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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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浅析高中化学实验教学

【作者】 李明强

【机构】 (青岛西海岸新区第二高级中学)


【正文】摘 要:化学实验可以激发学生学习的兴趣,帮助形成化学概念,获得化学知识和实验技能,培养观察能力、实验能力、科学探究能力和思维能力。新课程理念下的高中化学教学将通过以化学实验为主的多种探究活动,培养学生严谨认真的科学态度,改验证性实验为探索性实验,推广“微型实验”,体现绿色化学原则。
  关键词:新课程;高中化学实验;绿色化学
  化学是一门以实验为基础的学科。化学上的许多理论和定律都是从实验中发现归纳出来的。同时,化学理论的应用、评价也有赖于实验的探索和检验。虽然到了近代乃至现代,化学的飞速进步已经产生了各种新的研究方法,但是,实验方法仍然是化学不可缺少的研究手段。新课程改革将科学探究作为突破口,科学探究不但是一种重要的学习方式,同时也是中学化学课程的重要内容,对发展学生科学素养形成具有不可替代作用。
  一、让实验尽可能体现绿色化学观念
  随着社会的发展,人们对环保观念越来越强,化学实验也要尽可能做到环保,最大程度的体现绿色化学的观念。本文将从以下几方面对一些实验进行优化以体现绿色化学观念。
  1、将一些实验方法改变,降低经济成本,减少污染或废弃物,从而真正做到绿色化学。
  案例:由铜制备硫酸铜
  不同的制备方法都可以得到相同的产物,但是我们要选择最符合绿色化学要求的线路进行试验。
  方法1、用铜单质和浓硫酸
  试剂:铜、浓硫酸、沾有氢氧化钠溶液的棉花、品红溶液
  实验仪器:铁架台、试管、酒精灯、导管、火柴
  原理:Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O
  评价:此方案是现在教材实行方案,但不符合绿色化学的观念。因为二氧化硫的生成,二氧化硫有毒会造成空气污染,同时还会导致酸雨的形成。绿色化学观点是:尽可能少使用或少产生有毒有害物质。
  方法2、用铜单质转化为氧化铜后,再与稀硫酸反应制取
  试剂:铜、1mol/l H2SO4溶液
  实验仪器:铁架台、试管、酒精灯、火柴
  步骤:先把1g铜屑放在空气中加热,看红色的铜屑全部变成黑色的氧化铜后,停止加热。再把黑色的氧化铜加入到1ml 1mol/l H2SO4?溶液中反应。
  原理:2Cu+O2====2CuO
  CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
  评价:此方案相对于第一种方案的最大优点在于没有产生有毒的二氧化硫。符合了绿色化学观念。
  2、由于高中化学实验技术的局限,也及条件的限制,很多实验看到的都只是宏观的现象,微观变化只能由教师理论分析,观看教材中的插图,并引导学生进行分析和理论推测,但是这往往很难在学生脑海中建立起对微观变化的正确理解。这时如果借助计算机多媒体技术,把微观运动形象化,把微观现象以生动的画面、鲜明的色彩逼真地表现出来,有利于学生将宏观现象和微观变化有机地统一起来。例如,常规的电解饱和食盐水实验,只能通过对阴极和阳极的电解产物的检验来推测和想像电解过程中各种离子的移动情况。为了形象地展示电解过程中的微观变化,我们可以利用多媒体技术,设计三维动画模拟电解饱和食盐水时溶液中Na+、Cl-、H+、OH-离子的运动情况,从微观本质上加深对电解过程的理解。
  有些化学实验中涉及的试剂有毒、易燃、易爆,实际做起来危险性较大。对于这样的实验则可以利用计算机进行模拟,不但让学生观察到了实验现象,而且还节省了药品和时间。另外,化学实验中的一些危险操作,只能由教师口头讲述其错误的原因和可能造成的后果,却不能通过真实的实验来演示。而利用计算机的动画模拟可以让学生“亲自感受”错误操作带来的危害,给学生以深刻的印象。但是必须明确,各种媒体呈现给学生的现象只是物质运动变化的“影像”或模拟,它不能代替真实可信的具体实验,让学生亲自做实验,探究实验,是学生获得化学知识,全面提高科学素养的最重要的途径。
