高中化学实验改进方法研究论文(共11篇)
——探索高中生物实验改进研究
团队活动记录
1.课题的提出
生物学实验是学生获取生物知识的最有效手段之一,同时在对学生整体素质的提高方面,也起到了非实验教学无法替代的作用。现行的生物课本中安排的生物实验仍有不少的遗憾,如:实验方法陈旧,跟不上时代发展等。翻看国外及港台的中学生物实验指导,其中我们教师大学时代才接触到实验有很多,如果蝇的培养实验、利用小白鼠的多种实验、蛋白质的双缩尿试验、还原糖的斐林试剂实验等等,且实验更注重研究性与实验设计的科学性,不少的实验材料及实验器材已经更新。反观我们的实验教材,确实有一种跟不上时代发展的感觉。所以应从实验教材的改革入手,做些适应当前素质教育要求的必要调整,遵循“以学生发展为本”的原则。
高中生物新教材中增添了许多实验内容,意在通过加强实验教学,培养学生的动手能力、科技创新能力以及探索科学知识的方法技巧,这非常好也非常必要。但在教学过程中,通过反复实验验证,发现教材中一些实验操作不太合理,需加以改进和创新。
2、研究的目的与理论依据
生物科学和其他自然科学一样,本质上是实验科学。实验教学是生物学教学的基本形式之一,课程标准所倡导的探究性学习,有许多活动也是通过实验来进行的。实验教学就需要对生物学实验室,基本的实验器材和条件,还有实验的动植物、微生物材料不断的设计与改善。
新课程标准在“课程资源的开发利用”中指出:“应高度重视学校生物学实验室建设,积极营造良好的实验、实践环境,同时也应鼓励学生和教师充分利用身边廉价的器具和材料,设计富有创造性的实验和实践活动。”实验室的科学设计,设备配置,乃至管理,都需要生物学教师出主意、想办法。对于实验教学,教师们是很有经验的,因此,这里仅提出加强和改进方面的一些意见。3.课题主要研究方法和过程 3.1研究方法
3.1.
1、资料法。广泛搜集、阅读、研究高中生物实验原理和实验改进的实例,从中借鉴经验。
3.2.
2、对比法。以对比研究的形式,组织同一课内容在平行班级做不同处理改进的研究课、通过对比研究,进一步观察实际效果和出现的问题。
3.3.
3、经验总结法。及时总结经验,概括提炼出可供多实验改进借鉴的一般“原则”和“方法”。3.2研究过程 3.2.1问题发现 实验七“pH对酶活性的影响”,该实验设计用斐林试剂来检测淀粉是否被催化水解为还原性糖,从而验证不同pH对酶活性的影响。这样设计有缺陷,因为斐林试剂就是新制的氢氧化铜悬浊液,氢氧化铜遇酸发生中和反应,导致实验失败。故在实验过程中改用碘液来验证淀粉是否被水解,结果实验仍然失败。3.2.2原因分析
分析如下:试管2:新鲜的淀粉酶溶液1mL+5%NaOH溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL,保温,用碘液检验无颜色变化,说明淀粉已水解。是淀粉酶催化淀粉水解的吗?不是,在这种碱性(pH约为13~14)条件下淀粉酶已失去活性。那淀粉为什么会水解?原因是碱可作为淀粉水解的催化剂,在NaOH的催化作用下,淀粉迅速水解。
试管3:新鲜的淀粉酶溶液1mL+5%HCl溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL,保温,用碘液检测显紫色或无色。若保温的温度较低,试管中呈紫色;若保温的温度稍高(不影响酶的活性,1号试管对照可知),则试管中加碘液为无色,这又说明淀粉已水解。但淀粉酶在强酸性环境中已失去活性。究其原因:淀粉在酸作催化剂和加热的条件下水解。高中化学第二册(新教材)P.191实验7~4即有验证。3.2.3实验改进方案 本实验有多处设计不合理,需要重新设计。可用如下的创新小实验来代替实验七。
创新:探索pH对酶(过氧化氢酶)活性的影响。
实验原理:新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶,可催化过氧化氢水解成水和氧气。3.2.4改进设计
方法步骤:(1)取3支洁净的试管,编上号,并分别按下表中序号1至序号4的要求操作。
(2)振荡这3支试管,使试管内的液体混合均匀,等3min~5min。
(3)在3支试管内各加入2mL3%的过氧化氢溶液。轻轻振荡,使试管内的物质混合均匀。
(4)观察这3支试管内的变化,记录哪支试管产生的气泡多,反应快。
实验结果:1号试管反应剧烈,气泡最多;2号试管气泡很少;3号试管几乎不产生气泡。
3.2.5结论:
用不同pH对过氧化氢酶活性的影响,催化过氧化氢水解成水和氧气代替淀粉被催化水解为还原性糖。上述实验说明,过酸过碱都影响过氧化氢酶的活性,过氧化氢酶的催化作用需要适宜pH值。
4.研究的成果与分析
4.1实验材料的改进
“观察叶绿体与细胞质流动”教材建议的实验材料是藓类和菠菜,这两种实验材料不理想主要是比较难取材,或者取材受季节限制,实验证明韭菜是比较理想的观察叶绿体的实验材料。
具体实验步骤是:选取绿色饱满、新鲜的最好是露生的韭菜叶片,用刀片在叶背面横切一下,用镊子从此处撕取下表皮,用刀片取稍带绿色叶肉的一小段,放于载玻片的清水滴中,盖盖玻片。在低倍镜下找到装片上叶肉细胞重叠少,即颜色稍浅的部分,此处容易观察到叶绿体(叶绿体大部分分布在叶肉细胞边缘)。再换高倍镜观察。
用韭菜做实验材料的好处是:取材容易,不受季节限制,观察到的叶绿体多而清晰。
“观察植物细胞的有丝分裂”教材中给出的实验材料是洋葱,经过的实验比较,发现用大蒜代替洋葱容易生根而且生根量是洋葱的许多倍,这样既节省开支又方便实验。
4.2实验材料预处理
“观察植物细胞的质壁分离和复原”这个实验中所采用的试验材料是紫色洋葱,选用紫色洋葱作为实验材料的目的是因为紫色洋葱的细胞液中含有的色素使其呈现为紫色,这样便于学生观察实验结果。但在实验过程中存在着这样两个问题影响到实验的效果:一是每个洋葱的最外一层鳞片叶紫色深,越往里颜色越浅,最里面近似白色。如果想获得理想的实验结果,最好只用外面的一层或两层鳞片叶,但这样做浪费太大。二是越往里鳞片叶越嫩,叶肉细胞与表皮细胞结合越紧密,不容易分离。学生在撕表皮细胞时,往往撕得不完整,将细胞撕破,并且带有很多叶肉细胞,不利于学生观察。
在实验中改进如下,首先把洋葱纵剖,一分为二,把鳞片叶从鳞茎上全部剥离下来,然后放在解剖盘或其它器皿中,让每片鳞片叶的上表皮朝外,放到窗台上晒1~4天,这样叶片通过蒸腾作用蒸发掉一部分水分,叶片变软,使得叶肉细胞与表皮细胞接合不紧密,便于撕下完整的表皮细胞。再者是通过蒸发水分,液泡中色素的浓度增大,颜色加深,实验效果明显。但在晒制的过程中要特别注意,一不要放在太阳底下爆晒,二不要晒制的时间过长。如果洋葱表皮细胞失水过多,虽然颜色加深,但已发生了质壁分离,容易给学生造成错觉。
4.3实验药品的改进
“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”中,脂肪的鉴定,教材中给出的实验药品是苏丹Ⅲ染液,染色时间2分钟至3分钟,实验现象是橘黄色。但市场上不容易购到苏丹Ⅲ,容易购到苏丹IV染液,如果用苏丹IV染液,由于后者与脂肪的亲和力更强,染色时间比较短,一般为2到3分钟左右,实验现象为红色。
4.4调整实验顺序
“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”包括三个小实验,若按教材实验顺序,从学生实际操作来看,做得非常紧张、忙乱,因为第二个实验涉及到了高倍显微镜的使用,而对这部分内容,学生以前并没有接触;还有初中阶段学生对于显微镜使用的机会不多,即使有用到显微镜的地方,也只不过在低倍镜下用用而已,所以,做实验时对高倍物镜的使用非常生疏,有的同学还没有来得及观察到现象,因为时间的原因,就必须停止进行,开始做下一个实验。结果后两个实验完成得都不太理想。把三个实验的顺序做了一下调整:先做第三个,再做第一个,后做第二个。或把脂肪鉴定实验与叶绿体与细胞质流动实验,同时熟悉显微镜的操作
