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一、教材資源的再開發(fā),是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的延續(xù)和發(fā)展,需要學(xué)生自己探索實(shí)驗(yàn)方法,選擇實(shí)驗(yàn)器材和藥品,評(píng)估實(shí)驗(yàn)成敗,這對(duì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和素質(zhì),培養(yǎng)獨(dú)立探索精神和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力無(wú)疑是有益的。
通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),讓學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣,使思維受阻的學(xué)生豁然開朗,并激起思維的共鳴,提高學(xué)生思維的發(fā)散性。從調(diào)查結(jié)果中得出,優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏プW(xué)生的心弦,設(shè)立疑問(wèn)、激發(fā)興趣,可使學(xué)生以積極的態(tài)度、振奮的狀態(tài)投入到化學(xué)的學(xué)習(xí)中。
二、準(zhǔn)確運(yùn)用知識(shí)遷移,是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的途徑
小到知識(shí)點(diǎn)之間,大到整個(gè)章節(jié),關(guān)鍵是教師怎樣利用學(xué)生已掌握的知識(shí),去搭橋開路。在進(jìn)行知識(shí)遷移發(fā)散過(guò)程中,應(yīng)遵循由已知到未知,由具體到抽象的原則,注意培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí),促進(jìn)知識(shí)的遷移,要從學(xué)生實(shí)際出發(fā),合理安排聯(lián)系。無(wú)數(shù)成功的實(shí)踐告訴我們,聯(lián)系學(xué)生以前或正在學(xué)習(xí)的其他學(xué)科知識(shí),能使學(xué)生反應(yīng)更快,教學(xué)效益更好。
以點(diǎn)帶面,用一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶動(dòng)了許多知識(shí)的綜合鞏固應(yīng)用,涉及知識(shí)面較廣,包括酸的性質(zhì)、二氧化碳的性質(zhì)、質(zhì)量守恒定律及壓強(qiáng)等相關(guān)的物理知識(shí),設(shè)計(jì)出許多精彩的實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)學(xué)生的自主思考,主動(dòng)探索,就能順利地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移,并設(shè)計(jì)出較優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案,充分促進(jìn)知識(shí)、能力、思想三方面的和諧發(fā)展。
三、運(yùn)用問(wèn)題生成設(shè)計(jì)情境,是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,要合理設(shè)置、引導(dǎo)學(xué)生提出核心問(wèn)題,牢牢把握核心問(wèn)題,把它作為貫穿實(shí)驗(yàn)的思維主線,圍繞它進(jìn)行猜想和假設(shè)、實(shí)驗(yàn)和分析,達(dá)到實(shí)驗(yàn)最優(yōu)化的目的。
學(xué)生在自主探索的基礎(chǔ)上,發(fā)表自己的見解,個(gè)體學(xué)識(shí)與智慧為整個(gè)集體所共享,經(jīng)過(guò)與其他學(xué)生的交流、修正,使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化,也使學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅。
四、重視對(duì)實(shí)驗(yàn)異常的再探索,是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的提升
有些實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)預(yù)料之外的現(xiàn)象,此現(xiàn)象往往包含學(xué)生還沒(méi)有認(rèn)識(shí)的事物規(guī)律,我們可以抓住這些難得機(jī)會(huì),追根溯源獲得突破。
實(shí)驗(yàn)異?,F(xiàn)象的探索孕育著創(chuàng)新,也孕育著優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的機(jī)遇。學(xué)生在獲得化學(xué)知識(shí)和技能的同時(shí),不僅能體驗(yàn)探究的樂(lè)趣,還能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)探究能力。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的科學(xué)準(zhǔn)確,是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的體現(xiàn)
【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新;設(shè)計(jì)
【中圖分類號(hào)】G632【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-4810(2015)35-0083-02
化學(xué)學(xué)科的形成源于化學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科體系的本質(zhì)所在。通過(guò)不斷地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,研究者不斷探索和拓展化學(xué)學(xué)科的研究領(lǐng)域,同時(shí)培養(yǎng)和提高自身的研究能力和思維能力。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科極其關(guān)鍵和重要的組成部分。在如今的化學(xué)教學(xué)中,尤其是在中學(xué)教學(xué)階段,實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠幫助初涉化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)點(diǎn)、鍛煉抽象思維能力。因此,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新探討與研究具有重要的教學(xué)意義。
一中學(xué)階段化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的觀察和研究,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式仍然在課堂上占據(jù)主導(dǎo)地位,主要依賴于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的親自操作和講述,學(xué)生只是通過(guò)教師的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作明白了某個(gè)規(guī)律,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中并沒(méi)有充分地發(fā)揮自主思考能力,成為知識(shí)的灌輸對(duì)象。最終化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成與化學(xué)教學(xué)捆綁在一起的呆板的教學(xué)活動(dòng)。為了更加準(zhǔn)確地掌握高中階段學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)興趣,以及了解學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的情況,張英波老師曾經(jīng)對(duì)某一學(xué)校的高二年級(jí)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,隨機(jī)挑選高二年級(jí)不同老師任教的、不同層次的9個(gè)班共400名學(xué)生參與問(wèn)卷調(diào)查,使調(diào)查具有一定的客觀性和代表性,隨后對(duì)調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)興趣方面,大部分學(xué)生停留在感知興趣和操作興趣的表面層次,在遭遇實(shí)驗(yàn)失敗或遇到異?,F(xiàn)象時(shí),學(xué)生表現(xiàn)為探究興趣不會(huì)持久,在改進(jìn)裝置并使之微型化方面創(chuàng)造興趣明顯不足。隨后,分別對(duì)化學(xué)成績(jī)不同層次的學(xué)生以及不同性別的學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町愡M(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不同化學(xué)成績(jī)和性別的學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ](méi)有顯著差異。目前來(lái)看,不論是成績(jī)較好還是成績(jī)較差,不論是男生還是女生,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的認(rèn)知在興趣感知、主動(dòng)思考、動(dòng)手實(shí)施三個(gè)層面均存在不足。
二化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)的創(chuàng)新原則
1.理論與實(shí)際結(jié)合原則
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程中,一定要突出理論與實(shí)際相結(jié)合。首先,教師要充分注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程涉及的基本概念、原理要深入細(xì)致地分析,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到其對(duì)加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的重要性,為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作打下良好的理論基礎(chǔ);其次,學(xué)生在對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行充分的了解和學(xué)習(xí)后,對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新進(jìn)行實(shí)踐操作,同時(shí)在操作過(guò)程中要注意發(fā)現(xiàn)是否存在新的問(wèn)題、新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等;最后,在老師的指導(dǎo)下對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行分析和總結(jié)。通過(guò)實(shí)踐對(duì)創(chuàng)新成果進(jìn)行檢驗(yàn),感悟創(chuàng)新的價(jià)值,增強(qiáng)參與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的積極性,從而使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到發(fā)展和提高。
2.安全環(huán)保原則
由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的實(shí)驗(yàn)用品部分具有一定的危險(xiǎn)性,教師在實(shí)驗(yàn)之前必須向?qū)W生強(qiáng)調(diào)具有毒性、易燃、易爆、腐蝕性藥品的取用及保存,廢物的處理和藥品的回收等方面的規(guī)范行為,實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重提高學(xué)生的安全意識(shí),同時(shí)把環(huán)保理念作為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
3.效果與效益最優(yōu)化原則
對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn),一定要注意效果與效益最優(yōu)化原則。效果最優(yōu)化即通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,可以使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯,實(shí)驗(yàn)速度更加快捷;效益最優(yōu)化即通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)可以降低實(shí)驗(yàn)的成本,簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程從而減少實(shí)驗(yàn)誤差的概率,因此在改進(jìn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案中一定要注重改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的效果與效益是否已經(jīng)最優(yōu)化。
三化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的案例
1.濁液和膠體中膠體粒子大小區(qū)分實(shí)驗(yàn)
在必修一膠體的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中,有濁液和膠體中膠體粒子的大小對(duì)比實(shí)驗(yàn),通過(guò)前期的理論學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠辛艘欢ǖ牧私?,即此?shí)驗(yàn)是為了證明濁液中膠體粒子大,膠體中膠體粒子小。教材中,對(duì)Fe(OH)3膠體和泥水進(jìn)行過(guò)濾,觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)裝置包括帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙等,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中總共需要過(guò)濾兩次,通過(guò)兩次過(guò)濾實(shí)驗(yàn)來(lái)辨別濁液中和膠體中的膠體粒子大小,但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀器笨重,操作麻煩。在經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程只需要三張濾紙即可完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。具體操作過(guò)程:把三張濾紙疊放,用滴管吸取泥水滴在疊放的濾紙上。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在最上層濾紙上會(huì)有固體小顆粒,而第二層上對(duì)應(yīng)位置沒(méi)有固體顆粒,只是呈濕潤(rùn)狀。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:濁液中的粒子不能透過(guò)濾紙。接下來(lái),在濾紙的另一位置滴上幾滴Fe(OH)3紅褐色膠體,會(huì)看到在第二層甚至第三層濾紙的對(duì)應(yīng)位置都有紅褐色,說(shuō)明膠體中的膠體粒子透過(guò)了濾紙,從而驗(yàn)證了濁液中粒子比膠體中粒子大的事實(shí)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)前后的對(duì)比可知,改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中運(yùn)用到的實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)化了許多,操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便,實(shí)驗(yàn)對(duì)比效果也更加明顯。
2.化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
在必修二中的化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)換章節(jié)中,通過(guò)對(duì)Ba(OH)2·8H2O+NH4CL的化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察,證明該反應(yīng)過(guò)程吸收了熱量。教材上的實(shí)驗(yàn)操作:將兩種晶體一起放入燒杯中,并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片上。在快速攪拌以后,提起燒杯可以發(fā)現(xiàn)玻璃片和燒杯底部粘在了一起,同時(shí)燒杯上的水滴變成了冰狀物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析可知,由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中燒杯中的化學(xué)反應(yīng)吸收了大量熱量,從而使水滴結(jié)冰,因此也可以證明該實(shí)驗(yàn)為吸熱反應(yīng)。但是在實(shí)際操作當(dāng)中發(fā)現(xiàn),如果攪拌時(shí)燒杯有所滑動(dòng),或者室溫較高,玻璃片與燒杯底部往往粘不起來(lái),針對(duì)此問(wèn)題對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)設(shè)計(jì):將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中玻璃片上的水滴換成冰醋酸再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)將水滴換成冰醋酸后燒杯和玻璃片更加容易進(jìn)行黏合,因此實(shí)驗(yàn)效果更好,這是由于冰醋酸的熔點(diǎn)比水高(16.6℃),在吸熱的過(guò)程中更加容易結(jié)成冰狀物。因此,在很多實(shí)驗(yàn)中如果對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行稍加改進(jìn),實(shí)驗(yàn)難度會(huì)降低,實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。
四結(jié)語(yǔ)與建議
在中學(xué)的化學(xué)教學(xué)中,通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作很好地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神,因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中占據(jù)重要的地位。然而在目前的中學(xué)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)作用并沒(méi)有得到很好的發(fā)揮,因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)和教學(xué)中還具有相當(dāng)?shù)膭?chuàng)新優(yōu)化潛力。同時(shí),隨著教育體制改革的不斷推進(jìn),未來(lái)的化學(xué)教育體系會(huì)越來(lái)越注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),對(duì)廣大教育工作者會(huì)提出更高的要求,而未來(lái)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以挖掘課程資源為基礎(chǔ),以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)觀念、教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)五個(gè)方面為主要著眼點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)理論與設(shè)計(jì)創(chuàng)新,同時(shí)在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)學(xué)生的主導(dǎo)地位和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力,如設(shè)計(jì)良好的探究式教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)造能力,同時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生的各種發(fā)散性思維和想法,并在有條件的情況下一起進(jìn)行探究式活動(dòng)。相信通過(guò)老師和學(xué)生的共同努力,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)與教學(xué)上的創(chuàng)新發(fā)展必定能取得很好的成果。
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翻看近幾年的中考和化學(xué)奧賽中的有關(guān)實(shí)驗(yàn)試題,不難發(fā)現(xiàn),新課標(biāo)下創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的題目都占有一定的分量。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,教師在平時(shí)課堂教學(xué)中有必要針對(duì)“常規(guī)實(shí)驗(yàn)但不常規(guī)做法”的教材實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改裝。在探究過(guò)程中要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)生疑問(wèn),最好同學(xué)之間能出現(xiàn)爭(zhēng)論,因?yàn)椤皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”,帶著這些討論和爭(zhēng)論用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證說(shuō)明問(wèn)題,某些不能順利完成的實(shí)驗(yàn),還倡導(dǎo)課外查閱資料,深入學(xué)習(xí),加深理解和證明。例如,測(cè)定空氣中氧氣的含量,在書本上是用具支試管、注射器、酒精燈、小氣球等來(lái)完成的,實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜還難以控制,出現(xiàn)失誤較多。
基于這樣的原因,筆者讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案,要求既達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,又能夠減少誤差的出現(xiàn),學(xué)生可以通過(guò)各種渠道查閱資料。一位同學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到了一種方法,用帶刻度的玻璃瓶代替了具支試管和注射器,用白磷代替了銅粉,這樣既節(jié)約了儀器又大大減少了誤差,效果較好。
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)還可以通過(guò)寫小論文或“論文答辯”的形式來(lái)加以完善。這樣不僅可以鞏固實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程和方法,同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)語(yǔ)言表達(dá)能力。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,教師本身應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)問(wèn)題提出要具有針對(duì)性,要適合于中考,范圍不應(yīng)該太大,要緊扣同學(xué)們身邊可以感受到的問(wèn)題展開,如利用你身邊最簡(jiǎn)單的用品來(lái)驗(yàn)證你周圍空氣的存在;
2)給學(xué)生充分的思考時(shí)間和討論機(jī)會(huì),既然意在培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力,就在問(wèn)題提出后大膽讓同學(xué)之間交流、討論、思考、甚至辯論,教師只能做引導(dǎo)者,適時(shí)的也可以參與到學(xué)生的辯論中去;
3)采用“鼓勵(lì)教學(xué)法”,學(xué)生的能力有限,教師所提出的創(chuàng)新式探究問(wèn)題,他們不一定都能順利解決,注意多給予鼓勵(lì),多給他們一些條件和信息,當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)完成時(shí),要及時(shí)表?yè)P(yáng),不完善的地方要積極地引導(dǎo)學(xué)生自己質(zhì)疑并提供必要幫助。
在演示實(shí)驗(yàn)中,善于利用“意外”,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
很多時(shí)候,一些年輕教師由于欠缺教學(xué)經(jīng)驗(yàn),課堂上的演示實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些與“教參”不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這是由于各種因素、條件的不同而造成的,要沉穩(wěn)地和同學(xué)們分析、交流,將真實(shí)的原理再現(xiàn),或者在課前準(zhǔn)備中就預(yù)料發(fā)現(xiàn)“意外”,并及時(shí)解決這種“意外”,帶著這種“意外”收獲去做課堂演示實(shí)驗(yàn),自然能做到胸有成竹。
例如,用鹽酸檢驗(yàn)Na2CO3和NaHCO3溶液的演示實(shí)驗(yàn)中,出現(xiàn)了Na2CO3與鹽酸反應(yīng)的速度快于NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?該同學(xué)又用稀硫酸來(lái)驗(yàn)證,結(jié)果還是Na2CO3反應(yīng)的快。為什么出現(xiàn)了與理論的知識(shí)不相符合的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?同學(xué)們討論分析,一個(gè)同學(xué)急切地、高興地站起來(lái)說(shuō)出了自己的觀點(diǎn):“要想用這種方法來(lái)看反應(yīng)速度快慢,要有個(gè)前提,那就是兩種液體的濃度要相同,這樣才具有可比性?!睂?shí)驗(yàn)中的“意外”可使學(xué)生的記憶更深刻,更牢固,可以在“意外”中尋找正確的設(shè)計(jì)方案。上面的實(shí)驗(yàn)通過(guò)重新設(shè)計(jì),同學(xué)們得出結(jié)論,用加熱的方法檢驗(yàn)兩種固體,效果會(huì)更好,更具有說(shuō)服力。利用實(shí)驗(yàn)中的“意外”不僅可以“溫故而知新”,而且還能讓學(xué)生充分感受到用已有的化學(xué)知識(shí)解決疑難問(wèn)題,從而達(dá)到了學(xué)以致用的學(xué)習(xí)效果。
一、問(wèn)題提出
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,是化學(xué)教師常用的教學(xué)手段,也是學(xué)生學(xué)好化學(xué)的有效方法。
改革后的新教材在實(shí)驗(yàn)編排上得到加強(qiáng),《普通高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中必修Ⅰ模塊的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生初步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用。《普通高中化學(xué)教學(xué)大綱》也明確提出:化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兄趯W(xué)生學(xué)好化學(xué),提高科學(xué)探究的水平。教師應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開展有關(guān)的課題研究,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,引導(dǎo)他們綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)際問(wèn)題。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
1.目的性原則:在整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中,如實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟等的設(shè)計(jì)都應(yīng)圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮M(jìn)行。
2.科學(xué)性原則:科學(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理以及操作原理都必須與化學(xué)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法論和實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程相一致。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有合理性。
3.安全性原則:化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì),以及具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作。
4.可行性原則:可行性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本原則。主要包括兩個(gè)方面:一是實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理和操作原理以及實(shí)驗(yàn)方法切實(shí)可行;一是所選用的儀器、設(shè)備和藥品在現(xiàn)有條件下能得到滿足。
5.簡(jiǎn)約性原則:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案越簡(jiǎn)單越好。
6.創(chuàng)新性原則:創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要敢于突破陳規(guī),能反映新事物、新觀點(diǎn)、新理論、新方法和新思路,體現(xiàn)新穎、獨(dú)特的特點(diǎn)。
7.最優(yōu)化原則:在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,對(duì)所運(yùn)用的反應(yīng)原理、裝置原理、操作原理和實(shí)驗(yàn)方法等進(jìn)行全面優(yōu)化,或是在多個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中選取最佳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)策略
1.講清實(shí)驗(yàn)原理,挖掘經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
實(shí)驗(yàn)原理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心部分,它不僅貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的始終,而且還影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方方面面,在一定程度上決定著實(shí)驗(yàn)的方法和步驟,因此,充分理解實(shí)驗(yàn)原理是形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是化學(xué)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的橋梁,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂,是根據(jù)相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課題,以化學(xué)理論為依據(jù),思考、指導(dǎo)怎樣進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理性認(rèn)識(shí)。任何化學(xué)實(shí)驗(yàn),都有其各自設(shè)計(jì)思想,一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn),其設(shè)計(jì)思想包含著對(duì)以有知識(shí)靈活運(yùn)用與創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)思。引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生挖掘、繼承前人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效途徑。
2.挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,在教學(xué)過(guò)程中有計(jì)劃地讓學(xué)生參與或設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)
中學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)體系還不夠健全,一般不可能實(shí)現(xiàn)像科學(xué)家那樣運(yùn)用科學(xué)方法,通過(guò)探究的途徑去發(fā)現(xiàn)人類尚未認(rèn)識(shí)的科學(xué)事物及規(guī)律。在這種情況下,探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容的選擇上,應(yīng)立足于教材、貼近生活的情景素材,以具體的化學(xué)問(wèn)題為載體,挖掘教材、生活中的素材,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。將科學(xué)探究的方法滲透于某一具體的課題內(nèi)容教學(xué)之中,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)。
3.改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)
在化學(xué)教學(xué)中要有計(jì)劃的指導(dǎo)學(xué)生將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探索性、研究性實(shí)驗(yàn),為學(xué)生探索和創(chuàng)造提供廣闊的實(shí)踐活動(dòng)空間和思維分析空間,讓學(xué)生積極探索的過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,使自身的探索過(guò)程不斷趨向科學(xué)、合理,從而使學(xué)生充分體驗(yàn)探索性實(shí)驗(yàn)的魅力,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
4.重視生活情景中的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)
化學(xué)是與日常社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的自然科學(xué),這就決定了自然現(xiàn)象、社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐都能為化學(xué)教學(xué)提供豐富而有效的科學(xué)探究素材。如食品袋中常放的脫氧劑,可以利用這一日常社會(huì)生活中學(xué)生熟悉的情景,去引導(dǎo)學(xué)生對(duì)脫氧劑成分進(jìn)行探究,觀察其顏色。根據(jù)其脫氧原理及顏色進(jìn)行假設(shè)與猜想,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,將粉末分別加入水、堿、酸中,觀察到前兩者沒(méi)明顯變化,后者冒氣泡,反應(yīng)后一段時(shí)間加硫氰化鉀溶液,發(fā)現(xiàn)變紅即存在鐵離子,逐步引導(dǎo)學(xué)生抽象出脫氧劑粉末中存在鐵粉這一結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生不僅實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提高,也提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。
5.分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,拓寬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,就必須引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,拓寬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行同一實(shí)驗(yàn)問(wèn)題多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并優(yōu)選的設(shè)計(jì)方式,使學(xué)生從中體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,從而達(dá)到培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的目的。
6.對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供咨詢
由于中學(xué)生的知識(shí)水平參差不齊,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,遇到的問(wèn)題肯定很多。所以,這就需要教師要一一給予幫助,提供必要的咨詢服務(wù)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,要采取邊扶邊放的政策,切不可包辦代替,要逐步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。
7.在化學(xué)考核中滲透探究性實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容
對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)考核時(shí),要盡量改變過(guò)去重知識(shí)輕能力的考核方式,要求命題標(biāo)準(zhǔn)不僅要具有代表性和充分的知識(shí)覆蓋面,而且要符合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己说哪康囊蟆Mㄟ^(guò)考核,真正能體現(xiàn)出學(xué)生掌握知識(shí)和技能的情況?;瘜W(xué)考核的命題,應(yīng)注重對(duì)學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面考核。
8.及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生總結(jié),不斷提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平
關(guān)鍵字:新課標(biāo);中學(xué)化學(xué);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);創(chuàng)新
1、采取新課標(biāo)的方法,進(jìn)行素質(zhì)教育發(fā)展
新課標(biāo)的學(xué)習(xí)主要以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目的,訓(xùn)練他們的獨(dú)立創(chuàng)新的能力和團(tuán)隊(duì)合作的能力,從知識(shí),技能,情感三個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)的教育培訓(xùn),重視他們學(xué)習(xí)方法和過(guò)程的教育,利用新課改的目標(biāo),結(jié)合當(dāng)前學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn),以素質(zhì)教育的方式,更好的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),鍛煉他們的創(chuàng)新能力。首先可以強(qiáng)化教師是配角,學(xué)生才是課堂主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案,調(diào)節(jié)一個(gè)寬松,和諧,友好的課堂氣氛,這樣才能為學(xué)生自主創(chuàng)新,不斷地好奇疑問(wèn)創(chuàng)造良好的條件,才能盡可能的利用這個(gè)學(xué)習(xí)的舞臺(tái),轉(zhuǎn)變教師的陳舊觀念,開拓創(chuàng)新。其次就是要注重學(xué)生思想教育,生活態(tài)度的培訓(xùn),在新課標(biāo)的課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上注意培養(yǎng)學(xué)生的熱愛祖國(guó),熱愛生活,熱愛集體的美好感情認(rèn)知,進(jìn)一步的指導(dǎo)他們現(xiàn)代化學(xué)對(duì)人類的影響,化學(xué)是如何促進(jìn)人類生活質(zhì)量的提高,如何改變?nèi)藗兊纳顟B(tài)度和價(jià)值觀,人生觀的,重視知識(shí)和能力的協(xié)調(diào)發(fā)展,學(xué)會(huì)如何分析現(xiàn)象,如何觀察和思考實(shí)驗(yàn)的能力。
2、鼓勵(lì)學(xué)生探究式的學(xué)習(xí)化學(xué),自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
化學(xué)的學(xué)習(xí)一般都是要求實(shí)驗(yàn)的研究,首先鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的學(xué)習(xí)研究,在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中不僅要帶動(dòng)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí),活躍的課堂氣氛才能更好的促進(jìn)交流與發(fā)展,可以改革教師的教學(xué)方法,注重學(xué)生個(gè)體的研究,可以組織一些學(xué)生進(jìn)行課外活動(dòng)的調(diào)查,在進(jìn)行課前指導(dǎo),課中教育,課后總結(jié)方面,讓學(xué)生自己淺談個(gè)人的想法和觀點(diǎn),并且密切關(guān)注學(xué)生的身心健康狀況,積極指導(dǎo)學(xué)生思想心態(tài)情緒,課堂內(nèi)采用提問(wèn)、小組討論等,讓學(xué)生踴躍發(fā)言,說(shuō)出自己的觀點(diǎn),這樣在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生就會(huì)保持良好情緒,活躍的思維,積極向上的思想狀態(tài)。然后,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,具體的如下:
在演示一些實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,要注意學(xué)生的觀察態(tài)度和方法的教育,例如在做如何檢驗(yàn)NaOH是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,向容器里滴加稀鹽酸,若產(chǎn)生氣泡則說(shuō)明會(huì)變質(zhì),沒(méi)有就說(shuō)明不會(huì),教師可以在前面做實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己來(lái)仔細(xì)的觀察,最后由觀察的學(xué)生來(lái)總結(jié)結(jié)論,教師補(bǔ)充,這樣不僅鍛煉了學(xué)生的觀察能力,思維能力,表達(dá)能力,還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,解開了他們的疑問(wèn),滿足他們的好奇心,同時(shí)又加強(qiáng)了知識(shí)的教育。同樣地教學(xué)內(nèi)容如果就單純的講解根本不會(huì)產(chǎn)生如此的活躍效果,所以要把課堂教育作為學(xué)生學(xué)習(xí)生活的主陣地,更多的調(diào)動(dòng)他們的積極性。
適時(shí)的抓住學(xué)生的心理特點(diǎn),注重探究性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo),在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以專門的向?qū)W生提出一些比較不經(jīng)常的問(wèn)題,讓學(xué)生自己動(dòng)手操作,但要注意這些實(shí)驗(yàn)的安全性,例如可以指出一些問(wèn)題讓學(xué)生自己動(dòng)腦思考,溶液混在一起會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng),是氧化還原反應(yīng)還是分解性反應(yīng),是堿性的還是酸性的都可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)探索。比如,一次課堂聽課上一位老師這樣的作自我介紹的,用酚酞液在白紙上寫了老師的姓名,貼在黑板上,然后往白紙上噴灑NaOH溶液,紙上立即顯現(xiàn)老師的名字,讓學(xué)生感悟到化學(xué)的多姿多彩,使學(xué)生沉浸在樂(lè)趣里,這樣不僅調(diào)動(dòng)了他們的積極性,而且還拓展了他們學(xué)習(xí)的范圍,更加增添了他們對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情,從而全面的提高他們的綜合素質(zhì)。
3、指導(dǎo)學(xué)生由課內(nèi)到課外的延伸
在學(xué)校的教育中要多鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外的探究,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的目的不僅是要讓學(xué)生的高分,而是注重能力的培養(yǎng),分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,有意的設(shè)計(jì)一些與社會(huì)生活有關(guān)的話題,鼓勵(lì)學(xué)生多參與,多討論。例如: 可以帶學(xué)生到附近的河流檢測(cè)水污染問(wèn)題,還可以帶領(lǐng)學(xué)生參加化工廠,也可以開展小組調(diào)查隊(duì),對(duì)該學(xué)校附近地區(qū)進(jìn)行污染問(wèn)題調(diào)查,研究,治理等一系列的活動(dòng),還可以辦一些小講座,為當(dāng)?shù)鼐用竦闹v解一些化學(xué)與健康的問(wèn)題,推動(dòng)化學(xué)與環(huán)境保護(hù),與生命科學(xué)的聯(lián)系,例如:治療胃病的藥物有氫氧化鋁和碳酸氫鈉,但是對(duì)胃潰瘍患者哪一個(gè)更合適呢?讓學(xué)生討論、比較,指出碳酸氫鈉與胃里的鹽酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體,不宜使用,這樣可以指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)技能解決更多的實(shí)際性問(wèn)題等, 讓他們學(xué)會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)是作為一種生活技能在日常生活中指導(dǎo)生活實(shí)踐,還有可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)自制可樂(lè),在網(wǎng)上查資料,向老師提問(wèn)等方式,進(jìn)行自己動(dòng)手實(shí)踐操作,還有如果當(dāng)他們?cè)谏钪杏龅揭恍┟簹庵卸?,而不?huì)單純恐懼而束手無(wú)策,讓學(xué)生深刻的認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)這門課程的重要性。
三、總結(jié)
總而言之,化學(xué)是一門應(yīng)用很強(qiáng)的學(xué)科,與社會(huì)生活有著廣泛的聯(lián)系,學(xué)習(xí)化學(xué)不能以課本,教材為主。要培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟繕?biāo)??梢灾鸩揭龑?dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)及活動(dòng)。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),為開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維提供更多的機(jī)會(huì),達(dá)到培養(yǎng)真正有能力有知識(shí)的一批創(chuàng)新型的化學(xué)人才的目的。
參考文獻(xiàn):
一、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,高職藥學(xué)分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還停留在相對(duì)機(jī)械的階段,[3]具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多,需要學(xué)生綜合設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)較少,造成實(shí)驗(yàn)課學(xué)生興趣不高,創(chuàng)新素質(zhì)、科研素質(zhì)及協(xié)作能力等都得不到很好的發(fā)展。[4]在實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段上,傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖然教師教學(xué)熱情高漲,但學(xué)生的積極性往往不高,完全依賴于教師的講解,缺乏對(duì)未知知識(shí)的探求精神以及獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐操作的能力。在實(shí)驗(yàn)操作方面,對(duì)于儀器的操作仍不規(guī)范,操作機(jī)會(huì)少,使達(dá)不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。
二、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)微視頻的目標(biāo)
微型視頻泛指播放時(shí)間很短的視頻短片,[5]時(shí)長(zhǎng)一般控制在幾秒鐘到30分鐘左右,以互聯(lián)網(wǎng)為主要傳播平臺(tái),[6]內(nèi)容廣泛,視頻形態(tài)多樣的多種視頻終端攝錄或播放的視頻短片的統(tǒng)稱。有研究表明,大學(xué)生微視頻日益成為大學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的一部分。[7]對(duì)于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微視頻,在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生明晰實(shí)驗(yàn)的原理目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)流程及操作的注意事項(xiàng)等,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提高實(shí)驗(yàn)興趣并規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作,提高實(shí)驗(yàn)成功率。
三、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)微視頻的設(shè)計(jì)原則
1.知識(shí)點(diǎn)聚焦
對(duì)于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微視頻設(shè)計(jì),首先對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行選擇和分析處理。[8]應(yīng)遵從教育教學(xué)的認(rèn)知規(guī)律對(duì)相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行科學(xué)合理的分析和處理,以典型工作任務(wù)為切入點(diǎn),圍繞這一目標(biāo),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程,最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。微視頻的長(zhǎng)度應(yīng)控制在10分鐘左右。
2.以學(xué)習(xí)者為中心
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)微視頻旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),挖掘多媒體教育的功能,并以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。[9-10]微視頻中心要始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心的原則,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與,以最終達(dá)到“授人以漁”的目的。
3.交互性強(qiáng)
在微視頻中,教師、學(xué)生和教學(xué)方法三者應(yīng)有效互動(dòng),達(dá)到更好的教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)微視頻的價(jià)值。在微視頻的設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)一些有趣的場(chǎng)景提出任務(wù),拍攝任務(wù)完成的過(guò)程,再配上抑揚(yáng)頓挫的解說(shuō),促使學(xué)生愛上這門課程,形成高效互動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛。
四、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)微視頻的開發(fā)
現(xiàn)以“氯化鈉注射液含量測(cè)定”為例介紹分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)微視頻的開發(fā)過(guò)程。
1.工作任務(wù)的選取
在工作任務(wù)選取時(shí)要兼顧課程內(nèi)容與專業(yè)特點(diǎn),高職藥學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)中明確畢業(yè)生能掌握藥學(xué)專業(yè)基本理論知識(shí)和專業(yè)技能,在選取教學(xué)內(nèi)容時(shí),盡量向藥學(xué)專業(yè)靠攏,將藥品檢測(cè)內(nèi)容收錄其中。氯化鈉注射液是常用的藥品,其中氯化鈉的含量“氯化鈉注射液含量測(cè)定”是沉淀滴定法的工作任務(wù)之一,
2.實(shí)驗(yàn)微視頻的設(shè)計(jì)
