗糖變黑，再用少量水，體積膨脹，像一條“黑蛇”一樣被玻璃棒引出來(lái)，同時(shí)放出大量熱，產(chǎn)生有酸味、刺激味的氣體。當學(xué)生觀(guān)察到生動(dòng)有趣的實(shí)驗現象時(shí)，產(chǎn)生了強烈的探求欲望。
3、實(shí)驗的生活化。
隨著(zhù)新課程標準的實(shí)施，“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗”的實(shí)驗思想，已深入人心。我們在研究實(shí)驗時(shí)，注重因陋就簡(jiǎn)、就地取材、廢物利用，不單為學(xué)校節約了開(kāi)支，而且由于取材為學(xué)生所熟悉，使他們感到化學(xué)知識就在我們的生活中，體會(huì )到學(xué)習的真正價(jià)值，從而提高學(xué)習的積極性，使學(xué)習效果達到最佳。具體做法：
�、僖龑W(xué)生做日常生活中的小實(shí)驗，如“衣服污跡處理”、“棉線(xiàn)和毛線(xiàn)的鑒別”等。
�、诮M織學(xué)生收集或制備一些常用化學(xué)試劑，如從廢干電池中收集鋅、銅、石墨、二氧化錳等，從舊電瓶中回收稀硫酸等。
�、蹎l(fā)學(xué)生自己收集生活中的廢舊制品（如眼藥水瓶、注射器、純凈水塑料瓶等）制作化學(xué)實(shí)驗代用品，并用自制的代用品做化學(xué)實(shí)驗。例如銅與稀硝酸的反應，產(chǎn)生的NO會(huì )立即與氧氣反應生成NO2，不易觀(guān)察現象，且產(chǎn)生有毒氣體。我鼓勵學(xué)生針對這些問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，他們通過(guò)聯(lián)系有關(guān)知識、查閱相關(guān)資料并討論其優(yōu)缺點(diǎn)，最后將書(shū)中的實(shí)驗改為注射器實(shí)驗：事先將螺旋好的細銅絲放入注射器中，吸取稀硝酸，讓反應在注射器中進(jìn)行，產(chǎn)生的氣體可以將注射器的活塞頂起，由于注射器內無(wú)空氣，可以觀(guān)察到無(wú)色的氣體，抽動(dòng)活塞，讓空氣進(jìn)入，明顯的觀(guān)察到氣體的顏色變化，此時(shí)迅速將氣體注入足量氫氧化鈉溶液中。改進(jìn)后的實(shí)驗，不僅實(shí)驗現象明顯且極大的減少了有毒氣體的排放。
4、實(shí)驗的微型化和綠色化。
創(chuàng )造條件讓學(xué)生多動(dòng)手做實(shí)驗已成為眾多化學(xué)教師的共識，但由于學(xué)生實(shí)驗準備工作量大，藥品耗用多，實(shí)驗開(kāi)支大，且實(shí)驗過(guò)程中，往往會(huì )產(chǎn)生有害有毒的物質(zhì)，因此開(kāi)展微型實(shí)驗（其特點(diǎn)是：儀器小、耗藥少、攜帶方便、操作容易、安全性高）就顯得很有必要，不但給實(shí)驗準備工作減少了麻煩，節約了實(shí)驗經(jīng)費，而且還有利于減少環(huán)境污染和保護學(xué)生的身體健康。微型實(shí)驗儀器可以是實(shí)驗室里的常規儀器，也可以是生活中的一些物品或廢棄品，如：
�、倥囵B皿，可進(jìn)行氣體性質(zhì)實(shí)驗和溶液之間互相反應的實(shí)驗。
�、诒砻婷�，可作為具有顏色變化或沉淀生成實(shí)驗的反應容器。
�、圩⑸淦�，具有密封性好、透明、標有刻度等特點(diǎn)，可準確地計量體積、可進(jìn)行簡(jiǎn)易密封實(shí)驗等。
�、茳c(diǎn)滴板，在多種離子性質(zhì)的實(shí)驗中，除了少數需要加熱的反應和觀(guān)察產(chǎn)生氣體的實(shí)驗以外，都可在點(diǎn)滴板中進(jìn)行。
�、萃该魉幜０b片，藥粒用完后，扯掉密封箔，就相當于簡(jiǎn)易透明的點(diǎn)滴板。例如在氯水的性質(zhì)實(shí)驗時(shí)，可采取每桌發(fā)一個(gè)點(diǎn)滴板、幾只塑料滴管和少數幾瓶相應溶液的方法就能進(jìn)行實(shí)驗。再如銅與濃硫酸反應，生成的二氧化硫是有毒的氣體，針對此實(shí)驗我設計問(wèn)題：如何使實(shí)驗操作簡(jiǎn)便、現象明顯，且環(huán)境污染又少？通過(guò)討論，最后得出：用具支試管代替試管，塞上橡皮塞，用螺旋好的細銅絲代替銅片，并穿過(guò)橡皮塞，用橡皮管將具支試管與球形干燥管（靠近具支試管一端塞上蘸過(guò)品紅溶液的棉花，另一端塞上蘸過(guò)氫氧化鈉溶液的棉花）連接起來(lái)。改進(jìn)后的實(shí)驗既可通過(guò)抽拉細銅絲的方法隨時(shí)控制反應的進(jìn)行，又可通過(guò)觀(guān)察品紅溶液的褪色，說(shuō)明有二氧化硫氣體生成，還可通過(guò)氫氧化鈉溶液對二氧化硫的吸收減少環(huán)境污染。同樣，濃硝酸與銅反應的實(shí)驗也可選用此裝置進(jìn)行。
由此可見(jiàn)，實(shí)驗的改進(jìn)，能使學(xué)生體會(huì )到如何利用化學(xué)基本原理來(lái)重新設計、改造、組合多種儀器裝置，以滿(mǎn)足不同規格的實(shí)驗操作要求。這種靈活運用知識的過(guò)程，對活躍學(xué)生的思路，激發(fā)他們的創(chuàng )造性將起積極的作用。