4.5改进取材方法
对“脂肪的鉴定”实验中,建议为学生每人准备一小段胶皮管,大约3cm长,沿管用剪子将其冲开。在做徙手切片实验时,让学生把它套在食指的指肚一侧,这样取材时可以避免学生切伤手指;同时由于有保护措施,学生也敢于大胆操作。
4.6实验步骤顺序改变
“叶绿体中色素的提取和分离”实验的第一步提取绿色叶片中的色素,要用到丙酮(有一定的毒性且容易挥发),虽然是迅速研磨,但由于丙酮挥发比较快,如果按教材中实验步骤,往往还没有充分研磨,丙酮已经基本挥发完毕,既伤害身体,实验效果也不好。可将实验步骤改为:在研钵中放人叶片和二氧化硅以及碳酸钙后,就开始迅速研磨,研磨后再放入丙酮使色素溶解。
“观察植物细胞的有丝分裂”中“剪取2—3mm根尖”步骤的改变。
教材中装片制作过程:解离——漂洗——染色——制片。其中在解离这一步骤就将根尖切取2一3mm,在以后的几个步骤当中都要用镊子取放2—3mm的根尖,因为根尖太短小给操作带来很多不方便。为此可在解离这一步骤将根剪取长一些,比如Icm左右到制片这一步,将染过色的Icm左右的根放到载玻片上,再把它切成2-3mm,加清水。
4.7实验操作改变
“观察植物细胞的有丝分裂”装片制作”过程第四步“制片”的改进。此步骤教材中是盖上盖玻片以后,在盖玻片上加一片载玻片,用拇指轻轻压载玻片,以便使细胞分散开来。在做这一步骤时往往有一部分同学不能做成功,或者在把盖玻片上再盖的载玻片取下来时,标本移动了,或者细胞分散不好。在做这一步时可以取消在盖玻片上加一片载玻片,用拇指轻轻压载玻片,教材实验
一、实验六及实验七中皆有用斐林试剂验证还原性糖的存在,操作中都用水浴加热至煮沸1min,结果得不到砖红色的氧化亚铜沉淀,而得到的是黑色氧化铜沉淀。究其失败的原因是:氧化亚铜极不稳定,在缓慢水浴加热过程中被氧气氧化生成CuO;Cu(OH)2在缓慢水浴加热过程中分解也生成CuO而失去与还原性糖发生氧化还原反应的能力。
改进:将水浴加热改为直接加热至沸腾。
4.8实验材料培养方法、用具
“观察植物细胞的质壁分离和复原”教材中用洋葱放在盛水的烧杯上,于温暖处培养。此培养过程较麻烦:须经常换水,且水质容易变差,变差后不仅影响出根,又影响已出根的正常生长。培养时可以采用面积较大、平扁的容器,如托盘。在托盘上用铁丝拉出线格,将洋葱放在上面,盛水培养,出根效果很好。此培养方法有以下优点:利于洋葱出根,盛水量较大水质维持时间较长,而且换水方便。用市售网眼较大的铁丝网培养出大蒜根代用,效果也很好。
4.9学科综合
“可溶性还原糖鉴定”用显微镜观察砖红色沉淀(氧化亚铜)的晶体结构,能使学生将生物与化学有机统一起来,并使学生从微观上认识化合物的形状。
4.10实验创新
“DNA的提取与鉴定”不需要特别的设备,甚至在厨房里都能做:只要有洗涤灵、食盐、酒精即可。洗涤灵可以溶解洋葱的细胞壁,食盐保持溶液中的盐度与细胞液相当,酒精则可以萃取DNA。实验步骤为:先将10毫升加了盐的洗涤灵放入100克剁碎的洋葱中,捣碎后将洋葱过滤倒入烧杯,将澄清的溶液加入等量酒精后轻轻摇动,DNA将会以白色的“毛絮状”出现。但这种简单的方法更适合于中学生。
5.总结与反思
我本着节约药品、操作简单、避免不必要的浪费, 在实践中对高中化学部分实验做了小小的改进。
一、钠的燃烧。
在学生分组实验中, 按课本及参考书中介绍的方法, 实验过程中会损坏很多玻璃管或蒸发皿, 如选用石棉网, 实验后的石棉网也不能再次使用, 造成很大的浪费。为此, 在实验中改用铝片做实验器。具体操作:把铝片剪成方形, 折起四边成小盒状, 将一绿豆大小的钠, 吸干煤油后放在铝盒中, 将小铝盒置于三脚架上, 用酒精灯加热, 钠很快便可熔化、燃烧。本实验现象明显, 冷却后取出燃烧后产物, 将铝片清洗干净擦干以备后用。
二、Na2O2与CO2的反应实验。
实验时, 取一干净的干燥管, 两端放入少量疏松的玻璃棉, 中间放置干燥剂 (Ca Cl2) , 把干燥管的细口对准蘸有Na2O2的脱脂棉, 用嘴吹干燥管的另一端, 脱脂棉很快就会燃烧。本实验操作简单, 现象明显, 没有任何污染, 还可以省略制取CO2气体的操作, 且节约了药品。
三、钠在氯气中的燃烧。
取一支大试管, 塞入带干燥管的胶塞, 用铁夹把试管固定在铁架台上。在干燥管里垫一层石棉绒或玻璃丝, 往试管内加入少量高锰酸钾晶体, 再注入少量浓盐酸, 立即塞紧带干燥管的胶塞, 用一小块硬纸片盖住干燥管口。高锰酸钾跟盐酸反应产生氯气, 当干燥管内投入有滤纸吸干煤油的绿豆大的金属钠。金属钠在氯气里激烈燃烧, 在干燥管里产生大量白烟, 这就是氯化钠固体。如果再向干燥管投入金属钠, 金属钠就仍在氯气里燃烧。本实验不需事先用广口瓶收集氯气, 省去了把金属钠放入燃烧匙后, 再用酒精灯给金属钠加热这一操作, 操作简单, 成功率高。
四、降低药品浓度也可达到预期实验目的。
对高中课本中的部分实验药品浓度做了以下更改: (1) 在高中分组实验四中配制一定物质的量浓度的溶液, 将配制的2.0mol/LNaCl溶液改为1.0mol/L, 并将NaCl改为食用的, 这样可以节约很多药品且节省开支, 同时也不会改变其实验目的和要求。 (2) 对定性检验剂硝酸银浓度改进, 在进行银镜反应配制银氨溶液时, 将硝酸银浓度、氨水浓度均可由2%降为1%, 实验效果依然。在高一化学一般离子检验中, 硝酸银浓度微量足已。 (3) 指示剂浓度的减少, 指示剂酚酞、石蕊、甲基橙、品红等特别是酚酞和石蕊。指示剂变色很灵敏, 即使用微量药品也会有明显现象和效果。 (4) 浓度对化学平衡的影响的演示实验中硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度可由0.01mol/L降为0.0005mol L, 1mol/L降为0.5mol/L。实验药品的浓度改动都会有明显的实验效果。中学化学实验中降低实验药品浓度的例子很多, 作为化学实验工作者, 我们应尽可能地降低实验药品浓度, 减少药品的消耗和仪器的损耗, 预防环境污染。
五、铁粉与水蒸气反应的实验改进。
取一支稍大一些的试管, 在试管底部塞一团潮湿的棉花, 在湿棉花左边放还原铁粉还原铁粉与湿棉花的距离可近一些。再在试管口用一带导管的单孔橡皮塞塞住。将试管固定在铁架台上, 使试管口略低于试管底。另取一蒸发皿, 放入肥皂水 (放水, 在水中加几滴洗涤剂) 待用。然后, 用酒精灯先后加热试管两处, 先在放湿棉花的位置上加热一会儿, 待试管底部温度略高, 且有部分水形成水蒸气时, 再将酒精灯移至放铁粉的位置加热, 加热时试管内铁粉红热, 加热一会儿后将导管插入到蒸发皿中, 使反应产生的气体导入肥皂水吹成肥皂泡 (注意:最初插入时吹起的肥皂泡是空气泡, 稍后吹起的肥皂泡是氢气泡) , 用火柴点燃肥皂泡, 可听到爆鸣声。这一实验, 操作简单, 所用时间短, 且很安全。
六、浓硫酸与铜的反应的实验改进。
浓硫酸与铜的反应, 按教材上实验时, 试管底部往往出现黑色沉淀, 溶液也显得发黑, 产生的SO2量难于控制, 容易大量逸出, 造成污染。将这一实验改进如下, 改进后实验可以观察到浓硫酸与铜在加热时发生的反应, 放出能使紫色石蕊试液变红、使品红溶液退色的SO2气体。观察到反应后生成物的水溶液显蓝色的现象, 说明SO2溶液呈酸性, SO2具有漂白性、强氧化性, 但不能漂白石蕊试液。
参考文献
[1]李佳.化学教学与学业评价[M].广州:广东教育出版社, 2005.10.