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微視頻設(shè)計(jì)直接決定了其成敗,是微視頻的靈魂,在設(shè)計(jì)時(shí)遵循學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律,激發(fā)學(xué)生參與意識(shí)。設(shè)計(jì)步驟如下:(1)學(xué)生以小組為單位承接教師分布的工作任務(wù)——“氯化鈉注射液含量測(cè)定”,并進(jìn)行小組討論,完成任務(wù)需要用到哪些實(shí)驗(yàn)用品,實(shí)驗(yàn)流程如何設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何處理,將學(xué)生帶入到我要學(xué)習(xí)的狀態(tài)。(2)將小組討論結(jié)果以實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的形式呈現(xiàn),學(xué)生通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行了整合,教師查看實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,并進(jìn)行指正,確定實(shí)驗(yàn)方案。(3)學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以學(xué)生為主,教師進(jìn)行指導(dǎo),并規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。(4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理要求詳細(xì),完整,寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,Rd不得大于0.2%為合格,完成工作任務(wù)。
3.實(shí)驗(yàn)微視頻的制作
將實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑砑皩?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理部分制作成動(dòng)畫演示文稿,然后用錄屏軟件CamtasiaStudio8.0進(jìn)行錄制,剪輯后轉(zhuǎn)換成mp4格式,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程用數(shù)碼相機(jī)錄制,包括教師實(shí)驗(yàn)演示及同學(xué)們經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題,如何糾正等,最后進(jìn)行視頻合成,形成完整的微視頻。
五、總結(jié)
高職藥學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還停留在相對(duì)機(jī)械的階段,將微視頻與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,開發(fā)出適合高職藥學(xué)專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)微視頻,改變學(xué)生不感興趣的狀態(tài),在微視頻的設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)將知識(shí)點(diǎn)整合、和學(xué)生良好互動(dòng)的原則,對(duì)于實(shí)驗(yàn)微視頻的制作要盡量教學(xué)實(shí)際情況,做出我們用的了、效果好的視頻資料。通過(guò)對(duì)微視頻的開發(fā)與應(yīng)用,收到了較好的教學(xué)效果,鍛煉了學(xué)生的思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力,為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
作者:劉超 于春濤 張淑鳳 單位:滄州醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校
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隨著現(xiàn)代化教育的深入,大學(xué)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生觀察力、實(shí)踐能力、全面發(fā)展具有重要作用,也是科研教學(xué)活動(dòng)的重要方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)注重教學(xué)方法的創(chuàng)新,立足于多角度考察方式;實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),能夠提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率與質(zhì)量。對(duì)此,筆者根據(jù)多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn),就大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞:
大學(xué);化學(xué)實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);研究分析
根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒒瘜W(xué)理論與實(shí)踐進(jìn)行有效融合、整合、應(yīng)用,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果提升具有重要作用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)方法作為中心,繼而創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,并做好綜合性研究。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的提高具有重要作用,同時(shí)具有較大研究?jī)r(jià)值。
1設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)
1.1全面性
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)涉及學(xué)科內(nèi)容眾多,化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)凸顯科學(xué)、綜合、靈活性思維形式,使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中得到能力的提升,尋找到解決問(wèn)題的方法,創(chuàng)新思維模式。如:在無(wú)機(jī)制備與有機(jī)合成知識(shí)融合中,進(jìn)行表征任務(wù)分析或是利用催化劑與性能檢測(cè)融合等方法。
1.2研究性
不同實(shí)驗(yàn)中包含一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需自主進(jìn)行資料搜集;同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與操作性書寫論文。在課題研究中,學(xué)生應(yīng)自主、獨(dú)立進(jìn)行課題探究,掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程遇到的問(wèn)題,制定解決方法。利用這種模式,打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新,對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性具有重要影響。
1.3創(chuàng)新性
大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)立足多樣化、創(chuàng)新、環(huán)保項(xiàng)目?jī)?nèi)容,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)視角與創(chuàng)新思維。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi),教師應(yīng)將科研成果轉(zhuǎn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠接受到最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)知識(shí),對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)具有幫作用。
2大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不足
一些院校在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要為有機(jī)實(shí)驗(yàn)與無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)、分析設(shè)備監(jiān)測(cè)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)等,使得學(xué)科項(xiàng)目被分解,缺少學(xué)科有效連接、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容缺乏特點(diǎn)體現(xiàn),多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。種種原因造成教學(xué)資源使用效率平平、缺少完善的管理制度。隨著新課程教育教學(xué)的落實(shí),多數(shù)院校開始致力于教學(xué)革新中,增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)。不過(guò)在事實(shí)教學(xué)中,并未有明顯教學(xué)體現(xiàn),仍然存在諸多問(wèn)題。
2.1實(shí)驗(yàn)管理制度問(wèn)題
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教師水平要求較為嚴(yán)格;同時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成本投入高于普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)。受經(jīng)濟(jì)因素限制,使得設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一直未得到推廣與普及。一些院校為達(dá)到基礎(chǔ)評(píng)估需求,而選擇進(jìn)行一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,缺少化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合,較為形式化,缺少完整的管理機(jī)制?,F(xiàn)階段多數(shù)院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)管理制度存在諸多問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)教師無(wú)法充分發(fā)揮作用優(yōu)勢(shì),實(shí)驗(yàn)教學(xué)報(bào)酬得不到有效保證,理論知識(shí)教學(xué)較多而影響實(shí)驗(yàn)管理,造成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)難以繼續(xù)開展下去。
2.2教學(xué)內(nèi)容落后
