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進入初三年級,我們會接觸一門新的學科即化學,它是以實驗為基礎,研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的自然科學。在學習化學知識中,許多知識如化學概念、基本原理、元素化合物性質等,都是通過化學實驗而獲得的。因此,在化學學習中必須學會對實驗進行正確的觀察,并在觀察的基礎上根據實驗現象得出結論,從而掌握化學知識。同時學習化學還要和我們的實際生活聯系在一起,因為很多化學物質就是我們生活中所接觸到的。比如在初三化學中將學到的氧氣與水等物質都是人們日常生活中所離不開的,所以在學到這些內容的時候都要實際聯系起來,這樣就有利于化學知識的學習與記憶。有的學生剛一接觸化學總感覺內容繁多,元素符號和化學方程式難寫等諸多問題。因此就片面的認為化學難學,不想去學。其實每一學科都有它自身的特點,只要我們能夠掌握方法,對癥下藥,就能夠達到事半功倍的效果。學習方法是否恰當對化學的學習是非常重要的,本人根據化學科本身的特點和本人多年的化學教學經驗,總結出了以下幾種學習方法,僅供大家參考。
(一)注意觀察實驗。由于化學是以實驗為基礎的學科,學習化學當然就離不開實驗,因此如何觀察實驗對于我們學習化學是非常重要的。首先,應明確實驗目的,確定實驗觀察的重點。課本設置實驗的目的在與實現某一學習目的,實驗目的決定了實驗觀察的重點。只有明確重點觀察的內容,抓住本質的現象,才能有效地觀察,有效地學習。如在初中化學〈序言〉課的實驗,所設置的幾個實驗都是為學生順利理解和掌握物理變化和化學變化而設置的。因此,觀察的重點應放在反應前后物質是否發生質的變化,從而確定該變化屬于物理變化還是化學變化。如鎂帶的燃燒實驗,觀察的重點是鎂在燃燒后的產物的性質和鎂帶有何本質的不同,確定反應是否新物質生成,從而判斷該反應是否屬于化學變化。而不能僅僅注意實驗過程中的“發出耀眼的強光,放出大量的熱”這一非本質的現象。只有這樣,才能實現實驗的目的——掌握物理變化和化學變化的實質。
其次,明確觀察的要素和程序,全面、有序地進行實驗的觀察對于實驗,特別是一些過于復雜的實驗,往往存在多個實驗觀察的要素,實驗過程中必須全面、有序地進行觀察,才能實現實驗教學的目的,從而深入、全面地掌握化學知識。那么,如何有序地、全面地觀察化學實驗呢?第一階段(實驗前)——觀察要素為:1、反應物的物理性質(如反應物的顏色、狀態、氣味等);2、反應條件(如是否加熱、光照、通電等);3、反應裝置(使用哪種實驗儀器、該裝置有何特點等);4、操作順序(如何組裝實驗裝置、添加藥品先后順序如何等);5、其他(如藥品的用量、實驗注意事項等)。第二階段(實驗中)——觀察要素:反應過程中的主要現象(如是否有顏色變化、是否有氣體生成、是否有沉淀析出、是否發光、放熱等)第三階段(實驗后)——觀察要素:1、是否有新物質生成?2、新物質的顏色、狀態、氣味、溶解性等;3、儀器拆分順序;4、儀器整理等。
再次協調多種感覺器官。實驗現象的觀察,往往不僅僅依靠眼睛觀察來完成。在很多實驗中,還需要借助手、鼻等感官。如第一章關于硫燃燒的實驗中,除用眼觀察之外,還需借助鼻聞(二氧化硫的刺激性氣味)、用手摸(摸集氣瓶感覺熱現象)等。只要這樣,才能全面獲得感性的材料。
(二)積極動手實驗。教學大綱明確規定化學是一門以實驗為基礎的學科,因此自己動手實驗對于學生學習化學起到至關重要的作用。常言到“百聞不如一見,百看不如一驗”,親自動手實驗不僅能培養自己的動手能力,而且能加深我們對所學知識的認識、理解和鞏固,激發我們學習化學的興趣,轉變以前的要我們學習為現在的我們要學習,由被動變為主動,從而可以成倍提高學習效率,達到事半功倍的效果。例如,實驗室制氫氣的原理和操作步驟,動手實驗比只憑看老師做和自己硬記要掌握得快且牢得多。因此,我們可以在老師的安排下積極動手實驗,努力達到各次實驗的目的。