[2]李佳.广东省普通高中新课程学科教师培训系列教材——化学[M].广州:广东教育出版社, 2005.7.[3]王美文.高中化学课程标准中的活动与探究 (上) [M].北京:高等教育出版社, 2003.10.
[4]王祖浩.王磊.普通高中化学课程标准 (实验) 解读[M].武汉:湖北教育出版社, 2004.4.
关键词:高中;化学实验;问题;改进;主要方向
化学是一门以实验为基础的学科。实验不仅是一种很重要的研究方法,也是一种很重要的学习方法。实验不仅以其直观、形象的特性为学生提供了丰富的感性材料,还激发了学生对化学的好奇心和求知欲。但目前,由于教师在教学过程中受到了课时、实验条件、自身能力、学生安全等因素的限制,致使化学实验的功能不能得到充分的发挥,这对学生学习化学会有一定的影响。因此,针对高中化学实验教学部分存在的各种问题,对化学实验进行改进,优化实验方案,提高实验教学效果,是提高高中化学实验教学效果的重要途径。本文笔者结合教学实践,探讨了人教版高中化学实验部分存在的问题及改进的主要方向。
一、高中化学实验教学的现状
随着国家对于教育的要求越来越高,学生除了要学会基本的知识外,还要全面发展自己。如今,实验成为了化学教学的中心环节,化学实验教学在高中化学教学中有很高的地位。化学实验具有认识论和方法论的双重功能,能激发学生的学习兴趣。但在现在的应试教育背景下,在片面追求升学率的大环境下,高中化学实验的教学情况却令人堪忧。
于學校来说,由于受到办学条件的影响,很多地方并不具备开展实验教学的条件。虽然很多学生对化学实验有浓厚的兴趣,愿意参与学校组织的课外实验活动,但学校对课外活动的重视程度并不高。
于学生来说,学生的兴趣与动机、情绪与态度、科学精神以及责任感是影响化学实验教学效果的重要内在因素。其中,学生的兴趣与动机是影响化学实验教学的重要因素。学生对于化学实验的兴趣会影响他们对实验部分的动手欲望。很多学生对化学实验部分的学习动机仍然停留在掌握基本知识、技能或应付高考的层面。
于教师来说,大部分教师认为实验仅仅是书本知识的一种补充,它在高中繁忙的教学过程中可有可无,甚至有时候还认为它耽误了教学进度。因此,教师经常是以口头讲述或者在课上进行演示的方式进行实验教学。
这些现象的出现以及产生的根源表明了对高中化学实验进行改进是非常必要的。
二、高中化学实验中存在的主要问题
1.实验教学目的不明确,教学理念落后
高中化学实验应当包涵高中化学教学大纲中的所有内容,同时也应该将其单独提出。也就是说,应将高中化学实验部分作为高中化学教学的前提,先进行实验,再以实验为基础对书本上的内容以及实验过程中的问题进行讲解,而不是把实验看做高考试题的一部分,只要求学生了解其原理、步骤,不必懂得如何操作。同时,教师、学生对于实验的态度也不够严谨。在实验教学中,学生会出现对实验数据不认真记录或者虚构实验结果的现象,甚至发生互相抄袭的情况。教师对此知道却不进行严肃处理,使有些学生产生了一种投机取巧的心理。对于在实验中出现的小错误,学生觉得自己只是在重复前人的成果,因此很少有学生会去真正关心,使得他们对于实验仅仅停留在一知半解的状况下。
2.实验内容较为浅显,实验条件不足
高中化学的实验内容基本上都是高中化学课本上的基础实验和常规实验,大部分属于操作验证性的,实验内容较为简单,仅仅按照书本上的操作步骤就可以完成。同时,实验的时间过于短暂,没有给学生以足够的思考时间,因此难以提高学生的实验能力。
3.教学方式方法单一,针对性不强
高中化学课的教学方式与其他学科基本相似,在教师对实验边做边进行讲解后,学生可以自己进行实验操作。在这种“老师说,学生做”的单一教学模式下,基本上没有师生对于这个实验的各个方面进行讨论、研究的时间,致使学生无法体会实验中的奇妙和乐趣,降低了对实验的学习兴趣。
三、高中化学实验的主要改进方向
1.鲜明直观,富有趣味
化学实验能否真正运用于学习、生活中,在于学生对实验的理解、掌握上。而学生能否学好化学实验部分,就要看他们对化学实验感兴趣的程度是多少。通过将实验进行改进,增强实验的直观性和现象的鲜明性,能更有效地引起学生注意,使他们形成深刻地印象。
2.科学,简捷,安全,可靠
实验的科学性是化学实验设计最为基本的要求。化学实验的设计要遵循自然规律,实事求是,根据实验目的确定实验原理,然后再选择合适的材料、仪器进行实验。实验的简捷、安全、可靠也是化学实验设计中必须要考虑的因素。所以,在实验之前要根据实验的特殊性,思考实验过程中的反应物质、反应现象以及对反应过程中需要或产生的物质进行怎样的处理。例如,钠与水反应时会产生大量的热气,可能会导致杯子过热或者反应物反应剧烈而跳出杯子,所以应将该实验放在杯子交高的地方或封闭的环境中进行。
3.精心设计,富于启发性
教师在原有的实验的基础上,可设计新的实验教学内容,设法提高实验的智力价值,使整个实验对学生具有启发、深思的作用,从而发展学生多方面的能力。例如从实验书中的一个化学实验出发,提出与它相似的物质是否可以进行反应或者更为深层次的问题,并对这些问题进行实验以验证猜想,以此来提高学生对该实验的兴趣。
4.改进实验手段
有时候,改进实验手段可以引发学生将原始实验与改进后的实验进行比较,引发思考。如教材中氨气与氯化氢反应生成白烟的实验,原始方法是拿两根玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水,将它们相互靠近,浓盐酸和浓氨水发生反应产生白烟。若改为将蘸有浓盐酸、浓氨水的棉花放在大烧杯中,用培养皿盖住烧杯口,由此可以发现:与前方法相比,后面一种方法没有白烟散发到空气中,这样更加安全,同时观察到白烟的情况也更明显。学生在学习的过程中会了解到实验的方式方法是可以进行优化的,从而激发了他们在实验过程中的创新思维。同时,通过比较让学生自己寻找答案,有助于提高学生的观察能力和思考能力。
四、小结
高中化学实验的改进对于提高实验教学效果有着重要的意义。同样的实验,通过合理地调整实验的方法、时间等,就可以使验证性实验变为探究性实验,对发展学生能力具有重要意义。
参考文献:
1.王贵元.建构主义学习理论和多元智力理论对高中化学教学的启示[J].科技信息(科学教研),2008(24).
化学是一门以实验为基拙的自然学科, 实验教学是化学教学的重要组成部分。化学实验教学是进行科学知识、方法、能力、思想教育的最为生动、活波的教学形式, 它帮助学生了解化学知识的形成过程, 深化学生对于化学知识的认识目前, 我国高中化学实验活动虽然比较受到重视, 但是仍然存在着很多问题, 如怎样通过化学实验教学更好的培养学生的创新意识和创新能力?
