新课改下高中化学实验教学研究
2023-09-20王彦清
王彦清
【摘 要】实验课程是高中化学学科的重要内容,化学实验不仅能够帮助学生对化学知识形成新的认知,而且能让学生通过近距离触摸化学世界获取直接经验,化学实验课程的重要性不言而喻。然而,高中化学实验实际教学中尚存在一些影响教学质量的问题需要克服。尤其是新课改下,更加重视学生素养的培养,高中化学实验教学亟须变革。文章探讨新课改下优化高中化学实验教学的策略,以供参考。
【关键词】新课改下;高中;化学实验教学
化学是一门比较重视实验的学科,人们可以通过化学手段从微观角度认识世界,而化学实验是帮助人们认识和改造世界的方法之一,是化学重要实践方式。高中化学教学中,学生通过化学实验能从化学的角度亲自动手研究物质及其变化规律,深化对世界以及化学理论的认知。不仅如此,化学实验还具有很强的科学性特征,高中学生通过化学实验课不仅能熟练化学技能,还能建立科学思维,夯实核心素养。新课改下,优化高中化学实验教学势在必行,笔者结合自身教学经验简略阐述自己的方法:
一、改变教学理念,发挥学生主观作用
新课改下要想使高中化学实验教学起到应有的作用,教师要改变脑海中根深蒂固的传统教学理念,注重发挥学生主观作用,刺激其主动向化学靠近。传统化学实验教学以教师向学生讲授为手段,让学生学会知识为目标,在新课改背景下,教师要转变固有思维,改变自身占据课堂大部分时间的教学事实,压缩沉闷无趣的“演讲秀”,留给学生更多动手以及思考的空间,运用一定的教学手段引导其对化学实验课程产生兴趣,让课堂大部分时间归属于学生所有,使其从负责听、记向主动思、做发展。
例如,高中教师可以根据学生实际情况结合化学课程标准对理论和实操内容进行科学安排,对化学实验课程上教师和学生占据的时间进行合理分配,对需要教师重点讲解的部分必须予以保留,压缩略讲部分内容,避免该略的部分占据太多的课堂时间,对能够实现的化学实验不可省略掉,为学生提供亲自操作的机会。如,在钠、镁与水的反应实验中,如果仅通过教师讲解、演示实验,学生可能只记得试管内溶液最后会变成浅红色,钠与水反应的剧烈程度强于镁,不记得具体操作步骤以及仪器、药品等细节内容。如果让学生亲自参与,则有利于其对细节的记忆,对其认知化学同周期元素性质的递变、学习元素周期律有重要作用。另外,教师还可以通过对导学内容进行设计激发学生的兴趣,改变学生被动学习的状态。例如,教师可以在正式试验前设置趣味性的内容,引发学生的好奇心。
二、完善实验仪器、药品,创造实验机会
虽然化学实验教学在高中课程中的重要性已经被认识,但是在实际教学中,由于经费等原因缺少齐全的化学实验仪器以及药品,导致很多的化学实验无法进行,无法满足提升学生动手实验的需求。实验仪器和药品是进行化学实验必不可少的物品,缺少了必要的设备则无法满足化学实验条件,教师应尽量想办法完善实验所需要的物品,为学生创造实验机会。例如,教师可以选择一些常规性的药品,避免使用单价过高的药品,避免药品消耗过多的经费,从而提高每名学生参与实验的概率。另外,教师还可以通过降低不便保存药品的使用概率、拓宽获取化学药品渠道等方式增加学生实验机会。
为给学生创造亲自参与实验的机会,教师可以减少演示性实验。另外,在经费不足的情况,可以让学生进行分组实验,一方面能缓解实验仪器、药品不够的压力,另一方面还能让学生通过通力合作完成实验。将学生进行分组,能减少教学仪器、药品用量,使学生在实验药品及仪器不充足的情况下也能参与到实验中来,均衡实验器具过少与让每个学生都有参与实验机会之间的矛盾;让每名学生负责一个实验步骤,每组如果想要顺利完成实验,必须经过组内成员的完美配合。以小组的方式进行实验能让每名学生都有事可做,有利于培养学生集体合作精神。