�。ㄎ澹╅_(kāi)展邊教學(xué)邊實(shí)驗，激發(fā)學(xué)習熱情。
將部分演示實(shí)驗、學(xué)生實(shí)驗改為邊教學(xué)邊實(shí)驗，使學(xué)生能夠獲得親自參與研究、探索實(shí)驗的體驗，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情，培養學(xué)生的發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這種實(shí)驗形式是學(xué)生通過(guò)自己的觀(guān)察和思考來(lái)獲取新知識，與教師先講完理論之后，過(guò)幾天再做學(xué)生實(shí)驗相比，由于這是學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手來(lái)“首次”觀(guān)察可能的現象，他們有較強新鮮感受和興奮點(diǎn)，探索問(wèn)題的欲望十分強烈，效果更加明顯。適合在課堂上開(kāi)展邊教學(xué)邊實(shí)驗的基本條件是：
�。�1）有適合于學(xué)生在課堂上操作的小型、便攜、易掌握、能快捷裝配的實(shí)驗儀器。
�。�2）取藥品方便，實(shí)驗安全，試劑用量少，產(chǎn)生的廢液少，幾乎沒(méi)有毒氣污染。如氫氧化鋁的兩性、鹽溶液的酸堿性等實(shí)驗都可開(kāi)展邊教學(xué)邊實(shí)驗。
�。┙柚嗝襟w進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)， 提高實(shí)驗效率。
多媒體教學(xué)是一種現代的教學(xué)手段，它是利用文字、實(shí)物、圖像、聲音等多種媒體向學(xué)生傳遞信息，能夠極大地豐富課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和記憶，培養學(xué)生的各種能力，提高了學(xué)生的素質(zhì)，從而大大提高了教學(xué)效果。
借助多媒體，將一些重要的、實(shí)驗現象不明顯的或在現實(shí)實(shí)驗環(huán)境下難以完成的實(shí)驗，進(jìn)行模擬，既能彌補常規實(shí)驗儀器的不足，又能吸引學(xué)生的注意，充分調動(dòng)學(xué)生的各種感官刺激，使他們在最短的時(shí)間內獲得更多的知識，很好地理解教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，從而取得更好的實(shí)驗教學(xué)效果。利用計算機的模擬具有化小為大、化遠為近、化快為慢、化慢為快、看不見(jiàn)變?yōu)榭吹靡?jiàn)、抽象變?yōu)榫唧w等優(yōu)點(diǎn)，從而使學(xué)生很快地理解知識。如電解的原理是通過(guò)微觀(guān)粒子的運動(dòng)變化情況來(lái)解釋宏觀(guān)發(fā)生的現象，內容比較抽象，我采用了先進(jìn)的教學(xué)媒體計算機，用計算機模擬了一個(gè)電解池的裝置，在電解池內的氯化銅溶液中繪出幾個(gè)帶有顏色的圓球，藍色的代表銅離子、綠色的代表氯離子（當然氯離子是沒(méi)有顏色的），然后讓這些圓球動(dòng)起來(lái)，先是離子的無(wú)規則運動(dòng)，繼而是通電后的陰陽(yáng)離子向兩極的定向運動(dòng)，緊接著(zhù)是離子到達電極上的放電過(guò)程，氯離子失出電子變?yōu)槁仍咏Y合成氯分子，電極上產(chǎn)生了氣泡，銅離子得到電子變?yōu)殂~原子，屏幕上析出銅的電極顏色逐漸變?yōu)榧t色且逐漸加深，當氯離子失去的電子通過(guò)導線(xiàn)移向另一個(gè)電極時(shí)，微機發(fā)出“嘟嘟”的響聲，十分形象、生動(dòng)，學(xué)生看了個(gè)個(gè)興趣十足。另外對于一些危險的、有毒的、復雜的、多次重復的等實(shí)驗用計算機進(jìn)行模擬實(shí)驗也是可行的，甚至是必須的。
�。ㄆ撸┙M織課外活動(dòng)興趣小組，促進(jìn)教師和學(xué)生自身的發(fā)展。
組織興趣活動(dòng)小組成員，進(jìn)行如下工作：
�、賲⑴c學(xué)生實(shí)驗的準備工作，如配置藥品溶液、儀器準備等。
�、谧屗麄冾A先試做實(shí)驗，分析實(shí)驗，這樣在學(xué)生實(shí)驗課堂教學(xué)過(guò)程中可以幫助指導其他同學(xué)順利完成實(shí)驗任務(wù)。
�、圩屗麄冮_(kāi)出學(xué)生實(shí)驗課中實(shí)驗結果不夠理想的不成功實(shí)驗的補做實(shí)驗，對這些實(shí)驗進(jìn)行認真分析，討論改進(jìn)實(shí)驗的方法。
�、茏屗麄冏孕性O計實(shí)驗研究、自制教具、小發(fā)明、小制作等。通過(guò)這些工作的開(kāi)展，有利于促進(jìn)教師和學(xué)生自身的發(fā)展。
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