  二、课堂演示实验有效性策略
  演示实验是由教师在课堂上结合教学内容进行的实验。演示实验能紧扣课堂教学环节,以其形象、生动的教学效果,灵活多变的实验方式,有效的配合化学课堂教学,提高学生的兴趣,有利于学生对知识的理解和掌握,启发学生的思维活动;更重要的是演示实验能发挥演示教学的“示和范”作用,培养学生正确的实验方法,实验操作的精确性和规范化。在演示实验中,教师的实验能力的高低决定着演示教学的效率,为达到演示实验的最大效率,我们做到“二高三重”。“二高”:成功率高、可见度高。首先,演示实验成功要高。因此,教师在思想上要重视演示实验,在演示前,要认真备课,明确该实验所要达到的目的要求,并围绕目的要求处理好实验和讲课的关系;精心设计好演示的程序,适时地科学地选择好实验材料、实验装置、实验方法、准确的实验时机及对学生提出观察的要求和思考问题。在课前事先进行实验,使自己的实验操作规范、熟练,研究和摸索可能发生的问题和实验成败的关键,做到心中有数,确保课堂中实验现象明显,以及教学时间的计划掌控。其次,教学过程中,可见度高。操作要面对学生,尽量让全班学生都看清楚过程,同时要注意实验的教学性,操作过程中结合所教知识点进行适当加以解释说明。要注意实验操作的精确性和规范化。“三重”:重视实验思想的渗透、重视实验过程的分析、重视实验方法的培养。在观察实验现象的过程中,教师最好走下讲台,让学生更清楚的进行观察现象。最后,实验现象出现后,教师引导提示让学生分析说明,进一步明确实验目的,实验内容,思考该实验设计的原理、方法及思路,从中有所启迪,有所收获。例如,“Fe(OH)2制备”演示实验。在演示实验开始前先提出要求,认真观察:(1)反应物的加入顺序及方法。(2)实验现象如何变化。结果分析讨论,教师设疑:(1)为什么装有氢氧化钠溶液的胶头滴管要深入液面以下。(2)沉淀的颜色为什么会有一个过程的变化:白色——灰绿色——红褐色?通过讨论分析,提高学生注意力,在加深知识印象,提高课堂效率的同时,培养学生的观察分析能力。
  三、完善实验教学体系
  化学是一门以实验为基础的自然学科。与旧教材相比,新编教材更突出化学实验在教学中的作用和地位,更关注学生在实验中的参与性、研究性和创造性。新教材在继承和保留旧教材部分演示实验和学生实验的同时,通过设置边讲边实验、趣味实验和家庭小实验等方式,鼓励和激发学生对实验的兴趣。教学中,我们应根据教学内容和教学进度,充实和完善相关的实验教学体系,丰富和活化学生的科学方法。新教材针对化学概念抽象、难懂的特点,编写时通过增加或改变实验呈现方式的方法,引导学生通过动手实验、观察现象、分析变化等过程,亲身体验知识的发生、发展过程,从中学会发现问题、分析问题、解决问题的能力。例如,《碱金属》第一节“钠”的有关性质就由原先的演示实验改为边讲边实验,让学生在教师预设的实验流程和启发引导中,感悟这种可切割金属的性质;再如,“离子反应”概念的导出,教材通过新增的环环相扣的三个演示实验,让学生通过对实验的观察与思考,自己归纳出BaCl2溶液和CuSO4溶液之间进行的反应实质上就是Ba2+和SO42-之间的反应。这种变“师讲生听”为“学生自主”或“师生互动”的实验探究方法,正是新教材贯彻培养的科学方法模式之一。
  总之,实验教学在新课程教学理念中占据重要的一环。“实践是检验真理的唯一标准”。社会需要创新,就需要我们要有创新的方法。合作和探究将成为社会的主题,环保与绿色就是化学的关注!
  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,2004
  [2]江祖乐;搞好实验改革,提高学生素质;《中学化学参考》;2000.01
  [3]王爱富;中学化学创造性实验教学策略与探索;《化学教育》;2000.03