浅谈中学化学探究性实验设计

1浅谈中学化学探究性实验设计摘要：实验是进行科学探究的重要手段。本文结合教学实例对中学化学探究性实验设计理念及实验设计方法等问题进行了论述。关键词：创新、实践、启发性、探究性、人文精神、反思与交流、多媒体正文：《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出，实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点。据此新课程把“具有初步的创新精神和实践能力”作为重要的培养目标，注重培养学生独立思考、积极进取、求实、求是、顽强的品质；理论联系实际的意识；乐于动手、勤于实践的习惯。实验是进行科学探究的重要手段。引导学生体会化学实验是获取化学知识和学习科学探究等的重要手段，培养学生严谨的科学态度、尊重客观事实、善于合作等优良品质，注重学生的生活经验和亲身感受，注意引导学生主动参与探究活动，并通过探究活动和合作学习，主动地获取知识，充分体现化学实验的启发性、探究性和人文精神，增强学生的价值观念、社会责任感和环境意识，是中学化学教师努力的方向[1]。一堂好的实验课没有绝对的标准，但要有一定的基本要求：目标明确、内容科学、方法得当、理论联系实际、学生参与度高、实践性、研究性、富有人文精神等等[2]。本文就探究性实验设计的方法进行了实践探索。1注重贴近生活、联系社会实际的实验设计典型案例一一----《水的净化》教学目标：知识与技能*让学生知道多种途径可以使水得到不同程度的净化。*通过运用吸附、沉淀、过滤等净化方法，初步学会过滤操作的基本技能技巧。过程与方法*通过实验探究水的净化方法，了解净化水的方法。情感态度价值观*通过水的净化处理过程，懂得卫生、健康饮水，节约用水，体会化学在实际生活中的广泛应用。*通过探究活动，培养科学探索精神和细心标准操作的科学品质。教与学分析：在探究《水的净化》之前，让学生将地球上水资源的相关内容提前进行上网调查，取用家附近的泥2河水、井水和自来水，扩展学生生活实际的视野，让学生感觉化学就在我们身边，在爱护水资源人文精神的大背景下，让学生了解水的净化在社会发展中的重要性，激发学生思考水的净化方法。教学重点：水的净化方法，过滤、操作[3]。《水的净化》实验设计方案：从亿万国人都关注的甘肃舟曲县发生的特大泥石流，灾区人民的饮水安全入手，创设真实的情景，使学生产生探究水净化方法的欲望--------讨论净化水的方案--------设计实验（思考、讨论、交流）----学生自行设计净水器-----反思与交流------使学生认识到“水资源丰富又短缺”“节约用水和防治水污染”，让学生感受到水资源被污染的严重危害，从而意识到保护水资源的重要。教学过程：引入：多媒体出示图片，教师叙述：2010年8月7日晚发生在甘肃舟曲的特大泥石流牵动着亿万国人的心，灾难过后，如何保证灾区人民的身体健康是个非常重要的问题，其中饮水安全更是重中之重。学生活动：学生观看并听讲设计意图：从学生关注的社会热点入手，使学生怀着很强的责任感进入学习状态。教师提出问题：如果你是救援灾区的一名志愿者，能不能运用前面我们所学的净水方法把你面前的这杯污水净化成生活用水呢？下面的时间各小组的同学讨论一下，讨论完后，把你们的净水方法和所用物品写在学案上。我的净水方案所用物品学生活动：学生讨论后把自己确定的净水方法写在学案上。设计意图：根据学生心理发展需要，层层推进，培养学生的思维能力，让学生学以致用。教师活动：组织学生交流讨论，让学生互评，相互完善。学生活动：学生展示自己的净水方案，与同学、老师共同交流。设计意图：通过互评，拓宽学生的思维空间。教师活动：组织学生实验，让各组同学取长补短，将水进行净化。学生活动：学生实验。教师辅导：（强调）过滤是初中化学重要的基本操作之一，也是中考实验加试必考的一个内容，同学们一定要规范操作。用数码相机抓拍不规范的操作，方便学生加以纠正。多媒体播放视频：正确的过滤操作。