(三)勤于記憶。每門課程都有其專業詞匯,化學也不例外。與數學、物理相比較,“記憶”對化學顯得尤為重要,它是學化學的最基本方法,離開了“記憶”談其他就成為一句空話。這是因為:第一化學本身有著獨特“語言系統”──化學用語。如:元素符號、化學式、化學方程式等,對這些化學用語的熟練掌握是化學入門的首要任務,而其中絕大多數都是必須記憶的;第二一些物質的性質、制備、用途等也必須記憶的,只有這樣才能掌握它們的規律。怎樣去記呢?本人認為:首先要根據不同的學習內容,找出不同的記憶方法。對于元素符號、化合價和一些物質俗名及某些特性則要進行死記硬背;對于概念、定律、性質等要認真聽老師講,仔細觀察老師演示實驗,在理解的基礎上進行記憶;其次要不斷的尋找適合自己特點的記憶方式,善于總結規律,這樣才能花時少,效果好。
【關鍵詞】中學化學;實驗教學;創新能力
化學是一門以實驗為基礎的學科,而化學實驗則是化學學科的靈魂,化學實驗不僅是學生獲取直觀信息、認識化學世界的窗口,而且是幫助學生認識化學規律、形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高各種能力的重要途徑,化學實驗以其獨特的優勢,在學生創新能力的培養上發揮著重要的作用。
1.引導學生設計實驗,拓展學生的創新思維
實驗設計通過學生自己思考、設計,既可以培養學生動手動腦解決問題的能力,又可以培養學生的發散思維能力和創新設計能力。在組織學生開展實驗設計時,要引導學生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品及儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關資料,以開闊學生的視野,拓展學生的創造性思維。同時,提出一些能激發學生創造欲望和創造興趣的問題,然后讓學生獨立進行實驗操作,盡量給學生一些動手的機會,讓學生在手腦并用的活動中迸發出創造的火花。
學生在設計實驗時,大腦中必須運用與這個實驗有關的全部舊知識,并考慮使用哪些儀器,如何裝配?采用哪些藥品,怎樣操作?以及會出現哪些現象?能說明什么問題等。例如,在一次證明氫氧化鈉和二氧化碳確實發生了反應的實驗設計中,根據學生提出的多個方案,讓大家進行討論、比較,激起學生設計實驗更大的熱情。又如要求學生利用氫氣還原氧化銅生成水的反應來設計一個實驗,以測定水分子的組成。學生利用已學過的氫氣實驗室制法來設計二氧化碳的實驗室制法,設計好后立即付諸實驗,并一舉成功。
通過以上學生自己思考設計的實驗,不僅鞏固強化了學生的基礎知識,還有效拓展了學生的創造性思維。
2.挖掘探究性實驗,調動學生的創新精神
探究性實驗是先做實驗,通過觀察、記錄、分析、討論,去粗取精,去偽存真,了解事物的本質及變化的根源,把感性的認識上升到理性。它是在“問題——實驗——科學抽象——結論——應用”這樣一個過程中體現的。能充分調動學生的積極性,激發興趣,長期訓練,不僅能培養學生的基本技能,更重要的是幫助學生建立創新思路、創新觀念,調動學生的創新精神。
如有關硫酸根離子的檢驗,教材中說的是:先加入氯化鋇,有白色沉淀,再滴入稀硝酸,白色沉淀不溶解,則說明原溶液中有硫酸根離子。此實驗只是驗證這種方法能檢驗硫酸根離子,效果并不太好。在教學中,我先讓學生看書,初步總結硫酸根離子的檢驗方法,然后分別在硫酸和硝酸銀溶液中滴入氯化鋇溶液,再加硝酸,白色沉淀同樣不消失,硝酸銀溶液并不存在硫酸根離子。這時,學生必然疑問頓生:為什么教材中方法不行?進而講解硫酸根離子的檢驗方法。最簡單的辦法是先加鹽酸,如果沒有氣體、沉淀生成,然后再加入氯化鋇溶液有沉淀生成,則原溶液中有硫酸根離子。
這種通過推理概括來獲得結論的探索性實驗,活躍了學生的思維,激發了學生主動積極探索的熱情,增強了自信,激活了創新能力,其創新精神得到了升化。
