实验共包括十一项:演示实验、学生分组实验、边讲边实验、实验习题课、实验复习课、家庭实验、化学晚会、课外实验小组、实验展览、开放实验室、实验考查与实验考试。这些不同类型的实验既互相联系又相互补充,从不同角度训练学生的实验技能。
(1)演示实验
演示实验是化学课堂教学的重要组成部分,能培养学生观察和分析问题的能力,此法给学生较强的示范性。常用于验证定义,在讲述化学性质时,演示实验是由感性到理性认识问题的起点。
要求:目的明确,操作正确;现象明显,叙述准确;布局合理、美观,给学生良好的示范。
(2)学生分组实验
学生分组实验是学生获得独立操作和正确技能的方法之一。通过学生自己动手动脑,对实验现象的观察和分析获得正确的结论,并能提高书写实验报告的能力。还可巩固已学过的知识,加深对化学概念和原理的理解,从而提高观察和发展思维的能力。
要求:预习过程,操作有序,细心观察,填写报告,物放原处。
(3)边讲边做实验
结合教学内容,在教师指导下,学生自己在课堂上动手做实验,观察思考分析问题后,从而理解和形成本节课的新内容,教师再给予必要的讲解或提示,这也是“学导式”教学法的必要形式之一。这种教学方式有利于提高学生获取知识的能力,能有效地提高学生的课堂吸收率。把主动权交给学生,是培养学生探究知识的有效教学措施。
要求:课前准备,充分齐全;药品仪器,布局一致;严格要求,检查辅导;叙述准确,结论合理;评优补差,启发诱导。
(4)实验习题课
在教师指导下,学生运用所学的知识和操作技能,独立地分析、解决一定的实验习题,是培养学生独立操作、思维和解决问题能力的有效方法。
要求:基础知识,掌握准确;设计方案,切实可行;节约药品,考虑周全;及时记录,完成报告。
(5)实验复习课
通过实验的手段复习化学知识的一种课型。此课型对学生牢固掌握知识,巩固实验技能,使知识和技能融为一体,提高学生分析综合问题的能力有相当的重要性。
要求:知识归类,条理清晰;实验操作,巩固技能;前因后果,逻辑推理;分析思考,结论正确。
(6)家庭实验作业
有助于巩固课堂学到的知识和技能,扩大学生的知识面,培养学生的化学兴趣和创造性。
要求:注意安全,家长配合;废物利用,趣味倍增。
(7)化学晚会
培养学生热爱化学,提高学习兴趣,启迪思路,发展智力,扩大知识面,丰富学生的业余生活。
要求:知识娱乐化;形式丰富多采。
(8)实验考查与考试
是检查学生掌握知识、操作方法和技能的手段,同时也能检验自身实验教学的效果。
方法:①课前提问。②统一试题,分组考试。③多题抽签,单独考试。④家庭作业,自选试题考试。⑤实验竞赛。
具体做法
(1)开学初,要进行化学实验的目的性教育。
在绪言课上,以大量实验引起学生的化学兴趣,除课本两个实验外,是否可增加部分实验,如:三氯化铁和氢氧化钠反应,硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应,氯化钠溶液和硝酸银溶液反应,指示剂与酸、碱液的反应,星光灿烂,冰块燃烧等实验。再告诉学生,学化学就要注重实验。提出实验时观察的要点:即气味、状态、声音、温度变化,燃烧情况、发光及颜色变化,烟、雾、沉淀、气泡等几个方面现象。
教师的操作一定要规范化,注意首次观感的烙印,给学生良好印象。
让同学认识几种常用仪器:铁架台、试管、烧杯、酒精灯、试管夹、石棉网等。要求学生对主要仪器能写会画,要给予正确的示范。
绪言课后,留几道家庭实验观察思考作业。
①观察新铁钉和带锈铁钉有何不同?属于什么变化?
②观察炉火中火焰、煤球和煤灰有何不同?属什么变化?并记录观察的全过程。
③在喝汽水时,将观察到的现象记录下来,属于什么变化?
④打开衣箱后,闻到什么气味?再观察放置一段时间的卫生球有何变化?为什么?
⑤观察灯泡发光,钨丝有什么变化?
这样的家庭观察作业比只是思考和笔答的效果好。既巩固课堂知识,又能使同学注意日常生活中的化学现象,加强课内外的结合,有利于同学获取知识。
(2)化学实验基本操作的教学除讲清化学仪器的名称、性能、使用范围,还要正确示范,学生模仿,操作规程要求牢牢记住。
如:固体药品取用:粉末用药匙,块状用镊夹,试管横放送底部,金属颗粒要小心。
液体药剂取用:瓶盖倒放好,瓶口对管口;手持试管中,沿着器壁倾;标签向手心,眼把量来瞅。
振荡:三指握、二指蜷、腕动臂不动。
搅拌:逆时针、动作轻、声音小。
加热:点燃酒精灯,灯帽别乱扔;必用火柴点,严禁来对火;熄灭酒精灯,必用灯帽盖。
(3)实验一二的分组实验是在学生已初步学会基本操作后,让学生第一次接触具体物质的实验,即用基本操作解决实际问题的初步尝试。
要尽力控制学生新鲜好玩的心理,引导学生认识做实验是研究化学问题,而操作和技能则是学习化学知识的手段,要加以重视,专心致志。
本课要教给学生如何装置,操作,如何观察,记录。课前要写预习报告,对不完成的同学决不允许进实验室,这一关要严要求,要成为制度化。进入实验室要讲常规,随时组织教学以保证安稳的教学秩序和环境。本课采取一讲解,二操作,三总结的教法,最后,一定要评优补差。选实验效果好的同学到前面连续操作,以巩固本课内容。
以上三段教学做好,则能使教学引向深入,为学生打好基础。
(4)第一章的教学着重进行演示实验,观察法、绘图能力、分组实验,家庭实验作业,实验考查的教学。
举行科学家丰功伟绩和刻苦钻研精神为主题的讲演会,激发学生爱国热情和学习进取心。
第一节可增加空气成分测定的实验。第四节可增加溴蒸气扩散、高锰酸钾向水中扩散和二氧化氮平衡移动的实验,加强分子性质在讲述时的直观性。第五节可增加氧化汞受热分解的实验结合示教板讲解原子的概念,有益于学生理解微观粒子的运动。第三节氧气制法课后可布置家庭实验作业:用高锰酸钾制氧气;用蜡烛、细铁丝实验氧气的化学性质;用余烬木条验证氧气。这样可巩固操作技能和观察能力。
本章学完后,可进行实验复习课,教师绘出制氧装置。
讨论以下各题:
①指出各仪器的名称。
②如何检查制氧发生器的气密性?怎样加热?依据是什么?
③怎样根据氧气的物理性质确定氧气的收集方法?如何检验氧气的存在?如何验满?
④描述各部位的现象。说明反应物和生成物的颜色、状态。设计你观察的步骤。
⑤各部位起了什么变化?写出各部位反应的化学方程式,注明反应类型。说明各反应方程式读法。
⑥二氧化锰在氯酸钾制氧气时起到什么作用?说明催化剂的定义。
⑦实验室若无二氧化锰,能否用高锰酸钾代替?说明原因并写出有关化学方程式。
⑧图④部分倒入澄清石灰水有何现象?结论是什么?写出有关化学反应方程式。
⑨图中各部位的反应物和生成物里,指出哪些是纯净物、混和物、单质、化合物、氧化物?
⑩图⑥部分的化学反应说明元素、原子、分子的关系和区别是什么?
用质量守恒定律解释各部位发生的化学反应。
这样的复习课即能巩固知识又提高综合分析问题的能力。
本章还可布置家庭作业:
①点燃蜡烛,记录观察的全过程。再将木条放在火焰中部一、二秒钟,取出观察后说明结论。想一想为什么?