进一步巩固过滤过程中的“一贴”“二低”“三靠”。学生活动：学生观察，纠错。学生观看，并回忆刚才自己的操作，找出错误之处。3设计意图：让学生知道过滤操作的重要性，让学生在实践中探索，在活动中体验，培养学生严谨的科学态度。教师活动：（提问）通过以上所学，同学们已经熟练的掌握了各种净水方法，那么现在你能不能利用桌上所给的一些物品，自制一个简易的净水器呢？下面请各小组同学相互讨论然后动手操作。学生活动：学生讨论后自制净水器。教师活动：用数码相机拍制比较好的净水器，并让学生说出其原理。设计意图：充分发挥学生的思维想象能力和应用能力，以达到培养学生的创新意识和创造能力的目的。教师活动：多媒体展示几组新型净水器图片。设计意图：开拓学生的视野，拓展学生的思维。本节小结：水是生命之源，健康之本，如今面对“滴水贵如油”的水资源，我们每一位同学都要从自身做起，要爱护水资源，保护水资源。布置作业：我市素有钢铁迁安的美称，但钢铁工业发展的同时，也带来了一些环境的负面影响，同学们课下做一个我市的水质调查报告，并对其污染情况做一些合理化建议。设计意图：激发学生的责任感。反思与交流：首先，贴近生活，联系社会实际从亿万国人都关注的甘肃舟曲县发生的特大泥石流、灾区人民的饮水安全入手，使学生怀着一种很强的责任感进入学习状态。教学时充分发挥化学实验对培养学生人文精神的积极作用，注意从学生关心的身边现象入手，发现问题、展开探究以获得新的知识和经验，加深对化学知识在生活实际中应用的认识，关注人类面临的与化学相关的社会生活问题，培养学生的社会责任感、参与意识与决策能力。其次，在学生做净水实验过程中，用数码相机抓拍某些学生的不规范操作，在实物展示台展示，以便学生纠正，学生做得比较好的自制净水器也要用数码相机展示出来并加以展示，这样不仅直观，而且还能充分调动学生学习的积极性。2多媒体与学生动手操作相结合的实验设计典型案例二------《化学基本实验操作》教学目标：知识与技能*能知道化学实验是进行科学探究的重要手段，严谨的科学态度、正确的实验原理和操作方法是实验成功的关键。能进行药品的取用、加热、洗涤仪器等基本实验操作。过程与方法4*能遵守实验室规则，初步养成良好的实验习惯。情感态度与价值观*发展善于合作、勤于思考、严谨求实的科学精神。教材分析：教材首先阐述了走进化学实验室的重要性和要求，然后引导学生进行药品的取用、加热和洗涤仪器等基本操作训练。引导学生在实验和探究过程中，了解加热等实验基本操作方法，并在现象明显的实验过程中进行基本操作训练，这样更能激发学生的学习兴趣[4]。教与学分析：学生对于化学实验的基本操作、常用仪器的使用方法、注意事项以及如何安全、规范、顺利地进行使用并获得成功，还缺乏整体的认识和必要的训练。一些不正确、错误的操作，往往可能引起玻璃仪器的损坏，甚至引起危险，教师不可能全部真实地演示出来。为增加学生印象，突破教学难点，这就需要借助多媒体，将错误的操作制成课件展示出来，与正确操作形成鲜明的对比，有效调动学生的多种感官接受知识，激发学习兴趣,增强学生的印象，会收到良好的实验教学效果。教学重点：进行药品的取用、加热、洗涤仪器等基本实验操作[5]。教学难点：能遵守实验室规则，初步养成良好的实验习惯[6]。实验设计方案：创设情境，引入新课题------→讲解、展示多媒体课件、学生动手操作相结合------→反思与评价媒体设计思路：这是化学的基本操作，必须注意它的规范性，一些不正确、错误的操作，往往可能引起玻璃仪器的损坏，甚至引起危险，对于这样的错误实验操作教师不可能全部真实地演示出来。为增加学生印象，突破教学难点，这就需要借助多媒体，将错误的操作制成课件展示出来，与正确操作形成鲜明的对比，引起学生注意，这样一切问题就会迎刃而解。这既发挥了多媒体服务于教学的作用，引导学生积极思考，调动了学生的主观能动性，又培养了学生动手操作能力，使他们积极参与实验操作，从实验、实践中发现问题、解决问题。教学过程：引入：化学是一门以实验为基础的自然科学。