3.加強實驗的改進,培養學生的創新能力
要培養學生的創新能力,教師必須以自己的創造性勞動去影響學生,為學生起表率作用,讓學生對一些演示實驗、實驗裝置、操作也作合理的改革,從而促進學生創新能力的提高。
首先,教師可以在實驗教學中引導學生對一些儀器進行改進或利用身邊的物品來代替或自制實驗器具。例如利用礦泉水瓶剪成條后折成槽形當成藥匙,其使用性能明顯比紙槽好;在做驗證氫氣的密度比空氣的密度小的實驗時,要配制適用的肥皂水比較難控制,我就和學生一起使用洗潔精或洗發水來做實驗,很容易吹出氣泡;在做點燃不純的氫氣會發生爆炸的實驗時,我直接利用裝茶飲料的紙盒來做實驗,先剪掉下面一部分,讓它下端開口,然后收集氫氣,接著在飲料口處點燃即可,此實驗效果非常好;還有,在做驗證二氧化碳氣體的密度比空氣的密度小的實驗時,我直接用包裝茶葉用的那種塑料密封袋代替紙袋來做實驗,非常方便。
1將化學實驗過程作為研究性學習的一種重要途徑
1.1化學的學科特征決定了化學實驗可以作為研究性學習的途徑
“以實驗為基礎”是化學學科的基本特征。即使在由經驗化學向理論化學發展的今天,化學實驗仍然是化學學科發展的最現實、最生動、最有效的物質載體。
學科的基本特征決定了學科的學習特點,在實驗中學習化學無疑是最有效而又最重要的化學學習方法之一。在化學實驗中,學生通過實驗研究和認識物質,掌握化學基本原理和基本技能,初步學會化學研究的實驗方法?;瘜W科學以實驗為基礎的學科特征,更有利于學生進行化學研究性學習。
1.2化學實驗本身就是科學研究的過程
化學實驗是人們認識和研究物質的一種科學方法,是人們根據研究的對象和研究的目的,創造性地運用科學知識和實驗手段,有計劃地實施研究性實踐活動的過程。因此,化學實驗過程本身就是一個創造性地研究的過程?;瘜W發展的歷史也充分證明:化學科學的任何一項重大的突破,無一例外地是經過化學實驗而取得的。正如波義耳所說,沒有實驗,任何新的東西都不能深知。中學生化學學習中的化學實驗,雖然絕大多數是對物質及其變化的再認識,但從本質上看,這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的。當化學實驗被用作研究性學習的途徑時,化學實驗的創造性和研究性便充分顯示出來。學生在實驗過程中積極地動腦動手,體驗科學家科學研究的過程和方法,獲得科學研究的樂趣和成功的喜說。所以,在學生的化學學習過程中,完全可以利用實驗這個手段進行研究性學習。
1.3化學實驗為研究性學習中驗證提供了科學方法
和科學家進行的科學研究一樣,研究性學習也具有問題特征、收集信息特征、假設特征、驗證特征和評價反饋特征。學生在研究性學習中,針對發現的問題,在回憶總結已有的知識和經驗、收集和整理信息的基礎上,作出大膽假設或猜想,并通過化學實驗對提出的假設或猜想進行證實或證偽。所以,化學實驗不僅是學生研究性學習時驗證假設或猜想的主要方法,也為學生將來從事科學研究提供了一種方法。
2化學實驗作為研究性學習途徑的教學策略
在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行研究性學習,要充分挖掘化學實驗在研究性學習中的功能,發揮化學實驗在研究性學習中創設問題情境、驗證假設或猜想等環節中的作用,研究開發研究性實驗,引導學生通過實驗去發現和研究解決問題的方法,在化學實驗中培養學生的科學素質,實現學生的學習方式由被動接受式學習向主動研究性學習的根本轉變。
2.1以化學實驗創設問題情境
研究性學習是學生在發現“問題”的情境下產生的一系列學習活動。問題激發起學生研究的欲望,問題引發了學生的研究活動。在化學學習中,除學生自主地發現問題外,教師更要通過各種途徑創設問題情境,引導學生發現和提出問題。而化學實驗是最形象、生動、直觀的創設問題情境的方法之一。