一、高中化学实验课中存在的不足
(一) 实验定位不够准确
在高中化学实验课中, 教师对实验的理解就是按照教材的要求, 将实验按照书本的要求一步步的做出来, 在这个过程中, 教师只是关注到学生的规范操作等方面, 而忽略了如何开拓学生思路, 对发现问题和解决问题的能力方面缺少有针对性的培养, 这种教育方式忽略了对学生兴趣的培养, 妨碍了学生综合素质的提升
(二) 实验内容层次单一
在高中化学实验课堂上的内容, 往往注重学生的操作性, 学生在按照要求完成实验后, 就不再对化学实验产生兴趣, 在这个过程中也没有更加深人的对实验进行思考, 实验方法和内容的单一大大减少了学生兴趣, 学生在学习过程中内容单一, 不能对化学知识进行有效拓展
(三) 教学方法相对简单
高中的教学方法缺乏启发性思维, 在教学过程中, 化学教师知识按照要求进行实验, 并严格要求学生按照指定的方法实验, 实验结束后没有任何发散性思维的教育, 这种教学方式将学生原本对化学的兴趣打消了, 将主动学习的兴趣转化成了被动应付
二、高中化学实验的改进措施
(一) 对于实验装置的改进
对于化学实验的改进可以体现在很多方面。首先, 不少化学实验都涉及到一些较为专业的仪器设备, 之所以会选用各种较为复杂的仪器一个主要目的就是防止化学实验产物对于环境造成的污染。然而, 有的实验中对于这一点却没有充分考虑到, 那些实验装置中忽略了实验尾气或者产物的回收处理的实验设计还是很多。教师要对于这些现象有敏锐的察觉, 当发现一些不合理的实验装置或者设备后要积极进行改进, 并且要提醒学生注意这些问题。这对于培养学生的综合化学素养, 锻炼学生的实验能力而言都很有帮助。在进行黑面包的实验时, 其所要证明的.是浓硫酸具有脱水性, 但该实验通常是在敞开容器中进行, 并且会生成有署气体二氧化硫, 这时应当考虑将实验改为在密封的容器中进行。例如, 使用25L饮料瓶代替烧杯, 在饮料瓶瓶盖上钻孔插入玻璃棒, 在瓶口附近扎上一些小孔用以排气, 在小孔上放上脱脂棉。这种做法不但能完成实验, 同时也对尾气进行了处理。这就是一个非常好的典范。教师在发现一些并不合理的实验装置时要及时进行处理, 教师可以和学生对于一些问题先展开探讨, 培养学生在实验中的环保意识, 这同样是实验教学中应当充分实践的一个教学目标。
(二) 对于实验药品的改进
不少化学实验中, 对于实验的结果以及实验效果产生影响的一个直接因素就是实验药品的使用。有些实验之所以会失败, 这和药品使用不当有直接关联。对于这类问题, 教师也要及时进行改进。首先, 要分析实验失败的造成原因, 在准确的探寻出原因的基础上才能够找到有效的解决策略。同时, 有的实验效果不太明显, 学生观察到的现象也不太理想, 这也可能是和实验药品使用不当有关。因此, 教师在这一点上也要积极做出改善。比如, 在金属钠燃烧试验中, 往往燃烧后的产物有一些黑色杂质, 导致燃烧后的产物不能用于过氧化钠的性质检测实验中。造成这一现象的原因就是金属钠需要保存在煤油中, 如果不对钠进行处理, 那么取出的钠表层便会含有一些煤油, 黑色物质便是煤油燃烧后的产物。对于这个问题, 教师要找到有针对性的处理方案。教师在取出金属钠时, 应当使用吸纸清除钠表面所附着的溶剂, 并使用刻刀去除因接触空气而被氧化的表层, 再将金属钠放入装有苯的容器内进行浸泡。这样, 钠表面的煤油以及被空气氧化的部分就能够充分清理干净, 实验的效果不仅会更加明显, 这个过程也让学生看到了处理实验中的一些实际问题可以有的灵活方式。
(三) 改良实验进程, 加强实验成效
实验的最终目标是让学生不仅学到知识, 更重要的是让学生了解一些知识和规则是如何形成和发展的。在高中化学些实验过程中, 教师应该对其作出一些改良, 并鼓励学生突破教材限制, 拓展思维, 研究出与课本不同结论的实验结果, 这不仅有利于改善实验结果和教学成效, 而且有利于强化学生的探究能力和创新能力。
三、鼓励学生在实验时适度地创新
对于学生创新思维的培养是科学类学科教师的基本责任和义务, 培养高中生在化学方面的创新创造思维, 学生在化学实验时敢于依据先有结论提出假设和问题, 并作出创新性实验, 是一个学生对于化学理论的一种解读和认识引导学生通过自己对于现有实验的一种质疑和不解, 对现有化学实验进行相应的改进, 让学生通过自己的分析和推理制订自己的实验计划, 并对多次实验结果进行观察和统计这样不仅可以让学生提高自己的学习兴趣, 也能通过自发的实验计划对化学知识进行一种提炼。
李世瑜
(北京市第八十中学, 北京100020)摘要: 化学实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法、完善学生的创造思维素质方面具有独到的功能。
本文对中学化学实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系进行了有益的探索。
关键词: 化学实验教学;创造思维
文章编号: 1005-6629(2001)08-0005-02
中图分类号: G633.8
文献标识码: C
由于化学实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法、特别是完善学生的创造思维素质方面, 具有独到的功能, 所以在中学化学教学中, 重视化学实验的教学功能, 已逐渐成为广大化学教师的共识, 但在教学方法的选择上, 还存在着一些不尽如人意的地方, 阻碍着化学实验在完善学生创造思维素质方面重要功能的充分发挥。因此, 探索中学化
学实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系, 是一个重要的研究课题。有必要进行以下几方面的探索: 1
强化实验的客观性, 改善学生创造思维的细节性
实验的客观性是相对实验的理想化模式而言的。中学化学实验中的理想化处理大部分是合理的, 是与教育对象心理特征相适应的。如在年龄较低的初三年级, 化学知识体系尚未形成时把实验进行理想化处理, 有利于突出知识重点。但是, 随着学生年龄的增长, 特别是进入高中年级后, 完全忽略实验的客观性, 一味地把实验内容的实际问题理想化,将对学生思维的细节刻划、充实校正等品质的形成产生负面影响, 限制了他们创造思维品质的良性发展。在学生创造思维的细节上留下缺憾。如对于氯气制备的实验, 基于学生的接受能力和掌握知识的需要, 特别是为了增强实验的客观性,培养学生的创造思维的细节性, 可以将演示实验装置设计成如上图所示: 在此实验设计中, 净化、干燥装置是学生在初中已经了解的, 而有毒气体封闭式的收集和防止污染的吸收装置, 则是学生在高中阶段必须掌握的。通过这种实验设计, 不仅可以巩固已有的化学知识, 而且可以有效地掌握新知识, 更重要的是注入和渗透一种考察、解决问题的观念和意识。教师在安排实验时, 视学生接受能力的强弱, 还可以引入安全装置这类更深层次的实验技术问题,也可以用思考题的方法, 引导学生认识实验装置的安全问题, 将装置更新为如下图所示形式: 如果对实验的客观性所引发的细节问题, 如: 气体可能混入杂质的分析及其净化方法、为防止有毒气体污染而设计的收集和吸收装置、对加热系统防止倒吸而采取的安全措施等等从来不予以考虑, 并且全部出示的是理想状态的实验装置, 却要求学生解决有关实验客观性的问题, 往往使他们屡屡受挫,不利于他们学习心理的良性发展。相反, 如果在教学的适当阶段, 以适当的方式提供考虑实验客观性问题的取向和模式, 他们将可能在此基础上, 提出更为合理完善的创意, 解决他们面临的新的实验客观性问题。而在这种创意和解决问题的过程中, 他们创造思维的细节性也得到了极大的完善。2
加强实验的定量性, 提高学生创造思维的敏锐性
从量的角度去考察实验现象、做出实验结论是实验研究的高层次。中学阶段, 一般进行定性实验, 而较少进行定量实验, 但是, 如果长期不对化学实验进行定量的研究, 就会使学生习以为常地把一些并不完全正确的知识默认下来, 造成创造思维敏锐性的降低。
由于学生的心理特征的缘故, 在初中阶段不适于引入量的变化对化学实验的现象及结果的影响。但是如果学生在高中学习中, 还认为
碳酸钠溶液和盐酸混合必定会产生二氧化碳,二氧化碳通入氢氧化钠溶液中只会生成碳酸钠便不是正常状况。
究其原因是由于在高中教学中没有实验设计, 帮助学生判断这类问题, 这不仅妨碍了学生成功学习心理的形成而且极大地限制了学生创造思维敏锐性的发展与完善。如果在高中教学的适当时期, 增加一些演示实验, 使学生从中找到解决问题的钥匙。例 如: 在高一碱金属一章
钠的化合物一节, 可以添 加如下图所示的实验: 使学生获得感性认识:
盐酸和碳酸钠反应, 不一定生成二氧化碳。
有了这样的感性认识, 学生在遇到象
二氧化碳通入氢氧化钠的产物这类问题时, 就不会武断地做出 产物只有碳酸钠结论, 他们有可能找到 二氧化碳和生成的碳酸钠 盐酸和碳酸钠应的类比关系。这种半定量演示实验的引入, 会使学生抽象出一种理念: 物质之间的反应, 可以因反应物 量 的不同而获得不同的产物。
