常州市武进区湟里初级中学
实 验 室
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改革化学实验教学 培养学生科学素养

来源:本站原创  发布人:薛文辉  发布时间:2008-12-13  浏览次数:

化学是一门以实验为基础的学科,著名的化学家戴安邦先生曾讲过:“化学实验教学是全面实施化学教育的一种最有效的形式.”化学上的许多理论和定律都是从实验中归纳出来的,同时,化学理论的应用、评价也有赖于实验的探索和检验。因此,对化学学科的学习,实验课是十分重要的教学环节。学生不具有一定的独立实验能力,就不可能真正掌握专业知识,就不可能通过科学实验而有所发现、有所创新。
   
化学实验课的教学目的是“使学生掌握化学知识;掌握操作技能;发展智力,培养他们分析问题、解决问题的能力;培养创造能力;培养他们灵活地把理论应用于实践的能力,以适应于社会主义市场经济的需求。”这些科学素养如何培养,笔者认为,可从如下几个方面着手。


一、开阔学生的视野,使对科学知识产生浓厚的兴趣。

化学是以实验为基础的科学,化学实验作为增强学生学习化学兴趣的一种手段是其他学科无法比拟的。但现行化学教育纸上谈兵过多,和实际应用有较大脱节,导致一些学生对学习化学不感兴趣,产生不满情绪。针对这种情况,只有做到趣味性与科学性相结合,知识性与技术性相结合,寓教育于学生喜闻乐见的、生动活泼的教学活动中,突出以学生为主体,贯穿启发式教学思想,才能有效的培养学生的科学素养。

近年来实验的改革正在向着生活化的方向进行。教师可特意选择一些与实际生活密切相关,同时学生也很感兴趣的学习素材来进行教学:毒品知识;安全小常识;如模拟煤气中毒、模拟酸雨的危害等。化学与人体健康;如硬水和软水的区分、溶液酸碱性对头发的影响等。家庭小实验;如测定身边物质的pH、乳化作用的应用。可要求每位同学做实验前认真预习并提出问题,实验之后,写出实验报告和体会,分析实验过程的成败关键,以及自己的一些设想。

另外,实验的生活化还体现在实验用品上,使用一些生活中的物品,如在粉尘爆炸实验中利用金属易拉罐和小眼药瓶,测pH选择生活中的一些物质等,这样的代用品实验虽然不多,但它能启发教师在实验条件较差和经费较少的情况下,利用现有的材料安排实验,也能启发学生随时利用生活中的物品进行一些简单的实验探索。通过这样的实验安排,使学生了解化学对个人生活和社会的重要作用,同时也提高了他们学习化学的兴趣。

 

二、通过观察,加强学生对自然科学客观实在性的认识。

任何实验和观察都有密切的联系,观察是实验的基础,实验是观察的深入,在化学实验方法中,科学的,全面的观察尤其是具有特殊的关键作用。如学生在检验二氧化碳的过程中,二氧化碳通入澄清的石灰水中,一开始有白色的沉淀生成,可继续通二氧化碳,会发现白色沉淀又消失了。通过实验观察,引导学生透过复杂的表面现象,经过分析研究,找到事物的内在本质,才能有所发现。这样学生就理解为什么白色沉淀又会消失的原因了从实验中他们对自然科学客观实在性有了新的认识。又例如讲授质量守恒定律时通过实验和分析得出定律后,教师还应启发学生回忆实验的设计思想,此时可向学生提出思考性问题,促进学生进一步思考。通过实验如何验证这一定律?②这个实验方法是如何提出来的(这就是实验的设计思想)③其思考方法有无典型性?在学生讨论的基础上,教师应着重提出教材中提出的实验程序不是凭空而来的,而是根据一定的实验目的,一定的研究方法要求所设计的。
    在化学教学过程中,借助投影演示实验,即能放大实验现象,增强实验的可见度,更易于学生认真、细腻有序的观察。例如,教学《分子运动》时,把一培养皿放在投影器承物玻璃面上,在培养皿中加入约2/3体积水,然后用药匙取一小粒品红,放入到培养皿中。品红是一种红色染料,最初在水中缓缓溶解,渐渐地明显分成两支,待片刻后,扩散完成。此时,分子运动的全过程通过光学投影到银幕上,学生都真实清楚地观察到,并透过观察到的现象,认识分子是处在不停地运动状态中。这就避免了以往教师枯燥无味的说教,又把微观物质运动状态,通过投影产生清晰的表象,展现在学生眼前,直接激发起学生的学习热情,从而加深对分子概念、性质、结构的理解。实践证明,借助投影演示实验,能强化实验演示效果和实验的直观性,有利于培养学生的观察能力。

 

