以便获得所需的实验现象,或明白操作原理,达到演示实验预定的功能。 ⑥推理判断,得出结论
演示的最终结果是要获得一定的结论。如何从实验过程中宏观可见的实验现象得出物质变化的微观本质?这就要求教师引导学生认真分析实验现象,从现象到本质引导学生进行科学抽象,推理判断,得出结论。这一过程也是培养学生逻辑思维能力和科学方法的重要过程。教师应在“引导”学生进行“推理”上下功夫,不应直述演示的结论。
1·2学生实验教学技能基本要求
学生实验是学生亲自动手来完成的实验。它是培养学生实验技能、观察能力、实验能力、分析和解决问题的能力,训练科学方法,养成科学习惯和科学态度的重要教学形式。
随着化学课程改革和实验教学的深入发展,学生实验的内容与范围也在扩大。学生实验包括随堂实验(也称并进实验、边讲边做实验)、分组实验(也称实验课)、实验习题、研究性学习实验和家庭小实验。前三种实验紧密结合学生所学化学知识、技能的内容,是对新的知识、技能学习的促进、训练与巩固,后两种实验是对所学知识、技能的拓展与延伸。这几种学生实验在化学教学中具有不同的作用,对它们的教学也有不同的基本要求。
(1) 随堂实验
随堂实验是在化学课堂教学中,为配合新知识的学习,由学生亲自动手完成的实验,是学生实验、教师讲解、师生共同讨论相结合的课堂教学方式。是课堂上配合教学内容的实验。
随堂实验的任务与演示实验一致,但效果比演示实验好。具有观察现象更清晰,亲自动手实验,认识理解更深刻,记忆知识更牢固的优点,还可以培养实验操作技能、观察与实验等多种能力。因此,在条件允许时应多采用随堂实验。在下列条件下可尽量将演示实验改为随堂实验:
a)实验现象不明显,教师演示时难以观察清楚的; b)仪器、药品、操作简单,学生能独立完成的;
c)实验安全、实验时间不长,不影响教学任务完成的;
d)属于重点知识或对训练实验技能、培养能力方面有特殊作用的。 ①随堂实验的基本要求
a)精选实验内容 选择随堂实验内容时,必须紧密配合课堂教学内容;实验内容不必太多,能正确处理好实验、讨论、讲解在课堂时间上的关系;选择的实验应符合前述将演示实验改为随堂实验的条件。
b)课前做好实验准备工作 对拟做的实验应预试,对药品的用量、实验时间的长短、实验成败的关键要做到胸中有数;要逐一检查好分发到各桌的仪器、药品,看是否备足,是否满足多种实验方案的需要并符合实验要求。 c)做好课中实验的组织、指导工作 这是实现随堂实验教学目的的重要环节。首先,应严格要求实验纪律,未经教师发令,不得随意动用仪器和药品,
但也不能以此来束缚实验过程中学生的手脚;其次,实验前应让学生明确实验目的、实验内容、操作与观察要求、注意事项等;一堂课如有多个实验,可一次性布置,一次性实验完;应尽量将实验组织为探究性实验,让学生通过实验探究发现知识和规律。实验过程中尽量放手让学生自己设计实验方案、自选仪器、药品、自定操作步骤;实验过程中教师加强巡回指导,没有特殊情况教师一般不向全班讲话,以免打乱或中断学生的实验操作和思路;应有充足时间,保证多数学生能完成实验;实验完成后应结合教学内容组织学生汇报、讨论,得出结论。让实验、讨论、讲授有机结合,完成知识内容的学习。
(2) 分组实验
学生分组实验一般是在一个单元(一章或一节)学习结束之后,为了巩固所学知识,根据课本上规定的(或教师指定)实验、在教师组织和指导下,学生专门到实验室进行的实验。一般是2—4人一组,几个人协同完成实验。有条件的学校应尽量采取一人一组,独立完成实验。分组实验被视为认识化学知识第二次飞跃时学生的实践,它对所学知识起着运用、巩固、检验和加深的作用,有利于学生实验操作技能的系统培养和熟练’,有利于培养学生以实验能力为主的各种能力、科学态度和方法等。