②做菜时注意闻味,考虑问题,并分析都属于什么变化?
③火柴点燃是什么原理?都发生了哪些反应?写出有关化学方程式。
④在废缸里倒少量水,放在炉火上加热到沸腾,再放入白糖继续加热,直至冒烟。记录你详细观察的全过程,用你所学的知识加以解释。
这样能使学生在兴趣实验中复习巩固所学化学知识,理论与实践相结合,使教师的教学深入到学生生活中,这正是课堂45分钟所达不到的。从各方面提高学生的观察、分析和思维能力。
在以后的各章节内容中也是如此,在此就不一一列举。但都要先确定本章节的教学内容、重点、难点,再确定要达到的操作技能。还要考虑如何巩固提高前章的操作和技能技巧。新内容如何给学生,怎样落实,结合知识布置什么家庭实验,哪些实验操作要考查。如何引导学生观察力的深入和条理化,叙述准确全面化、推理逻辑化,实验复习如何设计,要达到什么目的。这些内容在单元备课时要仔细考虑,合理布局,对实验教学的阶梯要安排好。
(5)化学晚会经过四个月的实验训练,学生已初步掌握一些基本操作技能,在新年联欢会上,组织迎春音乐化学晚会。节目由学生自选,教师审定,同学们的积极性充分调动起来了,对选定的节目要辅导他们做好,保证成功率。指出原理、关键、注意事项及万一发生事故的处理方法。这样既丰富业余生活又能增长知识。
让学生们获得更多的知识财富和能力是我们教学的宗旨,需积极调动学生主观能动性,家长配合是保证学生兴趣爱好的物质基础。课内外结合是巩固提高智能的有力措施。我们的教学贯彻到学生实际生活中则能变书本知识生活化。
(6)实验考试在第一学期结课前可进行实验考试,具体方法如下:先将本学期有关实验内容演示,操作、技能配合好编成练习题。每天中午和下午放学后开放实验室,让同学独立练习,教师给予辅导。每道题都规定时间和评分标准。
要求:选择并装配仪器装置、操作、叙述、画图、记录报告几个环节。实验考试占期末成绩的20%。
考试方法:①抽签单独考试。②分组练习,几个同学共同完成试题。
(7)边讲边实验由于上学期在实验基本操作下了一定功夫,从第三章可逐步增加此课型,进行“学导式”
教学法也有了基础。
如:二氧化碳一节可用“学导法”尝试。教学过程简述如下:
①复习氢气制法,阅读课文对比H2制法总结出CO2制法的系列问题。
②在阅读基础上,学生操作制CO2,给出程序,巡回辅导。
③给出讨论题:能否用硫酸代替盐酸制CO2?