三、通过组织学生分组实验,培养动手操作能力和思维能力

我们对于发展学生智力的要求,应当是“手脑并用”。化学实验是通过人的双手去使用各种仪器和药品,安装各种复杂的仪器进行各种化学操作。如注重严格控制实验的条件,分析实验中出现的异常现象、好实验观察和记录,实验结果的评价和处理等。有计划、目的的培养学生动手能力,使他们具备一定的科学素质,运用化学实验方法乃是最重要的途径。

长期以来,由于实验条件等因素的限制,教科书中的实验主要以教师演示为主,学生实验则多是重复一些演示实验的内容,不利于培养学生的动手能力。为此,我们应充分发挥实验的作用,淡化演示实验和学生实验的界限为原则,提倡在教师指导下学生亲自体验的教学形式。对于学生可能难以完成的实验(一般是有一定危险性的或是对环境有一定影响的,如浓酸、浓碱的稀释操作,硫在氧气中燃烧),由教师来演示。学生实验的增加,无疑会给一些实验条件差的学校带来困难,但我们认为,这也有利于促使学校改进实验条件,重视实验的作用;同时,可以促进中学学生实验的全面实施,推动实验教学改革的全面开展。

学生动手实验时,教师必须及时防止和纠正在实验操作上的错误,训练学生正确地进行实验。例如:学生做粗盐提纯的实验时,常因仪器不干净,过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘,做不出理想的实验结果,教师就应及时引导学生分析原因,找出操作上的错误后,重新操作,证实验现象明显。学生动手操作,掌握了一定的实验基本技能后,坚持经常练习,就会熟能生巧。事实证明,通过组织分组实验,不仅培养了学生的动手能力,还培养了实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。

 

四、通过做家庭小实验或选做实验,培养创造能力

学生在做家庭小实验时,需要独立思考,去想象、去钻研问题,在不同程度上创造性地运用知识,这就有助于学生智力与创造才能的发展。如,要求学生自己动手,设计一个家庭小实验,证明蜡烛的成分里含有氢。他们会积极动脑思考,联想过去学得的知识,并认真加工整理,发现解决问题的办法,根据实验原理,设计优良的实验方案,达到实验成功的目的。又如,根据木炭具有吸附能力和性质,让学生制作一个简单的家庭小净水器等实验。这些小小的制作,小小的发明,为将来学生成为科学的创造者奠定了良好的基础。

有目的地选做实验,应用实验课题,也启发学生创造思维。例如,学生学完酸、碱、盐知识后,选做鉴别氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硝酸铵等四种盐的实验。教师要求学生自己设计实验方案,让他们动脑思考,想出解决问题的办法。实验过程中许多学生都能主动、认真地联想以前学得的知识,专心研究和组织实验程序,找出“鉴别”、“区别”或“分别”认识的几种不同的物质解题答案。然后他们根据四种铵盐各自的特性,通过一定的实验操作、将其一一区分开来,并说明实验的根据,解释所出现的特殊现象。在物质的鉴别过程中,学生开动脑筋,想办法,通过实验、分析、鉴别,推断出所鉴别的某种物质。这种实验过程,就是学生积极思维的过程。可见利用选做实验,不仅达到完成大纲所规定的教学任务的目的,而且学生的思维能力,分析和解决问题的能力都得到培养。

 

五、通过合做实验培养学生的团结协作精神

人所共知,许多科学的发明与创造都是很多科学工作者长期认真思考、细致研究、团结协作、取长补短的基础上最终有所发明与创造,成为他们集体智慧的结晶。课程标准要求的情感目标之一是“发展善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神”。合作精神是科学实验成功的要素之一,对于中学生今后的发展也非常重要。由于目前的中学化学实验多是小组实验,学生在实验中的合作配合是完成实验的关键之一。例如,验证质量守恒定律的实验活动,要求每个小组在进行实验后派代表汇报实验结果和有关的分析说明;制酸碱指示剂的实验活动,要求每个小组做12种,最后进行交流。合作不但能使实验得以顺利完成,也能使学生在合作的过程中增强集体荣誉感。

总之,为尽快适应时代发展的要求,我们在化学教学中进行了一些大胆的探索,并取得了一定的成效,我们深深的体会到,通过化学实验能培养学生求实创新的科学精神;对社会生活中遇到的问题,能进行科学分析,提出有科学依据的见解,积极抵制生活中的反科学、伪科学的现象,逐步形成创新人格,形成正确的科学信念和学科学、爱科学、用科学的内在动力。同时也培养了学生旺盛的求知欲、强烈的好奇心和丰富的想象力。每一个学生都有在科学领域自由驰骋的潜力,就看我们能否将它激发出来并善加利用。

中学化学实验改革之路任重而道远。相信通过广大教师在教学中不断地探索,一定会取得更好的效益。

 

 

 

 

 

参考文献

1】《开辟化学第二课堂培养学生科学素养》北方交通大学附属中学 刘向荣
2】《化学教学论》 高等教育出版社 刘知新

3】《重视实验教学,培养学生能力》中学化学教学参考2003.7