以化學實驗創設問題的情境,要特別注重化學實驗中學生觀察和思維能力的培養?;瘜W實驗現象紛繁復雜,有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復雜的化學實驗現象中發現問題。
以化學實驗創設問題情境,要注意將與人類生產、生活密切聯系和學生熟悉、感興趣的內容開發成化學實驗。因為學生在其感到熟悉和認為有用的情境別能發現問題和產生解決問題的迫切欲望。
以化學實驗創設問題情境,要使化學實驗呈現的問題處于學生的最近發展區。影響化學實驗現象的因素很多,產生的化學實驗現象也錯綜復雜。教學中要通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑,以最佳的實驗方式呈現化學問題,使學生通過努力能夠順利地解決化學實驗呈現的問題。
2.2以化學實驗驗證假說或猜想
在研究性學習中,學生針對提出的問題,經過多渠道的收集信息和深入的思考,將會提出有關問題解決的方案和問題答案的假設或猜想。通過化學實驗對提出的猜想或假設進行驗證,是學生進行化學研究性學習常用的方法。
以化學實驗驗證假說或猜想,要面向全體學生,讓每個學生都有體驗和經歷用化學實驗驗證假說和猜想的機會。教師要指導學生,特別是要幫助和指導那些有困難的學生完成設計方案并進行實驗。
以化學實驗驗證假說或猜想,要注重引導學生設計一些與假設或猜想“相違背”的實驗方案和采用反證的實驗方案,以培養學生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和批判性思維能力。如學生在進行質量守恒定律的學習時,可能會提出化學反應前后物質的總質量會增大、不變和減少三種不同的假設,并根據假設設計實驗方案進行實驗驗證。
以化學實驗驗證假說或猜想,實驗中要嚴格控制實驗條件。研究性學習中驗證假說或猜想的實驗方案,在不同的條件下,可能會產生不同的實驗現象,要使實驗能夠用來驗證假說或猜想,實驗條件必須與題設條件相吻合。通過實驗驗證過程中對實驗條件的控制和選擇,使學生在研究過程中了解到實驗條件控制是實驗的靈魂,從而有效地掌握科學研究的方法。
2.3充分發揮化學實驗的研究功能
在化學教學領域中,長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理、通過形象直觀的方式獲取知識和培養實驗技能的作用。以化學實驗作為研究性學習的途徑,就必須變“驗證性實驗”為“研究性實驗”,恢復化學實驗研究性的本來面貌。
充分發揮化學實驗的研究功能,要不斷研究開發適合于研究性學習的化學實驗,要注意從生產、生活實際中挖掘素材設計實驗方案,因為來源于生產生活實際的實驗研究性強,能極大程度的調動學生研究的主動性,使學生產生強烈的研究欲望。
3通過化學實驗進行研究性學習應注意的問題
3.1引導學生通過多種途徑進行研究性學習
化學實驗是研究性學習的重要途徑,但并非是惟一的途徑。有些內容用研究性學習并不一定需要通過化學實驗來進行,特別是對學生具有較多知識背景的內容和物質微觀結構的學習更是如此。如學生對原子結構模型提出質疑,我們無法通過實驗進行研究,但可以通過化學史料,沿著科學家的研究足跡,去想象、去思考。有些內容的研究性學習可以通過包括化學實驗在內的多種途徑來進行。
3.2營造良好的研究性學習的氛圍
學生對事物有天然的好奇心和研究的愿望,學習的進行很大程度上取決于這種自然傾向的激發。教師必須注意給學生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學家約翰·密爾曾說過:天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。在通過化學實驗進行研究性學習過程中,鼓勵學生大膽地提出實驗方案,即使是在對學生提出的不全面、不完善甚至錯誤的實驗方案,也要以表揚鼓勵為主,充分肯定學生在提出實驗方案過程中的主動參與精神和創新意識。