实验内容科学方法训练内容高一1杂铜的回收学习混和物分离方法,训练实验设计思路2配制一定物质的量浓度的溶液测定、实验结果分析3硫酸铜晶体中结晶水含量的测定测定、数据处理,实验结果分析4测定常温下1mol氢气的体积(选)测定、数据处理、误差分析5中和反应热效应的测定测定、数据处理、误差分析6熔点的测定(选)查阅资料、测定、数据处理7氯气和氯水性质分析、比较、假说、推理8氯,溴,碘的性质控制实验条件,设计实验9外界条件对化学反应速度的影响控制实验条件、比较、分析、推理、科学抽象10电解质的导电性分类、比较、归纳、概括、抽象具体化11酸碱中和滴定测定、数据处理、误差分析12硫酸和碱金属化合物的性质及检验分析、比较、推理13物质的检验控制实验条件、假说、验证14目视比色法测定微量氯气(选)测定、比较、数据处理高二1氨和铵盐分析、比较、归纳、概括、抽象具体化1氨和铵盐科学方法训练内容2未知液的鉴别查阅资料、控制实验条件、假设验证、推理、判断3土壤酸碱性及铵态氮的测定(选)测定、比较、数据处理4除去氯化铁中混有的氯化铝分析、比较、控制实验条件5纸上层析(选)分析、比较、控制实验条件6乙烯、乙炔的制取和性质查阅资料、控制实验条件,分析比较7酯的制取查阅资料、控制实验条件8实验习题查阅资料、分析、比较、概括假设、验证、推理、判断(2)科学方法训练的方法和途径化学教学中教师怎样对学生进行科学方法训练?下面结合化学实验教学内容就科学方法训练的方法和途径作一阐述。
①氯水性质实验由验证性实验改成探索性实验。在教师指导下,学生通过提出问题-→查阅资料-→提出假设-→实验验证-→得出结论,探索氯水漂白的原理。
②溶点测定实验,要求学生查阅硬酯酸的溶点,分析实验误差原因,提出实验结果分析的要求。
③丁酸丁酯的制取实验设计成让学生查阅丁酸、丁醇、丁酸丁酯的沸点,学会选用实验条件的方法。
④影响化学反应速度的实验,要求学生控制实验条件用对照实验进行研究,分析浓度、温度、表面积、催化剂对化学反应速度的影响,科学抽象出影响化学反应速度的因素。
⑤电解质导电性实验,要求学生通过物质的导电性实验,学习分类方法。通过分析物质导电性及导电性强弱的原因,抽象出电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念。
⑥氨气制取实验,要求学生从氨的实验室制法的研究抽象出气体制取反应原理、气体发生装置、气体收集方法、气体净化方法、气体吸收方法的选择要素。最后归纳概括得出气体制取的一般流程:
反应原理-→发生装置-→净化装置-→收集方法-→尾气处理整个教学过程以氨的制取为载体,对学生进行分析、比较、归纳、抽象、具体化等科学方法的训练,指导学生学习研究问题,解决问题的方法。
⑦实验中有目的有步骤系统地对学生进行实验能力的培养,高中阶段分三个层次进行。
第一阶段:学习实验设计的基本思路。例如,《杂铜回收》用杂铜为原料制取铜,学习混合物分离的方法。
第二阶段:在教师指导下完成实验设计方案。例如《物质的检验》,教师指导学生进行物质的鉴定和鉴别,学习物质检验的方法。
第三阶段:学生独立完成实验设计方案。例如《实验习题》,学生拟定方案,提出假说,作出可能的结论,进行实验验证,肯定假说,否定假说或修正假说,得出结论。
实施结果本教材高中必做实验16个、据18所试验学校统计完成率99%,选做实验6个,完成率33%。实验结果表明,科学方法训练的贯彻必须解决实验仪器的更新,教师实验培训、实验考试改革等配套措施。下面就试验结果对上述三个配套问题及科学方法训练的效果作一分析。