这对学生在以后的学习中, 解决相关的化学问题均将起到至关重要的作用, 他们将有可能从微小的量的改变中, 察觉出别人习以为常但却是闻所未闻、见所未见的成分, 在这些观察和解决问题的过程中, 学生创造思维的敏锐性也得到了充分的训练。3
增加实验的探索性, 训练学生创造思维的发散性 实验的探索性是相对实验的验证性而言的。因而增加学生实验的探索性, 可以有效地训练学生创造思维的发散性。
在中学化学实验中, 属于探索性的为数不多, 如果能在现有的条件下, 适时适度地增加一些探索性的实验, 会大大提高学生的探索欲望, 训练他们创造思维的发散性。例如: 素 氯、溴、碘的性质学生分组实验, 可以改进为一个探索性的题目:
用实验证明氯水的主要成分教师设计教学过程引导学生分三个步骤完成这个题目: 首先, 要求学生课前设计实验方案, 并阐述方案的设计思想;第二, 让学生课上交流设计方案和设计思想, 并进行甄别与筛选, 确定最佳方案;第三, 实施实验方案, 得出实验结论。在这 些过程中, 学生实现了由已知信息加工变异出新颖信息及对某一事物寻求多种可能的尝试。为了提高课堂效率, 可以让学生课前以小组为单位, 统一对实验设计的认识, 以缩小课上甄别、筛选的范围。通过交流与选择, 最终能得到如下图的实验设计: 在此实验设计的过程中, 学生可以抽象出这类探索性实验的基本模式: 首先, 应该考虑物质与水发生的是 溶解是 反应, 或是二者兼而有之
定反应后的体系中是否还有反应物的微粒以及存在着什么生成物的微粒;其次, 应该判断物质与水反应后可能得到的产物, 如: 根据氯气的化学性质Cl22Cl-可能存在Cl;第三, 一般应该检查物质与水混合后所得溶液的酸碱性。在检查氯水酸碱性时, 学生会发现: 指示剂变为红色后又褪色, 这说明溶液中含有大量氢离子, 并且一定存在着有漂白性 或强氧化性的物质, 从而确定HClO 的存在。而(3)中的 水着 空白 对比实验功效。
通过 发散及对 发散的抽象一系列的思维活动, 学生的探索欲望得到了满足, 提高了学生的实验能力, 充实了创造思维的发散性。
一、高中化学实验课教学目前存在的不足
1、目标定位不准, 教学理念落后。
以往的高中化学实验课教学中, 许多教师和大部分的学生认为化学实验课只要求学生按照实验教材把要求的实验内容按步骤一步一步做出来就行了。教学中只强调保证实验成功和培养学生的实验规范操作能力;而往往忽略了锻炼和培养学生如何开拓思路、发现问题、分析问题、提出方案和解决问题的能力, 忽视了高中生通过直观的感性信息激发自身的探索兴趣, 仅仅将一个实验限制在一个现象或一个结果中, 就如同考试题目只有一个正确答案一样, 妨碍了高中生在今后的思维成长, 与素质教育有悖。
2、实验内容单层次、单侧面, 实验条件不足。
高中化学实验课基本上都是按照《全日制普通高级中学化学课本》中的基础实验和常规实验去做, 这些实验基本上属于操作性验证性的, 许多学生都能顺利的完成, 实验教学内容按部就班, 实验难度偏低, 实验方法单一而且还限定了实验时间, 学生自主思考实验的机会偏少。从而导致学生对这门课不感兴趣, 这就很难提高学生实验能力, 教师也很难实现该《课程标准》的教学目标。
3、教学方式方法单一、针对性不强。
高中化学实验课的教学方式方法和其他基础学科实验一样, 比如像物理实验课, 一般都是采取老师讲解实验原理和注意事项, 快速的演示一次实验全过程, 然后到学生进入实验具体操作的过程, 最终得到和老师一样的现象和结果, 简单地说, 就是“老师讲, 学生听和做”的单向交往的教学模式, 在长期这种教学模式下, 教师缺乏对知识与课程的反思、怀疑、批判、追问与探究, 学生习惯于在老师的指导下加工书本知识, 使得广大师生难以体会和认识科学与知识的奇妙与乐趣[4]。结果是师生教与学的创新意识被剥夺了, 他们的自主性、能动性被消减了, 更不利于高中生的创新素质和实践能力的协调发展。
二、高中化学实验课的改进和实践
1、高中化学实验课内容的重组和丰富
高中化学实验课的实验内容基本上都是《全日制普通高级中学化学课本》中的基础实验和经典实验, 这就要求教师需要改变过去教学内容上的单层次、单侧面, 克服实验步骤与要求直接陈述, 对实验课的实验内容进行有效的重组, 整个实验内容体系由基本技能训练型实验、设计性实验和探究性实验组成, 从而在教学中引导学生进行探究性和创新性学习。例如, 基础实验烷烃中最简单的化合物甲烷的实验室制备方法。甲烷的实验室制法有很多种, 而现行课本中要求使用的方法是采用无水醋酸钠与碱石灰 (或氢氧化钠与氧化钙的混合物) 在加热情况下来制备。但此法存在一些不足之处, 笔者通过实验探究和改进, 利用不同催化剂对甲烷制备实验的效果比较, 并对合适的反应物配比进行了探索, 引导学生们根据不同对象在不同的条件选择相对比较适宜的实验方案, 从而真正达到丰富原有的知识和实验内容、并让实验具有时代性、新颖性和研究性。
2、强调普通实验药品和简化实验仪器
化学课程标准中明确要求“教师指导学生利用生活中的常见药品和简易的实验仪器, 或替代实验用的化学药品”, 在保证实验安全性的前提下, 积极选用课本中常见的物质, 简化步骤, 用最少的实验仪器能达到最佳的实验效果, 不仅能培养学生的创新意识和探究能力, 同时能培养学生的环保意识和提倡节能型生产和节约型社会。在甲烷实验室制备中, 笔者选用学生最熟悉的几种物质作为催化剂:氧化钙、氧化镁、二氧化锰、氧化铁、氧化铜、铁+氯化钠。简化实验仪器, 只需要试管、铁架台、酒精灯即可, 本实验用排水集气法在量筒中收集所产生的气体, 经笔者实验证实, 产生的气体是否有经过装有浓硫酸的洗气瓶对实验结果影响不大, 可以省略这个较危险的仪器和步骤。
3、高中化学实验课教学方法的改进与优化
教学内容的优化决定了我们不可能再采用传统的单一、被动的教学方式, 按部就班的实验步骤和与老师实验结果或现象一致的教学方法必将导致学生在实验中依样画葫芦, 照方抓药, 让学生是去了自己的积极性、主动性和创新性。同时, 化学课程标准中也倡导学生学会思考、学会合作, 由此建立和形成发挥学生主体性的多样化学习方式, 这也是化学实验课的核心任务。对于衡量甲烷实验室制备方法的评定标准仅仅是考察甲烷产率的高低, 忽略了反应的速率以及过程中试管的破裂 (表1) 对最佳实验条件选择的影响, 对实验本身的优劣的判断造成了较大的局限性。笔者通过反应产率、反应速率、试管损坏程度等多方面对实验进行了综合分析和评定来确定“催化剂选择”、“反应物的合适配比”和“催化剂用量”。
实验的思路和步骤:首先, 确定取3g无水醋酸钠、1.5g氢氧化钠和1.5g上述6中催化剂分别进行加热反应, 在收集气体达到量筒的50m L、100m L、150m L、200m L、250m L、300m L、350m L、400m L和500m L处记录每种催化剂所需要的时间, 然后画图找出趋势最明显的某种催化剂的曲线, 同时还要根据表1试管损坏情况表综合考虑催化剂在实验中稳定性和温和性。然后, 确定下某种最优催化剂后考察在该催化剂催化作用下反应物的合适配比关系, 选择醋酸钠与强氧化钠质量比为6:1、3:1、2:1、3:2和6:5, 在相同的反应时间内记录生成甲烷气体的体积量, 从而确定最优的反应物的合适配比。最后, 在最优的反应物的合适配比下对该催化剂用量进行优化, 选用该催化剂用量为0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g和3.0g, 记录在一定时间段内生成甲烷气体量的变化情况, 根据反应稳定性确定该催化剂用量情况。
三、学生对改进后的化学实验课的评价
为了检验化学实验课改进与实践的效果, 笔者设计了问卷, 对实施改进后化学实验课的试点班级的学生进行了调查。共发放了调查问卷135份, 收回有效问卷123份, 回收率为95.6%。调查内容和调查结果统计见表2。
从表2我们可知, 改进后的化学实验课对学生学习化学的态度帮助感到很好和比较好的达到94.3%, 同时, 学生们都能在化学实验课上积极主动动手操作, 仔细观察实验现象和分析出现的问题, 强化实验基本原理的联系和记忆, 积极思考和探索新的实验方案, 改变了过去草草了事或私改实验数据等的不好现象。
总之, 高中化学实验教学的精髓是学生在教师启发和指导下进行自主学习, 运用科学知识和方法进行的实验探究活动, 激发自身的学习兴趣, 全面发展学生的探究思维、探究技能、创造意识和创造能力。学生才是学习的主体, 教师要站在学生的最近发展区上优化和丰富实验内容, 促使学生在高中学习中“适应未来, 创造未来”, 使自己成长为21世纪的合格人才。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部:《普通高中化学课程标准 (实验) 》, 人民教育出版社, 2003:31。
[2]李广州、陆真:《化学教学论实验》, 科学出版社, 2006。
[3]谢主兰:《改革实验教学, 培养学生的实践与创新能力》, 《实验室研究与探索》, 2007, 26 (6) :95-97.