④小结:仪器的灵活运用。
⑤阅读H2物理性质,CO2物理性质列表比较。
⑥阅读课文内容后,学生操作二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸与石蕊反应实验。二氧化碳与氢氧化钙反应,观察后写结论和方程式。
⑦阅读CO2用途,结合性质对号入座。
⑧本节课教师只讲两个难点:(Ⅰ)制CO2和灭火原理的反应方程式。(Ⅱ)碳酸是不稳定、易分解的酸。
⑨巩固练习题:有一盛石灰水敞口瓶子,在空气中放置久了,瓶壁上有一层“白膜”,为什么?如何除去?解释原因并写出有关方程式。
⑩家庭实验:(Ⅰ)用少量碱石(Na2CO3)或明矾与适量食醋主要成分(CH3COOH)或小苏打(NaHCO3)起反应,检验产生什么气体?(Ⅱ)自制简易灭火器。
化学实验中学生观察能力的培养(一)
化学是一门以实验为基础的学科,在化学实验中培养学生的观察能力,对于提高化学教学质量,是有重要意义的。为了获得发展观察力的良好效果,必须注意对观察力进行培养和指导。华中师范大学第二附中林水洲老师总结介绍的做法是:
要有目的的观察
学生在开始接触化学实验时,常常不知道应该观察什么,不能长时间地把视线集中于应该观察的方面,因此,在指导学生观察时,首先必须使学生明确观察目的,并迫使自己的知觉服从于这一目的,要求学生边做实验边记录描述观察现象,处理观察结果,可以提高学生观察的有意性、目的性。在每节实验课中,都要对实验的目的加以说明和强调。以免学生在化学实验中观察现象出现片面性。在现行的初中化学教材中,有两个与磷有关的化学实验,在学习氧气的化学性质时,我们做磷与氧气燃烧的实验,这里主要强调此实验是要让学生观察反应条件,反应中的现象和生成物的性状等。而在学习质量守恒定律的内容时,也做磷在氧气中燃烧的实验,这里我们要向学生交待的是观察反应前后天平上总质量有没有变化,而不是去重点交待磷燃烧的现象。这样,有目的地进行选择性交待,所观察到的现象是主要的,有价值的。这种围绕教学目的,有的放矢的“定向观察”,可使学生在极短的时间里形成解决化学问题的能力。
教给学生必要的观察方法和技能
观察方法和技能,是指在观察中用来有效地组织自己心理过程的那些智力活动的方式、方法。教师在化学教学中,应有计划地将观察的方法与技能教给学生,并给合具体实验让学生反复练习。
(1)顺序法
观察既是一种有计划、有组织地活动,就一定有一个“序”,只有按照顺序观察,学生对事物的反映才具有一定的条理性、连惯性,才不至于在观察中遗漏某些局部和细节,按顺序观察也能为学生有层次地描述所观察的现象,提供合理的线索。
一般来说,在化学实验中应按照反应前,反应中,反应后的步骤来进行。如在做铁在氧气中燃烧的化学实验,我们就是按以上顺序让学生进行观察的。反应前,铁丝在空气里不会燃烧,反应中,铁丝在氧气里剧烈燃烧,火星四射,反应后,生成了一种叫四氧化三铁的黑色固体。这样观察,使学生在头脑中形成了一个完整的化学现象。
(2)对比法
对观察对象进行比较,可以使我们找出不同事物之间的共同点和差异点,区分事物的一般特征和个别特征,突出事物的主要特征,从而将认识引向深入。
如:要让学生形成MnO2是KClO3受热分解制氧气的催化剂这一概念,应有计划地、按顺序地分别进行。
a:少量KClO3加热b:少量MnO2加热c:少量KClO3和MnO2混合物加热并将三个基本化学实验进行对比。给KClO3加热到较高温度时,有氧气放出;给MnO2加热,没有氧气放出;往KClO3里加入MnO2,不需加热到高温就有氧气放出。引导学生通过以上三组实验,找出分解得到氧气的速度与分解温度的关系,进而推断出:受热不放出氧气的二氧化锰却有使KClO3在较低温度下迅速放出氧气的作用,而MnO2本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变,从而得出“催化剂”的概念。这样,由不同实验对比得出的概念会使学生心服口服,记忆深刻。
(3)特征列举法
让学生在观察时尽可能多地列举同一事物的不同特征,是培养学生全面观察的重要方法。刚接触化学实验的学生,最容易列举颜色、状态这两个方面的特征而忽视其他特征。为了克服这种观察的局限性,教师在指导学生观察时,要采用竞赛性质的组织形式,通过发问,来鼓励学生列举事物多方面特征。在做蜡烛燃烧有哪些现象,学生争相发言,气氛活跃;他们从火焰颜色,火焰的层次,蜡烛的状态,蜡烛的长度等几个方面观察现象,共答出现象十几种;到最后,他们对如此普通的蜡烛燃烧有这么多的特点而感到惊奇。