自然界、生产和生活中的化学现象，大多都在错综复杂的过程中发生、发展、变化着的，化学实验则是依照预期的目的，利用一定的仪器、药品通过相应的操作，把被研究的对象限制在可控的条件下，排除那些次要因素的干扰，重视并突出某些主要的反应现象，以便清晰、准确地进行观察、测定、分析，借以认识所研究化学变化的本质和规律。因此，重视化学实验是学好化学的重要环节，而化学实验基本操作是在进行化学实验时必须掌握的基本技能。这节课我们主要研究玻璃仪器的洗涤、试剂的取用以及物质的加热。5教师活动：展示常见的化学仪器并提问：哪位同学知道这些常见化学仪器的名称呢？请把你认识的化学仪器指出来并说出其名称。学生活动：将认识的化学仪器指出来并说出其名称（不认识的仪器由教师来补充介绍）。设计意图：通过不断调节课堂活动，来激发学生的参与兴趣，促进课堂交流，使教师和学生之间形成有效互动。教师活动：做完化学实验时的化学仪器要清洗干净，这是为什么呢？引导学生看书自学并总结。学生活动：学生看书自学并总结。﹡介绍为什么要洗涤仪器：玻璃器皿任何一点污痕，都可能影响到实验结果。﹡仪器干净的标准：洗涤完以后，其内壁附着的水很均匀，既不聚成水滴，也不成股流下，晾干后不留水痕即可。教师提问：怎样洗涤刚刚加热完的试管呢？学生活动：学生讨论后观看多媒体课件：演示错误刷洗方法产生试管底部破裂的现象。﹡用力将试管刷上下洗刷试管时,将试管底部戳破。﹡刚刚加热完的试管没有冷却到室温就用水冲洗,试管破裂。师生共同总结并演示----清洗刚刚加热完的试管正确方法：倾去废物—冷却—用水冲洗—刷洗—用水冲洗。学生动手操作：试管的清洗。教师逐人检查指导并提示：注意刷洗试管的时候，使用试管刷在盛水的试管里转动和上下移动时，不可用力过猛，以防弄破试管的底部。设计意图：第一，减少不必要的仪器损坏。第二：对于正确的操作与错误的操作使学生从视觉上形成鲜明对比，引起学生注意，并使学生逐渐养成科学实验的习惯。教师活动：组织学生边自学边讨论粉末状固体、块状固体试剂的取用方法并练习动手操作。学生活动：自学取用试剂的一般操作规则及相关资料，总结如何取用粉末状固体的方法，学生代表演示实验----粉末状固体的取用，教师指导（利用药匙或纸槽）。方法一：试管平斜—--将盛有药品的药匙送入试管底部—--翻转药匙、试管直立—--擦药匙；方法二：试管平斜—--将盛有药品的纸槽送入试管底部--—-试管直立—--抖动纸槽。学生总结优点：避免了粉末状固体沾在管口和管壁上。学生练习：利用药匙或纸槽取粉末状固体，学生操作过程中教师要巡视，对于不规范、错误的操作要及时给予纠正。讨论：块状固体如何取用呢？用什么取块状固体呢？下面的多媒体展示的方法可取吗？6展示多媒体：块状固体的错误取用方法（引起学生注意,严禁犯同样的错误）。容器直立—块状固体放入容器口—块状固体垂直落到容器底部—容器底部破裂。师生活动：共同总结上述实验的后果，找两三个学生演示正确的实验操作-----块状固体的取用（用镊子），教师指导。方法：容器放平—块状固体放入容器口—缓缓竖起容器—块状固体沿器壁滑到容器底部。学生活动：练习块状固体的取用。为了提高训练质量，在训练过程中可增加学生的练习次数，每人一组，人人动手、教师逐人检查指导，不放过每一个不规范的动作，逐步使学生养成良好的实验技能和习惯。设计意图：第一创设师生之间、生生之间、师生与所学知识之间的互动情景，侧重关注课堂活动的多向性和交互性，体现出师生之间、生生之间、学生与教学文本之间、学生与媒体之间的多向与交互作用。第二激活学生的思维，引发学生积极主动思考，从而激发学生自我发现问题的意识和探索精神。教师活动：指导学生阅读----《给物质加热的实验》的相关资料学生活动：自学并总结，给物质加热时，应根据物质的性质，实验目的和要求，来选择容器，一般常用试管、烧杯、烧瓶。师生共同活动：，找两三个学生演示实验-----利用试管加热，教师指导。师生共同总结加热少量液体和固体时的注意事项：﹡充分使用酒精灯的外焰，不要使受热的试管跟灯芯接触，以免因局部受热而炸裂；﹡用试管加热时，必须使用试管