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,教學(xué)內(nèi)容落后成為重要教學(xué)問(wèn)題。通常狀態(tài)下,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是增加綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而缺少有機(jī)、無(wú)機(jī)等學(xué)科融合,課程教學(xué)缺少直接連接,以及有效教學(xué)形式進(jìn)而達(dá)到全面培養(yǎng)目標(biāo)。盡管多數(shù)學(xué)校已經(jīng)致力于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中,但缺少有效的成果轉(zhuǎn)變機(jī)制,使得學(xué)生難以達(dá)到學(xué)以致用目的,造成學(xué)習(xí)興趣的降低。
3大學(xué)化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方法
3.1調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
大學(xué)階段,學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)已經(jīng)有一定基礎(chǔ),了解有關(guān)化學(xué)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)。對(duì)此,在這一過(guò)程中應(yīng)科學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),為學(xué)生創(chuàng)造更多知識(shí)運(yùn)用機(jī)會(huì)。學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),對(duì)能力的提升、興趣的激發(fā)具有重要作用。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)任務(wù)探究階段,能夠運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行方案設(shè)計(jì),進(jìn)而找到有效方法與結(jié)論。在其過(guò)程中,學(xué)生完全自主獨(dú)立解決問(wèn)題,當(dāng)學(xué)生找到解決問(wèn)題的方法與結(jié)論則會(huì)油然而生一種成就、自豪感。這對(duì)化學(xué)知識(shí)深入研究具有重要推動(dòng)作用,提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)而將更多精力投入到化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中。
3.2提升學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)
在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,能夠?qū)⒈粍?dòng)科研學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中涉及眾多化學(xué)概念原理,學(xué)生可以通過(guò)無(wú)限的空間遐想創(chuàng)新思維。在實(shí)際操作過(guò)程中,學(xué)生利用創(chuàng)新型思維與探究性思維,將所思所想體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中。當(dāng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)階段,創(chuàng)造思維得到了啟發(fā),提升實(shí)踐能力進(jìn)而發(fā)揮教學(xué)主體作用。學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要自主進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與資料搜集,結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方案。在其設(shè)計(jì)階段,學(xué)生需要獨(dú)立面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,要靈活運(yùn)用思維得到實(shí)驗(yàn)答案。在這一形式下,對(duì)學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮具有重要作用,提高實(shí)踐能力。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生進(jìn)行論文寫作,論文寫作是一個(gè)將實(shí)踐轉(zhuǎn)變知識(shí)概念的過(guò)程,需要學(xué)生有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S模式與總結(jié)思維,對(duì)實(shí)驗(yàn)中的不足與解決方法轉(zhuǎn)換為文字形式。在這一階段中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題、方法總結(jié)能力將得到有效培養(yǎng),對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的的提升也具有一定推動(dòng)作用。
3.3完善學(xué)生化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)包含眾多學(xué)科內(nèi)容,例如:二級(jí)學(xué)科操作技能和理論知識(shí);在其實(shí)驗(yàn)階段,學(xué)生運(yùn)用多個(gè)學(xué)科知識(shí)融合過(guò)渡至實(shí)驗(yàn)中進(jìn)而解決問(wèn)題。在其過(guò)程中,擴(kuò)大了學(xué)生知識(shí)視角、完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)。材料、環(huán)境概念知識(shí)融入至實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)能夠有效彌補(bǔ)以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)科內(nèi)容兩極化問(wèn)題,提升了學(xué)生綜合能力。
4結(jié)語(yǔ)
綜合分析,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代教育教學(xué)改革下的產(chǎn)物,對(duì)學(xué)生能力的提升具有重要作用。因此,需要有關(guān)院校引起高度重視,提倡應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。筆者著重對(duì)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析,希望各院校充分發(fā)揮理論與實(shí)踐融合理念進(jìn)而做好化學(xué)人才的培養(yǎng)。
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關(guān)鍵詞:高效教學(xué);化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);創(chuàng)造性思維
文章編號(hào):1005-6629(2011)03-0013-03
中圖分類號(hào):G633.8
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
在新課程改革的背景下'如何提高化學(xué)課堂教學(xué)的效率從而達(dá)到新課程標(biāo)準(zhǔn)提出三維教學(xué)目標(biāo),這是擺在每一位化學(xué)教師面前的研究課題。如何才能提高化學(xué)課堂教學(xué)效率呢?化學(xué)實(shí)驗(yàn)在打造化學(xué)高效課堂的過(guò)程中起著舉足輕重的作用。它有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。為此,筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,僅對(duì)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),提高化學(xué)課堂教學(xué)效率作初步探討。
1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)為打造高效課堂教學(xué)提供了條件
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教與學(xué)的過(guò)程中均起著舉足輕重的作用?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是解決化學(xué)問(wèn)題的重要手段,而且還是科學(xué)探究的主要途徑。世界上許許多多的著名化學(xué)家,都是在實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造出科學(xué)上的奇跡。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直都是化學(xué)教師關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn),也是我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中不可忽視的重要部分。新課程更強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),不僅增加了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量,而且對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的要求也有提高,這就對(duì)我們?nèi)绾翁岣呋瘜W(xué)課堂教學(xué)效率,實(shí)施高效教學(xué)提出了更大的挑戰(zhàn)和要求。
什么是高效教學(xué)呢?天津師范大學(xué)王光明教授認(rèn)為,教學(xué)效率是相對(duì)概念,同樣的學(xué)習(xí)結(jié)果一認(rèn)知成績(jī)、理性精神、效率意識(shí)、良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)和化學(xué)學(xué)習(xí)能力,教師和學(xué)生投入較少,則教學(xué)效率高;同樣的投入,學(xué)習(xí)效果好而且多樣,則教學(xué)效率高。而高效教學(xué)則是指用盡可能少的時(shí)間獲取最大教學(xué)效益的教學(xué)活動(dòng)。