在分组实验的教学实践中,目前存在的最大问题:①学生在实验中的主体作用发挥不够,实验过程基本上是验证知识的过程,实验操作大多是“照方抓药”的机械训练;②实验纪律不好,“赶集式”的实验场面在很多学校可见。究其原因,可能有如下方面:
①学生对“实验”的科学研究含义的意识差。学生没有把实验看作是一种学习和研究化学科学知识的方法与手段,没有把实验室作为科学研究的严肃场所,是为实验好玩而进实验室。
②教师没有严格的预习实验的要求,学生没有认真预习好实验。有的教师无实验计划,临时决定学生实验,因而学生根本无法预习;有的教师虽有预习布置,但无具体的要求与检查措施,预习成为一句空话或达不到应有的效果。学生没有很好的预习实验,对实验的目的、内容、操作步骤、实验成败关键都不甚了解,因而只能“照方抓药”,且易出实验差错,出差错后又不知所措,因而造成实验纪律混乱。
③现有的学生实验基本上是验证性的,实验过程中的方法、步骤直接陈述,谈不上学生亲自设计实验过程,因而没有多大思考性,促使了学生依样画葫芦的过程。
上好分组实验课,提高学生实验的效果,应有如下的基本要求: ① 做好实验课前的准备工作。
实验课前,教师应研究好实验,明确做好该实验的目的、要求和实验成败的关键,明确做好该实验的知识、技能基础,明确完成实验可能有的方法、步骤等;实验前,教师还应准备和检查好实验所需的仪器和药品,并逐一预做实验,以免学生在实验过程中因药品、仪器有问题而措手不及;实验前教师应布置学生预习实验,保证学生有预习的时间,在研究好实验的基础上,有针对性地提出预习的要求,并要求写出简要的实验提纲,实验课时进行检查,确保有效的预习。
学生在实验前预习好实验。预习好实验就是要对实验的内容、目的、原理、方法、步骤做到胸中有数,对教师在预习布置中所提出的要求和问题进行充分思考或实验设计,在预习的基础上,写出实验提纲。自己对每一个实验的操作方法与步骤进行提纲式的简要设计,以便实验时不看书本或黑板,独立完成实验。
② 做好实验的组织、指导工作
学生进实验室后,教师力争不占用多的时间讲解。教师可通过适当提问,来了解预习的情况,强调实验成败的关键和注意事项。教师一般在黑板上不应板书具体的实验步骤、实验操作,只板书实验内容就可以了,以免学生依据黑板上的步骤机械地进行实验,助长不预习的坏习惯。实验过程中,一般要求不看教材的实验步骤独立完成实验。
实验过程中,教师要把功夫放在对学生的巡回指导上。指导学生认真观察与思考,提示观测要点,适时启发提问,激发求异思维;指导学生讨论解决实验中出现的问题;指导学生做好观察、记录;指导学生进行规范操作;及时发现实验过程中的创造性思维和创造性活动,以及实验过程中普遍性的问题;指导学生养成良好的化学实验习惯,如节省药品、水、电,爱护环境,仪器药品整洁等。在实验过程中,应全面指导与个别指导相结合,重点在个别的分散指导,一般没有特殊必要都不应向全班讲话,以免打断学生各自的实验。
③ 做好实验小结
分组实验的小结工作不能忽视。实验小结是学生全面建构实验意义的重要一环。学生实验要素的多维性、操作的复杂性,决定了实验结果的多变性,因而需要通过小结来统一认识,建构每一实验全面的意义。实验小结还可以通过总结各组实验的情况,达到学习先进、改正不足、激励做好实验的目的。
实验小结一般可通过小组汇报、交流、讨论与教师讲解相结合的方式进行。教师在小组汇报、交流和巡视指导中收集有关实验信息的基础上,应重点指出实验中存在的问题或实验反常现象的原因,以及补救措施,也可通过亲自实验演示来统一认识;重点强调实验的成败关键和重要结论;总结实验规律,表扬实验效果、纪律好的组别等。