高中物理实验教学是物理教学中的重要组成部分,它不仅能够使学生掌握基本的实验技能,还能够完善学生的物理思维,激发学生的学习兴趣。物理作为一门难学、抽象的学科,更需要实验进行辅助,但是如何让实验发挥其功能,还需进一步研究。物理实验是获得感性材料、探索物理规律、认识物理世界的基本手段,也是检验物理理论的唯一标准。在物理学产生和发展的过程中,物理实验自始至终占有极其重要的地位,发挥了巨大作用。物理学来自于生产、生活和科学实验,所以观察和实验是学习和研究物理最基本的方法。通过物理实验及其教学,可以培养学生的观察思维能力、动手操作能力、分析解决问题的能力和创造能力,更能培养学生实事求是的科学态度、良好的学习习惯和浓厚的学习兴趣。特别是在加强素质教育的今天,实验更是实施素质教育的一条主要途径。
1 高中物理实验教学现状
现阶段,高中物理实验教学中存在很多问题,导致高中物理实验教学不能够达到预期的教学效果,很多学生不能从中得到应该具备的能力。针对实际教学进行分析,发现高中物理实验教学存在以下问题。
对实验教学不够重视 现阶段,学校以及教师对高中物理实验教学的重视还不够,很多学校在安排课程或者教师在教学时没有把实验课程安排在其中,只是在授课过程中渗透一些实验的内容,将实验以口语表达的形式传达给学生,而不是让学生亲自动手发现实验的真谛,得出实验结论。例如,有些高中物理实验课堂出现这样的现象:学生不是做实验,而是通过多媒体设备“看”实验,通过文稿演示。这样的行为完全将物理实验的意义扼杀。
实验设备不完备 与以上的状况相比,还有一些学校虽然让学生参与实验,但是实验的仪器设备远不能满足实验所需,很多实验仪器年久失修,其精度已经不满足实验规定,甚至完全影响实验的进程,根本不能得出正确的实验结论。因此,不但不能给学生提供实践支持,还会给学生的学习带来困扰,甚至给学生错误的认识。
学生机械动手,能力得不到提高 高中物理实验教学中,学生进行实验时,虽然在动手,但是完全是单纯的机械操作,教师在进行实验指导时会将实验目的、所需仪器、实验步骤、实验注意事项等一一罗列出来,指导学生进行实验操作,所以学生所要做的只是一系列的机械动作,然后根据现象得出与教师完全一致的实验结论。整个实验,完全不需要学生去考虑为什么进行这一步,实验中还存在哪些不完善等,导致学生的动手能力得不到应有的提高,对实验相对应的理论知识得不到进一步的认识。
以试题代替实验 当前还出现另一种实验的教学方式,就是试题实验。教师编制大量实验类型的习题,将实验演变成各种试题,学生用笔“做实验”。这样大大挫伤了学生的积极性,增加了学生学习的负担,使实验在“应试”教学前完全扭曲。
这些现象从一定程度上反映出高中物理实验教学中存在的问题——教学重讲解,轻实践。这样的教学结构使教学活动进行得索然无味,大大削弱了教学质量。
2 高中物理实验教学方式的改进
针对现阶段高中物理实验教学现状,应该采取一些改进办法,进行改革。现代物理教育必须摒弃以前以教师讲解为中心、课本机械复制的模式,转向以学生为中心,让学生通过知识的引导,自己提出问题,设计实验,进行验证解答。这样能够使学生建立更好的物理思维,学会学习,在实践中得出理论,用理论支持实验,培养学生的科学精神,完善学生人格。教师也应该精心设计实验,用不同的实验设计来满足不同学生的实验要求,使学生更加全面地认识实验,操作实验,从中获取知识和经验。针对现实情况,物理实验教学的改进应从以下几个方面进行。
加强实验训练 将实验改成“实验——训练”的方式,目的在于培养训练学生的实验技能和实验方法。让学生在实验中能够明确体会到实验进行的依据,为什么要进行实验,怎么进行实验能够达到目的。让学生以主导身份参与到实验中,真正了解实验应怎样进行才算规范、合理。同时教师加以点拨,使学生的实验精确、准确,与理论相符。
高中物理实验中,几乎所有的实验都要求学生达到一定实验技能的要求,如基本测量工具的使用、实验误差的处理、实验数据的处理、万用表的使用、电阻电压的测量、示波器的使用。严格的实验训练能够培养学生的实验能力,如进行实验时应该怎么选择实验仪器,怎样选择合适的测量工具,怎样使用实验设备,怎样合理地安排实验步骤,怎样将实验误差控制到最小,等等。
加强实验归纳 实验进行过程中进行实验归纳,也是高中物理实验要培养的能力,教学中需要归纳的往往是概念、方法等,教师应该创设情境,自己独立去思考,构建实验方法,控制实验条件,控制实验中的干扰因素,通过实验得出有效的实验数据,分析处理数据,归纳总结出实验结论,或者通过实验观察实验现象,归纳总结出实验结论。分析归纳结论也是加强学生实验思维的方式,以实验报告的形式表现出来,使得学生能够系统地进行实验。
加强实验探究 实验探究是学生学习物理规律的基础,很多物理结论最初也是由假设探究证实而来的。教师应该设计实验让学生体会完整的假设猜想→探究实验→得出结论这一步步的实验过程,让学生根据已学知识自己制订方案,提出问题,设计实验探究验证,自己完善实验步骤,自己选择所需实验设备、仪器,搜集数据,验证修正,最后得出要探究的结论。这样的实践探究能够大大激发学生的学习兴趣,在兴趣中加深对理论的理解,使物理教学也能够顺利进行。
如重力加速度计算这节实验中,学生按照指导教材的步骤操作完成之后,考虑一下影响实验准确性的因素有哪些?如果将小铁块换成木块,实验结果会不会有变化?如果拖带阻力增加,对于加速度打点眼孔的距离影响是什么?这些实验中就会想到的探究问题可以帮助学生更好地对实验步骤进行理解。
加强实验应用 实验的应用不仅仅局限在高中物理实验教学中,而且存在于生活中的方方面面,很多规律、结论能够解释生活中的很多现象。当学生能够从实际生活出发,发现生活中的物理现象,并能够再现于实验中,那么学生的物理实验能力就已经达到标准,甚至超出实验要求。同时实际生活中的物理更能够帮助学生学好物理、理解物理、应用物理。教师在教学时也应该将重点向实际生活偏移,使学生真正达到活学活用。
重视实验教学,改进实验设备 以上实验教学方式的改进都应该建立在实验设施完备、校方全面支持的基础上,才能够使高中物理实验教学顺利得到改进。有完善的硬件支持,学生才能拥有一个开放的平台,自由施展对物理的热爱。现阶段的高中教学更注重应试,忽略了能力方面的锻炼,更是埋没了学生的兴趣。所以应该提起对实验教学的重视,加大投资力度,使教学能够达到事半功倍的效果。
3 结语
高中物理实验教学还存在很多弊端,很多问题还要进一步解决。比如:如何将物理实验更加多样化?如何使其与生活联系得更加紧密?如何加强实验中对学生的评价?等等,这些都是高中物理教学过程中应该着重研究的方向。
参考文献
[1]孙素娟.高中物理传统实验教学方法的改进[D].上海:上海师范大学,2009.
[2]胡凤娇.农村高中物理实验教学模式的研究[D].天津:天津师范大学,2012.