(1)实验仪器配套是科学方法训练的基础新编化学实验教材引进了数字式温度计、电光天平、测气管、双球U形管、数字式pH计五种新的实验仪器。从而解决了定量实验时间长的问题,提高了演示实验、学生实验的效果。例如,电光天平称量快;测气管用于测定1mol氢气的体积;双球U形管应用广、检测快,数字式温度计可见度大,使用方便;数字式pH计操作方便,检测快。
(2)实验考试改革指明了科学方法训练的方向化学实验考试改革具有重要的导向作用,把科学方法训练提到重要的位置。18所试验学校在高一、高二期末笔试考卷中有查阅资料、分析、判断、推理等科学方法的内容。如:
高一:观看浓H2SO4跟NaBr晶体反应的实验录像填表:
从录像里观察得到初步结论到的主要现象A导管里B试管里C圆底烧瓶里推测圆底烧瓶里反应的产物有高二:查阅有关资料回答制取H2S时发生装置的选择、气体收集方法的选择、尾气处理方法的选择、检验气体集满方法的选择。
略。
根据录像中演示实验的情景回答下列问题①观察到针筒(B)内气体变化的现象②观察到针筒(B)内气体体积最终读数③写出针筒(B)内气体发生反应的化学方程式。
此外,还增加实验操作考试,例如:高一实验考试内容有《实验操作》、《完成实验》、《观察及方法》、《态度及习惯》。主要考核学生实验技能,科学态度和科学方法。
通过化学试验考试,广大教师明确了科学方法训练的重要性,理解了实验教材编写意图达到了预期效果。
(4)科学方法训练的近期效果和远期效应事实表明,学生掌握了科学方法就能借助于它,去解决一些新问题,能在科学知识不断更新中,运用科学方法进行再学习,继续获得新知识。试验学校中有相当部分学生在各种化学竞赛中获奖。实验教材指导学生在原有知识基础上,从解决问题的方法上学会采用工具设计步骤,开展思维活动。
问题和建议18所学校试验结果表明,进行科学方法的训练,必须要有一本好的实验教材,好的教师队伍,还必须加强实验员培训,更新实验条件。下面,就试验中存在的问题提出几点初步建议。
(1)适当修改实验教材选做实验完成率较低,仅33%,其主要原因是个别实验所需时间长,实验条件要求较高,不少县无法实施。建议实验时间长的改为课外实验。有的实验要求作适当修改。
(2)改善实验室条件18所学校试验表明,个别学校,尤其是郊县学校实验条件较差,设备不齐全,药品紧缺,必须配套跟上。
总的一句话,新实验教材的实施有助于科学方法的训练。
学生化学实验操作能力的培养
在化学教学中培养学生的化学实验操作能力,是中学化学实验教学的主要任务之一。
山东省安丘市和一中学曹洪昌老师总结介绍的作法是:
提高教师自身的实验操作技能,是培养学生实验操作能力的前提演示实验的过程是在学生注意力高度集中的情况下进行的,教师的一举一动都给学生很深的印象,它能对学生起到潜在的楷模作用。因此,在课前作一次自我操练,切实掌握好演示实验的要领,便于发现问题,找出原因,及时改进,使每个演示实验都万无一失。例如,氨的喷泉实验看来简单,可要做好,决非易事。只有你亲手操作过,切实掌握了一“干”(盛氨气的烧瓶要干燥)、二“严”(烧瓶要严密不漏气)、三“满”(氨气要尽量充满整个烧瓶)的要领,才能取得理想的效果。在演示实验中哪怕一个细枝末节,也绝不允许有不正确的操作出现,以免贻误学生。
抓好学生实验操作的基本训练,是培养实验操作能力的基础“万丈高楼平地起”。学生实验能力的培养起始于实验的基本操作。为改变以往学生缺乏实验基本操作训练的状况,从实际出发,根据不同年级的教学要求,遵照“循序渐进”的原则,分别制定了各年级实验操作基本技能的训练要求,并归纳总结成表格,叫做培养化学实验技能的“序”。根据“序”的内容,落实到各个年级、每个实验、每种仪器、每项操作中去。
在这个方面,主要采取以下四条措施: