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如何利用化学实验来培养和提高学生的科学素养


如何利用化学实验来培养和提高学生的科学素养

山东省无棣县西小王乡中学

张祥军

化学实验是化学研究的基本方法和手段,是化学赖以生存和发展的基础,更是化学 的灵魂。通过化学实验不仅可以使学生获得化学知识,培养学生实践技能和素质,而且 可以培养学生理论联系实际的学风和实事求是、严肃认真的科学态度。可以说,搞好化 学实验教学是提高学生科学文化素质的重要手段。如何利用化学实验来培养和提高学生 的科学素养呢?根据我自己的认识和教学中的做法简要的谈以下几点: 一、规范操作演示实验,增补演示实验,加强学生对知识的理解,培养学生的观察 规范操作演示实验,增补演示实验,加强学生对知识的理解, 能力和思考能力 演示实验在化学教学中占了很大的比例,教师的一举一动对学生都有很大的影响, 教师做的每一步都是一个示范操作的过程,对学生起着潜移默化的作用。因此,教师演 示不仅要规范,还要熟练、有条不紊、从容不迫,以严谨的科学态度去影响学生,促进 学生的动手能力。实验课前应认真准备做好预做工作,掌握好实验成功的条件和关键, 对实验所用的仪器、药品、时间等做好精心的充分准备。 在教学过程中也需要增补一些实验来加强学生对知识的理解,例如,在讲解金属活 动性顺序时,我增加了钠与水反应的实验:在烧杯中加入了少量的水并滴入几滴酚酞试 液,再加入金属钠。让学生清楚的观察到金属钠在水中变成一个闪亮的小球,在水面上 四处游动,水溶液迅速呈现红色等实验现象。针对实验的这些现象和学生的观察,提出 了几个问题情景进行思考和分析讨论:钠为何从煤油中取出来?为何能用小刀切开?为 何遇水熔成一个闪亮的小球?溶液为何变成了红色?通过对这些问题进行分析和解释, 钠在自然界中的存在形态、钠的保存、燃烧的钠能否用水灭火,钠放入硫酸铜溶液中能 否把铜置换出来等一系列问题也就迎刃而解了。通过这样的实验,诱发、拓宽、深化了 学生的思维。 二、通过学生自己设计实验方案尝试探究性实验,培养学生的科学素养 通过学生自己设计实验方案尝试探究性实验, 探究性教学不仅要求学生重视课本知识的学习、巩固和掌握,更重要的是要求学生 及时、主动、积极的把所学到的知识转化为解决实际问题的能力,要求学生运用发散思 维、联想思维、逆向思维对教师提出的课题根据已有的知识和技能,根据现实条件制定 不同的方案、验证方案、得出结论。这样,学生的思维能力、观察能力、分析综合能力、 知识的运用能力等得到更大程度的提高。同时,学生通过探索尝到科学探索的乐趣,大 大激发学生的求知欲望和学习兴趣。而实验能够更好的发挥学生的主观能动性以及它们 独立分析问题和处理问题的能力,也更能激发学生的学习兴趣。那么,如何发挥好实验

在教学中的作用呢?我认为,就是改演示实验为 学生的设计实验,这样会更好的培养学生的学习 兴趣,更重要的是能够培养学生的科学素养。 在学习《氢气的实验室制法》一节中,我首 先交待了实验室制取氢气所需的药品以及反应 原理,通过分析让学生根据制氧气的实验装置来 自行设计制取氢气的实验装置,并画出实验装置图。再以小组为单位讨论分析所设计装 置的优缺点,分别展示后让他们找出最佳方案,自己组装仪器进行实验。随后又出示课 前准备好的错误装置,让学生比较分析得出常发生的错误,比如:夹持试管的部位、导 管的长短等等。然后进一步提出以下几个问题: 1、氢气有哪些性质? 2、如何证明氢气的密度小于空气的密度? 3、请绘制实验室制取并验证氢气化学性质的实验连续装置图。 提出问题以后,学生的气氛立即活跃起来,相互之间讨论的异常激烈,经过充分讨 论、改正,最后得出如图所示的装置: 而验证氢气的密度小于空气的密度实验是:取相同质量体积的两个集气瓶,分别收 集空气和氢气放在托盘天平上称其质量,比较大小。现象是指针向左偏转。 制取并验证氢气化学性质的实验连续装置图是:

说明: 1、关闭活塞乙,打开活塞甲,收集氢气做爆鸣实验验证氢气的纯度。

2、然后点燃氢气,在火焰罩一个冷而干燥的烧杯, 观察是否有水生成。 3、关闭活塞甲,打开活塞乙,向盛有氧化铜的玻璃 管中通入氢气一段时间后点燃酒精灯, 加热, 还原氧化铜, 为减少资源的浪费,将导管伸到酒精灯火焰上。 在这种既紧张又轻松愉快的教学过程中, 不但发展了 学生的创造性思维,改变了以往的“填鸭式”教学,更使 学生分析问题解决问题的能力有了提高,培养了学生的科 学意识和科学修养,让学生尝到了成功的喜悦。 三、鼓励学生改进实验,发展学生发散思维和创新意识,培养学生的科学素养 鼓励学生改进实验,发展学生发散思维和创新意识, 传统的教学方法对于化学实验大多是 “葫芦画瓢”,而未能充分发挥学生的主观 能动性,受其长期影响学生长与求同,缺乏独立思考、难有创造和发现。要真正培养学 生创造质疑、勇于探索,即使对那些早已成为定论的事物也要从不同角度和侧面进行重 新审视,以不断完善和发展。因此,在教学过程中应注重鼓励学生对实验进行不断改进。 在做“木炭吸附二氧化氮气体”实验时,当打开瓶塞祥锥形瓶内投入木炭时,有大 量的二氧化氮气体逸出,有一位同学对此提出了疑问:“二氧化氮是有害气体,从里面 逸出不污染空气吗?”对这个问题,我并没有维持课本的权威性,而是提出了以下要求: 二氧化氮逸出会污染环境,你们能不能将这个实验进行改进来避免这个问题。学生的积 极性一下子提高起来,讨论非常激烈。经过不断的分析、比较、总结,学生们自己设计 出了一个全新的实验装置: 如图:取一锥形瓶,放入几块烘烤过的木炭,用橡皮塞塞紧。将已预先收集好二氧 化氮气体的注射器的针头插入橡皮塞中并使其穿过塞子,将二氧化氮气体压入锥形瓶 中,可观察到红棕色气体进入锥形瓶内,同时气球不断胀大。关闭止水夹,晃动锥形瓶 直至红棕色气体完全消失。打开止水夹,会发现气球变瘪了。对锥形瓶进行加热,会发 现红棕色的气体由从木炭中溢出,而气球又逐渐的胀大。 优点:有效的避免了有毒气体对环境的污染,且能节约试剂,同时收集的气体易于 搬运或短期贮存。 通过对实验的改进增强了学生的参与意识、合作精神,让学生明确了实验改进的必 要性,学会改进的方法和技术,更培养了学生运用所学知识进行创新的精神和能力。 四、联系生活实际,搞好生产生活的调查研究,培养学生的科学态度 联系生活实际,搞好生产生活的调查研究, 化学实验为培养学生的科学素养提供了了最佳环境, 尤其是一些联系生活实际的应 用性实验,使学生亲身感受到化学的重要性。教师教学时应尽可能的寻找知识在生活中

的联系,将课堂知识移植为课外的兴趣实验。 在农村, 铵肥和尿素是最常用的两种化学肥料。 于是在讲解完 《化学肥料》 一节时, 我给学生布置了一个社会小调查:碳酸氢铵与尿素在使用上有何差别?为什么?在上交 的调查报告中学生们都能回答出他们的使用方法,而对其原因确是众说纷纭,有的说是 碳酸氢铵易潮解;有的说碳酸氢铵不易溶解,尿素易溶解。为了让学生有一个正确的答 案,我让他们做了两个对比试验:(1)将碳酸氢铵分别放入水中,观察二者是否溶解; (2)分别加热碳酸氢铵和尿素,观察发生的现象。通过实验发现,碳酸氢铵和尿素都 易溶于水,而在加热时,碳酸氢铵会逐渐的消失而尿素却只是处于熔化状态。根据实验 让学生得出正确的结论。 学生在调查过程中通过亲身经历和体验,不仅获得化学知识和技能,更重要的是能 激发学习化学的兴趣,学习靠科学的研究方法,理解科学的本质,培养科学精神和科学 价值观,从而全面提高学生的科学素养。 五、利用化学活动可激发学生的探究趣味,培养学生的创新思维和科学素养 利用化学活动可激发学生的探究趣味, 活动可可以体现出学生的实验操作技能、探究能力、分析问题的思路以及知识的理 解、认识和应用水平。因此,化学活动课的重点应放在对学生科学素养的培养,以及学 生的动手操作能力、思考能力上。同时化学活动课要紧密联系教学实际、联系生活生产 实际,扩大知识面,开阔学生的视野,提高学生分析问题解决问题的能力。 例如:(1)学习酸的性质,可以让学生探讨家中蒸馒头时必须加碱面(纯碱)的 原因;(2)让学生亲手操作、熟练掌握常用仪器的安装;(3)了解某些农药如波尔多 液、石硫合剂等的制作原理和原理;(4)组织学生写小论文,开展化学知识竞赛等。


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