与以前的教科书比较,新教科书的课文篇目有了显著增加。每个专题的内涵或学习方式的整体性、板块之间人文内涵的相关或互补性,需要教师既尊重专题(或板块)的整体性,又创造性地处理文本,进行整合式教学以提高教学效率,立足文本阅读以实现“用教材教”。例如,必修三第二专题第三版块“底层的光芒”,由两篇不同文体的作品组成,它们分别是高尔斯华绥的短篇小说《品质》 和杨绛先生的《老王》。文体虽然不同,但可以抓住它们的共同点进行整合,设计如下教学思路:①明确两篇文章描写的主要对象的身份;②粗读文本,看两篇文章分别描写了格斯拉和老王生活中的哪些片段;③分别概括格斯拉和老王的性格特点;④细读文本,体会两篇文章的写作手法和语言特色,感受两位作者对格斯拉和老王的情感态度;⑤《老王》的结尾说“那是一个幸运的人对一个不幸者的愧怍”,那么格斯拉和老王是不是“不幸者”?如何理解他们的“幸运”或“不幸”?⑥尝试为格斯拉和老王拟写挽联。这样地整合教学,既落实了引导学生在文本阅读活动中学会研习文本、开展问题探讨、充分展开多重对话,又发展了学生独立阅读的能力,使学生在主动积极的思维和情感活动中,获得独特的感受和体验,切实提高了语文素养。
当然,在整合处理几篇文本时,也可以通过其中一篇的重点研习,带动相关文本的学习,实现“用教材教”。例如,必修一第三专题“月是故乡明”的第一板块“漂泊的旅人”的学习,可以老舍先生的《想北平》为主,整合“现代散文选读”“难以忘怀的故事”专题中先生的《北京的春节》一文,通过“诵读语言?邛分析手法?邛品味情感”,比较两篇文章在不同的语境下的语言情感格调,以多层面地领会作家对家乡北平的挚爱之情,以及作为一个平民作家、自由主义知识分子在国势危艰时的无奈伤感和深切悲痛。在句式、修辞、虚词、语句等的揣摩中落实“三个维度”的融合,同时迁移阅读《我心归去》、《乡土情结》两文,提升学生的素养和能力。
(二)聚焦语言,训练思维
在全面落实“新课标”的今天,教师帮助学生“探寻适合自己的学习方法和途径”的要义在于引领学生紧扣文本中语言这根主线,指导学生透过语言的形式去发现作品所表现的内容,由此建构生成新的“言语内容”,提升思维品质。
在阅读教学中,如何引领学生养成“良好的现代汉语语感”、“根据语境揣摩语句含义”、“体会精彩语句的表现力”呢?笔者在教学中进行了以下尝试:
1.诵读悟情。研习老舍先生的《想北平》一文时,以诵读贯穿品味语言的始终,揣摩字词的深层含义以及蕴涵其中的情感。如诵读
“西山的沙果、海棠,北山的黑枣、柿子,进了城还带着一层白霜儿呀!哼,美国的橘子包着纸,遇到北平带霜儿的玉李,还不愧杀”时,揣摩后明确读“西山的沙果、海棠,北山的黑枣、柿子,进了城还带着一层白霜儿”时要用平缓语气;“白霜儿”要用带京味的腔调来读,因为它透出了瓜果的新鲜味和作者的几分自豪感;“还不愧杀”句应在“还不”处略作停顿;“愧”字应重音;“杀”字轻短收束。这几句话反映出了深浸于老北平的作者对家乡细微真切的自豪感,淡语情深,那种对和平安宁淳朴恬静的怀念和充溢于家园之思的情愫从文字间细细渗出。很难想象,没有指导诵读这个环节,学生怎能走近老舍,领悟文章的这份刻骨真情?
2.语境揣摩。教学初唐诗歌《春江花月夜》时,课上有学生提出“海上明月共潮生”的“生”应为“升”,认为顾名思义,明月伴着潮水的上涨而上升,符合自然客观规律。笔者没有急于回答,而是让学生到诗歌文本中去体会。果然,有学生依据“可怜春半不还家”句中“春半”一词的时间提示和注释中“江海潮涨之时即月相满盈之时”,从地理学角度解释那一轮圆月乃是伴随着海潮一同生长出现的,应该用“生”;也有学生从诗篇主要意象“月”一夜流动运转的角度,认为“月”出生(出现)?邛升起?邛高悬?邛西斜?邛落下,演绎了迷离朦胧的春江美景,寄托了游子思妇缠绵缱绻的离情别绪,应该用“生”;还有学生联系“滟滟随波千万里,何处春江无月明”两句,从修辞的角度提出“生”字赋予明月和潮水以人的生命和动态,他们共同生长出现,一同嬉戏,潮水走到哪儿,月光就追随到哪里,一个“生”字将诗句变活了。学生能根据语境揣摩词语含义,如此合理建构,不正是我们所期待的么?
3.增减调换。如在教学《雷雨(节选)》时,笔者尝试了从舞台说明和周鲁两人对话中人称变化的角度推进问题探讨。师生对话时,有学生提出课文结尾处舞台说明(慢慢撕碎支票)中的“慢慢”应改为“立即”更符合侍萍的性格。笔者觉得这个问题很有价值,立即发动学生进行讨论。持“立即”论的学生认为:“在周朴园要拿钱收买侍萍的时候,侍萍彻底看清了周的本质,看透了他的自私和虚伪,愤怒斥责了周朴园的卑鄙,毅然撕毁了支票,维护了自己的人格和尊严”,且与前文周朴园“忽然严厉地”责问侍萍时侍萍“悲愤”、“愤怨”的态度一致,反映了侍萍性格中倔强的一面。而持“慢慢”论的学生则认为:“五千块钱对于月钱只有八元的侍萍来说是个天文数字,面对支票,她不能不经历一阵心灵震颤和短暂的琢磨,‘接过支票’的动作和‘谢谢你’的回答便验证了这样的心路历程。最终‘慢慢撕碎支票’则说明善良软弱的鲁侍萍在看透周朴园的面目后的悲苦痛楚和彻底绝望,也借此维护着自己最后的人格和尊严。”“一千个读者就有一千个哈姆雷特”,学生这样富有个性的见解,主动积极的思维不正是他们思辨能力和批判能力提升的结果吗?
(三)注重延伸,合理拓展
新课程标准关注学生“应用·拓展”能力的发展,提出“注重跨领域学习,拓展语文学习的范围,通过广泛的实践,提高语文综合应用能力”的要求。“自主、合作、探究”的学习方式使得学生在学习过程中,探究的范围必然会延伸到文本以外。那么,该如何拓展呢?笔者以为应当立足于文本合理拓展,在书面语言的学习上适当延伸广度、拓展深度,进而加深对文本的理解。
l.适当的拓展有助于学生建构对文本内容的认识。回到前面《雷雨(节选)》教学中学生对舞台说明(慢慢撕碎支票)中“慢慢”一词的争执中来,面对学生不一样的理解,笔者在屏幕上打出了原作中的几句台词:①鲁侍萍撕碎支票后,周朴园叫人让周萍下楼并说:“侍萍,你不要太固执。这一点钱你不收下,将来你会后悔的。”②周朴园宣布开除鲁大海后,鲁大海想进一步揭穿周朴园的面目时,鲁侍萍(至大海前)说:“别说了,走吧。”③第三幕戏中鲁侍萍高声阻止鲁大海复仇时说:“你要是伤了周家的人,不管是那里的老爷或者少爷,你只要伤害了他们,我是一辈子也不认你的。”④第三幕戏中鲁侍萍含泪劝导女儿四风:“我太不敢相信世界上的人了。人的心都靠不住,我并不是说人坏,我就是恨人性太软弱,太容易变了。”联系前面鲁侍萍对周朴园的话“你们逼着我冒着大雪出去,要我离开你们周家的门”、“那是你们老太太看着孩子快死了”再让学生思考。有学生说:鲁侍萍恨的是三十年前周朴园的“软弱”,恨的是自己的“命”苦,更恨的是来自“你们老太太”的势力,而对眼前的周朴园则“爱恋依然存在几许?邛宽容?邛失望?邛彻底伤心”,故而“慢慢”一词更符合鲁侍萍人性中幼稚的一面。此说与作者曹禺本人的看法近乎一致。
空间编码是GIS与全球空间数据组织与共享的.重要基础.针对QuaPA编码方法进行三维与全球空间编码时存在数据冗余和象限二义性问题,采用双Morton编码和象限标识后置方式进行改进,提出QuaPA+方法.介绍QuaPA+编码步骤及其反演原理,并以中国及邻区地表及地下10 km、20 km以浅的三维球壳空间网格划分为例,分别进行了球壳网格的QuaPA和QuaPA+编码实验.实验表明,QuaPA+编码解决了象限二义性问题,缩短了编码长度,节省了存储空间.