④ 完成好实验报告
实验报告是学生进一步自我总结、将实践上升为理论、认识所做实验、巩固知识的重要环节,是学生通过实验了解掌握哪些内容、存在哪些问题、得出哪些结论等的报告。因此,学生一定要认真写出实验报告。
(3) 实验习题
实验习题是必须用实验方法来解答的习题。作为一种实验,是学生综合运用所学的化学知识和实验技能,通过自己分析设计实验方案,进行实验操作等来解答有关化学问题的探究性实验。在化学课程标准实验教科书中,实验习题以“实验探究”的形式出现。实验习题只给实验题目,不提供解答问题的方法、步骤。学生在实验前必须在收集足够资料的基础上,独立进行实验方案的设计,探索最佳实验方案,并预测实验结果。因此,实验习题在培养综合运用化学知识、技能去解决化学问题的实践能力、创新精神和探究能力,以及科学方法和科学态度方面具有积极而重要的作用。
实验习题课具有一定的难度,为了保证实验习题课的良好效果,应做好如下工作:
① 明确要求 对实验习题,学生应明确必须通过且己设计实验方案来解答习题。实验设计方案的结构、基本要求,以及实验设计方案的优选,请参看第三章实验设计的有关内容。
② 做好准备 课前,教师应根据学生的知识水平和能力,估计学生可能提出的各种实验设计方案,并亲自预做可能方案的实验,掌握相应的实验条件和成败关键,依据可能的实验方案准备好所需的仪器和药品。课前,学生应在明确实验课题的基础上,收集各种与解答实验习题有关的资料,独立设计并筛选出最佳实验方案。学生设计的实验方案应于课前交教师审阅,教师应逐一分析、评阅,肯定好的方案,对有问题的方案提出修改意见。只要实验设计方案符合基本要求,就应允许学生按个人(或小组)方案进行。应鼓励学生敢于求异、创新。
③ 加强对实验方案设计的指导
学生对实验方案的独立设计,有一个循序渐进的过程,因此,教师对实验设计方案的指导也应有一个由全面到重点的过程。教师对学生实验方案设计的指导一般包括:’指导学生收集有关解题资料;指导学生联系和运用已有知识解题;指导学生从问题的性质、原理着手选择实验的方法、试剂、装置、条件及操作,推断实验的结果;指导和鼓励学生的创新思维;指导学生筛选最佳实验方案。如“以铝为原料制备氢氧化铝”的实验方案设计,可从如下方面予以指导:氢氧化铝的颜色、状态、化学特性;制备氢氧化铝的多种方法;各制备方法的原料消耗比较;反应过程中条件的控制;反应所涉及的仪器、药品等。
④ 加强对实验过程的指导
实验开始前,教师在批阅学生实验方案的基础上,让1~2个有创新或方法简单、效果好、又安全的方案组介绍他们的实验方案,并组织评析,供大家参考或调整实验方案。实验习题课上,学生根据自己设计或调整的实验方案独立进行实验。教师则应在学生实验方案批阅的基础上,做到胸中有数,在面上巡视指导下,有重点、有针对性地进行巡视观察和指导,帮助学生分析、解决实验中出现的问题,帮助学生纠正实验中错误,使学生按计划完成实验方案。在规定时间内不能完成实验的,课后应继续完成。
⑤组织学生交流、总结
实验课内,教师应留出一定的时间组织学生交流、讨论、总结。有计划、有目的的让实验效果好,实验预期目标达到较好的组,或不能达到实验目的、实验过程中发现问题的组,汇报他们的实验过程和结果,然后组织学生讨论、评议,最后师生总结,统一认识。实验结束后,认真完成各自具有特色的实验报告。
(4) 研究性学习实验与家庭小实验
研究性学习实验和家庭小实验都是类似科学研究的探索性实验,是学生综合运用所学知识解决实际问题,体验科学研究过程,培养科学素质、实践能力和创
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