怎樣才算是一堂高效率的課?天津教科院的王敏勤老師認(rèn)為,教師上完課后只要問(wèn)自己4個(gè)問(wèn)題,就知道這堂課的效率如何。這4個(gè)問(wèn)題是:(1)這節(jié)課讓學(xué)生獲得什么,獲得多少?(2)讓學(xué)生用多長(zhǎng)時(shí)間獲得?(3)讓學(xué)生怎樣獲得?(4)是否每個(gè)學(xué)生都達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)?聽過(guò)的很快會(huì)忘記;看過(guò)的有一些印象;做過(guò)的才能理解、掌握。這句話說(shuō)明,學(xué)生只有親自操作,經(jīng)歷了探索知識(shí)的過(guò)程,他們對(duì)知識(shí)的理解才能深刻,記憶才能牢固。在教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上獨(dú)立思考、主動(dòng)探索,繼而通過(guò)交流、優(yōu)化、深化,他們對(duì)知識(shí)理解會(huì)更透徹,運(yùn)用會(huì)更靈活、準(zhǔn)確,學(xué)習(xí)的效率就會(huì)更高。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)在使學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)參與,樂(lè)于探究交流與合作的學(xué)習(xí)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),這也為我們打造高效化學(xué)課堂提供了條件。所以,教師在教學(xué)時(shí),要精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),面向全體學(xué)生、著眼于學(xué)生的發(fā)展,充分利用上課的45分鐘時(shí)間,通過(guò)對(duì)話講解、實(shí)驗(yàn)探究、互動(dòng)交流等教學(xué)方法和手段,將各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有效的整合到一起,促進(jìn)學(xué)生自主地參與化學(xué)學(xué)習(xí),使全體學(xué)生都能達(dá)到具有可操作性和可檢測(cè)性教學(xué)目標(biāo)的要求。
2 高效課堂教學(xué)需要化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,經(jīng)常會(huì)遇到下列情形:將等體積的酒精和水混合進(jìn)行分子間隔實(shí)驗(yàn)時(shí),溶液體積的變化不明顯;做粉塵爆炸或氫氯爆炸實(shí)驗(yàn)時(shí),不能按要求爆炸而使實(shí)驗(yàn)失?。蛔鲭娪緦?shí)驗(yàn)的耗時(shí)較長(zhǎng);在學(xué)習(xí)熵的概念時(shí),只有抽象的理論知識(shí)而無(wú)直觀實(shí)驗(yàn)……等等。出現(xiàn)這些問(wèn)題的化學(xué)課堂教學(xué)不但不是高效課堂,反而會(huì)給學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)帶來(lái)負(fù)面影響,使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。因此,打造化學(xué)高效課堂的前提,就要確保每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要安全、成功、高效。化學(xué)高效課堂教學(xué)需要化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。要做到這一點(diǎn),教師就要運(yùn)用創(chuàng)造性思維,積極主動(dòng)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
北京師范大學(xué)的劉知新先生結(jié)合中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際和設(shè)備條件,鼓勵(lì)化學(xué)教師積極進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并提出化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn),這就是:教學(xué)效果明顯;綠色化,操作安全;裝置簡(jiǎn)單;易操作、用量少;步驟少、時(shí)間短。因此,我們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程中要以此標(biāo)準(zhǔn)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育教學(xué)功能,達(dá)到化學(xué)高效課堂的教學(xué)要求。
3 創(chuàng)造性思維是提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)水平的催化劑
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)造性思維是指伴隨著化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)而進(jìn)行的一系列思維活動(dòng),筆者通過(guò)對(duì)天津市化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的部分獲獎(jiǎng)教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)所應(yīng)用的創(chuàng)造性思維進(jìn)行綜合分析、歸納后得出:在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中,融合著分析歸納、發(fā)散聚合、聯(lián)想遷移、逆向、類比、組合、直覺(jué)……等多種創(chuàng)造性思維方法?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程就是多種創(chuàng)造性思維的綜合運(yùn)用過(guò)程。運(yùn)用創(chuàng)造性思維進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),可以收到事半功倍的成效。
例如,“電泳”實(shí)驗(yàn)一般都是在U形管中進(jìn)行的,在通直流電時(shí),帶電的氫氧化鐵膠體粒子在進(jìn)行移動(dòng)時(shí),一方面要靠正、負(fù)電性的作用,另一方面還要克服重力的吸引。因此,此實(shí)驗(yàn)所需要的電壓高(110V),時(shí)間長(zhǎng)(約20分鐘),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。某老師運(yùn)用逆向思維的方法,在不改變操作要求的前提下,設(shè)計(jì)了“自制電泳實(shí)驗(yàn)裝置”(如圖1所示),即用的倒置U形管進(jìn)行實(shí)驗(yàn),電壓只需12V,3分鐘即可以觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)效果。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)之所以取得這樣好的效果,是將以前阻礙氫氧化鐵膠體粒子向上移動(dòng)的重力,轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)它向下移動(dòng)的動(dòng)力。
一、微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
1.氯氣制取的微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
(2)實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象
①如圖1所示,打開自由夾A和C,關(guān)閉自由夾B,緩緩?fù)苿?dòng)注射器M的活塞,按約1滴/秒的滴加速率逐滴滴入青霉素瓶G中.
②當(dāng)觀察到反應(yīng)生成的黃綠色氯氣充滿青霉素藥劑瓶G時(shí),打開自由夾B,同時(shí)關(guān)閉自由夾C.
③此時(shí)便觀察到氯氣將青霉素藥劑瓶H中的飽和NaCl溶液壓入50 mL燒杯D中.
④當(dāng)觀察到青霉素藥劑瓶H中的飽和NaCl全部被氯氣壓出時(shí),關(guān)閉自由夾B,同時(shí)緩緩回抽注射器M活塞(旨在平衡反應(yīng)容器青霉素藥劑瓶G中的氯氣壓力).
⑤制取氯氣實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),關(guān)閉自由夾A,將注射器M從裝有自由夾A的輸液管中拔出,換約6 mL 4mol/L NaOH溶液,再按如圖1所示使注射器M與裝有自由夾A的輸液管相連接,關(guān)閉自由夾B,打開自由夾A、C,將注射器M中的NaOH溶液一次性注入青霉素藥劑瓶G中.
(3)實(shí)驗(yàn)注意
為了更安全地控制氯氣用量,更有效地、靈活地進(jìn)行氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn), 要緩緩抽拉10ml注射器N活塞,根據(jù)氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所需,推動(dòng)注射器N活塞,能安全地控制氯氣用量,以保證氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)有效地、靈活地進(jìn)行.
2.乙炔制取和性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)用品
廢青霉素瓶、微型U型管(用200 mm×7 mm或8 mm玻璃管彎制)、一次性使用廢頭皮針(5號(hào)或5號(hào)半,7號(hào)或8號(hào)),雙向玻璃尖咀、一次性使用廢注射器(規(guī)格為2.5 mL)等.電石、飽和硫酸銅溶液、0.05%高錳酸鉀酸性溶液,3%溴的四氯化碳溶液.
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
①取兩只干燥的廢青霉素瓶,分別裝入2~3小塊玉米粒般大的電石和飽和硫酸銅溶液(占瓶容積1/2).蓋上膠蓋,并用一根橡皮筋把兩瓶捆在一起.注射器吸入半管水后按圖2把儀器(從右至左)連接好.
1.水2.橡電筋3.電石4.飽和CuSO4溶液5.0.05% KMnO4酸性溶液(或3%溴的四氯化碳溶液)A為5號(hào)或5號(hào)半頭皮針頭,B、C、D為7號(hào)或8號(hào)頭皮針頭
圖2②輕推注射器活塞,使水進(jìn)入皮針并從針頭上一滴一滴地慢慢落下.約數(shù)秒鐘后即可在玻璃尖咀E上(青霉素瓶用來(lái)固定玻璃尖咀)點(diǎn)燃逸出的乙炔氣(火焰大小可由滴水的速率控制).
③做完乙炔的燃燒試驗(yàn)后,從D針頭處拔下連接尖咀的頭皮針?biāo)芰瞎埽瑩Q上另一個(gè)剪去注射器套頭的頭皮針?biāo)芰霞?xì)管.先向U型管里的高錳酸鉀酸性溶液(2~2.5 mL)通入乙炔(控制氣流不可過(guò)大.細(xì)管插入液面下深度2~3 cm).不一會(huì)兒,便可看到通入乙炔一邊的高錳酸鉀酸性溶液幾乎褪成無(wú)色,與另一邊未通乙炔的溶液(保持原色)形成了鮮明的對(duì)比.再向另一U型管里溴的四氯化碳溶液(2~2.5 mL)通入乙炔.現(xiàn)象同上.
(3)注意事項(xiàng)
①使用小號(hào)針頭向反應(yīng)瓶中慢慢地滴水.②C針頭尖要插至飽和硫酸銅溶液深處.③高錳酸鉀溶液的濃度用0.05%最好,且要加稀硫酸充分酸化.現(xiàn)象紫紅色幾乎褪盡.
二、中學(xué)化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)
微型實(shí)驗(yàn)儀器具有小巧便攜、不易破碎、液體試劑在多用滴管中不易流出等優(yōu)點(diǎn),微型實(shí)驗(yàn)與常量實(shí)驗(yàn)相比具有獨(dú)到的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有更高的要求,應(yīng)用在教學(xué)上,效果十分突出,在知識(shí)技能、過(guò)程方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀念等方面都對(duì)學(xué)生有很好的教育意義,能更好地培養(yǎng)學(xué)生的良好品質(zhì),提高學(xué)生各方面的能力.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在:
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)