作 者:吴立新 殷倩 蔡振锋 车德福 WU Li-xin YIN Qian CAI Zhen-feng CHE De-fu 作者单位:吴立新,WU Li-xin(东北大学3S与数字矿山研究所,辽宁,沈阳,110004;中国矿业大学3S与沉陷工程研究所,北京,100083)
殷倩,蔡振锋,YIN Qian,CAI Zhen-feng(中国矿业大学3S与沉陷工程研究所,北京,100083)
车德福,CHE De-fu(东北大学3S与数字矿山研究所,辽宁,沈阳,110004)
【关键词】高中化学;实验教学;实践;研究
化学中的实验教学部分,是高中化学阶段中非常重要的组成部分,也是培养学生学好化学知识与应用的基础。因此,教师应在高中化学教学中,重视化学实验的教学。但是,当前的化学实验教学中,存在着一些问题与不足,影响着培养学生化学实验的能力。笔者就自己多年的化学教学实践,总结当前化学实验教学的不足,谈谈有效改进高中化学实验教学的实践方法。
一、当前高中化学实验教学中存在的不足
1.化学教师对学生的引导作用还不够。
高中化学虽然没有语文、数学、外语的地位高,但是它在高考中,也有着非常重要的地位。高中化学中的实验部分,也是高考中的必考部分,但是化学实验课更多的是教师课堂上的知识传授,实际的动手实验却非常少,尤其学生在教师的引导下进行的真实的化学实验操作就更少了。学生缺乏实际的动手实验,缺乏教师有效的引导,化学实验教学自然效果不佳,长此以往,学生得不到有效的实验动手锻炼,树立不起实验思想,化学实验课形同虚设。
2.学校不够重视化学实验教学设备的投入。
化学实验是高中化学学习的主要内容,学生能够通过化学实验、实验教学,比较形象、直观地感受化学反应,理解化学知识,进而产生学习化学的兴趣,帮助学生学好化学,提高化学的成绩。但是,部分学校领导没有对化学实验教学引起足够的重视,因此,实验设备比较落后,实验室建设投入资金不足,不能满足学生对实验设施的要求,不能保证教学质量。
3.化学实验教学任务没能有效地完成。
高中化学的实验教学部分,在新课程标准中明确表明,要着重培养学生的观察能力、动手解决问题能力以及创新思维。但是,由于多方面的原因,教师没有充分完成化学实验教学的任务,学生没有落实完成真正地需要亲自动手的化学实验任务,也没有真正地去记录数据,更不用提对数据进行分析思考的过程了。长此以往,学生的实际动手能力得不到锻炼,也无法做到有效的观察能力的培养,动手解决问题能力的培养,更无从谈起创新思维的培养。
二、有效改进高中化学实验教学的实践方法
1.根据新课标的要求,转变观念并不断提升教学水平
新课程标准中明确表明了高中化学的教学目标与要求,这就要求化学教师需要根据新课标的要求,运用多种现代化的教学手段,不断提高化学实验课的教学效率,不断培养学生的观察问题的能力、动手解决问题能力以及创新思维,大力培养社会需要的人才。然而,针对当前高中化学实验教学中存在的不足,化学教师对学生引导的作用还不够,亟需教师改变错误的教学观念,不断学习新课标中的要求,更新观念。教师在引导好学生前,必须不断注重培养提高自己的能力,才能教好学生。同时,需要教师不断调整教学内容、教学方法,与时俱进,这样才能更好地引导学生,学生在教师正确有效地引导下,才能不断培养起自己的实际化学实验动手能力,培养起学生主动地观察能力,独立的思考能力,进而促进化学实验教学的良性发展。
2.学生是化学实验教学中的主体,鼓励学生积极动手参与实验
化学实验,作为高中化学学习的主要内容,能够帮助学生通过化学实验、实验教学,比较形象、直观地感受化学反应,理解化学知识,进而产生学习化学的兴趣,帮助学生学好化学,提高化学的成绩。教师要明确化学实验教学中,学生的主体地位,教师的引导地位。学生需要在教师的引导下,发挥自己的主观能动性,不断亲自动手参与化学实验,不断提高自己的化学实验能力。教师要不断地鼓励学生主动积极地去参与化学实验,不断激发学生学习化学的兴趣,变被动学习为主动学习,主动探索。只有这样的实验教学,才能培养出社会真正需要的具有主动学习能力、探索能力、思考能力的化学人才。
3.运用多样化的教学手段开展实验教学
化学教师应该运用多样化的教学手段,激发学生的兴趣,不断地开展实验教学。在开始进行实验教学时,学生需要教师手把手地教导,只有这样,学生才能够比较好地入门。但是,学生经过多次实验课后,教师就不需要手把手地去教导,只需要启发、指引学生,让学生自己亲自去做实验,当学生有疑问时,教师启发学生去解决。与此同时,教师也可以在课堂上,一边讲解化学知识,一遍演示化学实验。学生非常喜欢这种直观的教学方法,刚刚学习过的化学知识,紧接着通过教师在课堂上演示的化学实验进行展示,能够帮助学生更好地理解吸收消化刚刚学过的知识。
三、结语
虽然,当前的化学实验教学存在一些问题与不足,化学教师对学生的引导作用不够,学校对于实验教学设备的投入不足,化学实验教学任务没有完全地落实等,但是只要化学教师们对化学实验教学引起足够的重视,不断改善,定会取得相应的成效。新课标标准下,化学实验教学需要提倡以学生为主体,强调学生要亲自动手去实际操作化学实验的过程,只有这样,才能不断培养学生的能力,也能不断提高化学实验教学的有效性。
【参考文献】
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[3]马健生,蔡雪.当前我国高中化学实验教学中亟待解决的几个问题[J].学科教育,2003,05.
实验3:向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液, 然后投入一小块 (约绿豆般大小) 金属钠, 观察实验现象。
钠与水反应时产生的现象是: (1) 钠浮在水面上; (2) 钠熔化成小球; (3) 钠迅速游动逐渐减小, 最后消失; (4) 发出嘶嘶的声音; (5) 滴酚酞溶液的水显红色。
该反应的原理是:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
一、该实验的不足之处
(1) 若金属钠颗粒太大, 反应很剧烈, 金属钠会燃烧起来, H2与O2混合燃烧可能发生爆炸的危险, 影响实验效果。
(2) 产生的气体难收集, 无法知道该气体的成分。
(3) 无法确定该气体的体积。
二、该实验装置变化如下
(1) 装满水的左锥形瓶 (带双孔橡胶塞) , 右锥形瓶 (滴有酚酞) 。
(2) 长导管连接到两锥形瓶, 短小导管连接带止水夹的橡皮管。
(3) 橡胶塞插一小段铜线 (用于取钠粒) 。
三、本实验操作步骤:
(1) 如图组装仪器, 检查装置气密性。
(2) 左锥形瓶中注入水至水面与橡胶塞下端相切。
(3) 另一锥形瓶中滴入几滴酚酞溶液。
(4) 切取一粒钠将其插在铜线头上。
(5) 实验时, 把长导管伸入右锥形瓶, 插有钠的橡胶塞迅速插入装水的锥形瓶, 并塞紧。
(6) 钠与水剧烈反应, 装水的锥形瓶中的水沿导管流入另一滴有几滴酚酞溶液的锥形瓶中。
(7) 右锥形瓶收集到40mL~50mL溶液, 且溶液由无色变为红色, 装水的左锥形瓶液面下降很显著。
(8) 取注射器插止水夹下方的橡皮管, 抽取气体, 随着气体的抽取, 溶液从右锥形瓶回流到左锥形瓶, 左锥形瓶内溶液由无色变为红色。抽尽气体, 溶液装满左锥形瓶。
(9) 抽气后将注射器移近火焰, 匀速推出气体, 针头处立即燃起细长的火焰。用干燥的烧杯罩在火焰上, 烧杯内出现白雾。
(10) 打开止水夹, 左锥形瓶中的水又沿导管流入右锥形瓶, 直到两锥形瓶溶液的液面相同。
四、本实验的特点
(1) 充分体现钠与水反应的现象。 (1) 钠浮在水面——说明钠的密度小于水; (2) 钠熔成小球——说明该反应为放热反应, 且金属钠的熔点较低; (3) 钠四处游动——说明该反应有气体产生, 且验证该气体为H2; (4) 酚酞溶液变红——说明该反应有碱生成。
(2) 改进装置后, 实验仪器易得, 实验操作简单, 安全性强, 现象鲜明, 且可使学生理解气体压强可将液体从一个容器转移到另一个容器。
(3) 本实验装置可避免金属钠发生燃烧, 防止H2与O2混合燃烧可能发生爆炸的危险。用燃烧的方法检验氢气现象非常明显。点燃氢气时, 不用检验氢气的纯度, 节约了时间, 提高了课堂效率。通过注射器, 可以大约知道产生的氢气体积。
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