三、规范实验操作
规范实验操作是科学进行化学实验的基本要求,在传统化学实验教学中,规范的操作能使学生快速掌握实验步骤,进行安全实验,并能逐渐养成科学的态度和方法。由于教学手段的限制,过去教学中学生只能通过课本以及教师演示才能获知实验操作过程。课本上的操作过程虽然比较规范,但由于其只能使用比较呆板的图文来表示,学生需要阅读一大段说明文字并对其进行消化以后才能掌握具体步骤。而教师演示的方式具有生动灵活的特征,有利于学生直观了解操作环节。然而演示教学的缺点是不可回看,一旦学生因距离或角度的原因没有看清楚,则会出现记忆断層,导致无法顺利复原实验步骤。
在化学实验教学过程中,规范的实验操作体现了实验的科学性、严谨性,有利于学生熟练掌握规范的操作流程。另外,有一些化学实验具有一定的危险性,如果操作不慎,可能会造成生命、财产的损失,因此需要规范实验操作。教师可以利用多媒体播放规范的实验步骤以及科学的操作手法,使学生接受既规范又生动的操作演示,使其对操作更加深刻,弥补现场教学不可回看的问题。例如,在配制一定物质的量浓度的溶液实验活动中,学生需要学会使用容量瓶,并能用其配制一定物质的量浓度的溶液。教师可以让学生练习配制100mL 1.00 mol·L-1的NaC1溶液,实验需要经过计算、称量、配制等复杂的过程,配制时需要按照溶解、移液、洗涤等步骤调配溶液,教师可以利用多媒体播放严谨的操作步骤,使全班学生都能看清并按照规范步骤完成实验。
四、改进传统实验
很多高中化学教师过于依赖教材,认为凡是教材上说的都是对的,缺乏对教材内容合理的质疑,通常都分毫不差地按照教材内容进行实验安排,没有思考过是否有更先进的实验方法。另外,教材上不少传统实验操作步骤比较繁琐,高中教师在进行化学实验教学时,要充分研读化学教材内容,结合目前科技,寻找更适合的化学实验方法,使教学内容跟得上科技的进步,让学生了解全新的实验技术,跟得上时代的脚步。要想改进传统实验,教师需要对实验原理以及实验目的有充分的了解,需要有一颗善于质疑的心,还需要对先进的技术有所了解。教师可以通过培训学习提升自身专业素养,可以在平时多关注化学领域内的新消息,多参加学科内的教研活动。
例如,高中化学教师可以购买化学书籍进行专业知识的学习,提升自己的认知;可以通过订阅化学期刊获取最新的消息,链接业内先进技术;可以通过校内外的教研活动,加强与同行的交流,互相交换心得与想法,实现对传统化学实验方法的变革。另外,高中化学教师在平时教学中,要根据教学资源合理安排化学实验。例如,在利用萃取法分离提纯金属元素时,教师可以选择铜这样比较常见的金属进行實验,对于条件不足的情况,暂时不进行钴镍、镉等不常见金属的萃取实验。
五、引导学生联系生活
由于传统的教学方式等原因导致学生对教材上的实验理论无法灵活运用,无法将化学实验理论与实际生活很好地关联,使化学实验与实际生活产生较大的距离,新课改下,教师要引导学生认知化学实验理论与生活中的化学现象的内在关系,使其学会用化学的眼光重新看世界,使学生能辨识生活中的化学现象,做到一看到化学现象就能想到对应的化学理论的地步。例如,教师可以引导学生观察铁锹、自来水管等铁制物品在潮湿空气中生锈的现象,使其主动思考铁生锈的条件以及原理。而后在进行铁及其化合物的性质实验时,学生有兴趣认识铁及其化合物的化学知识,促进其了解氧化还原反应,并对化学实验产生极大的兴趣,通过化学实验解释生活中铁生锈的现象。
另外,在化学实验中引导学生联系生活,使学生将生活中看似普通的现象与枯燥的化学公式、原理联系起来,有利于缓解化学公式记忆带来的枯燥乏味感。众所周知,高中化学课程中有许多需要记忆的公式、原理,这些内容对于学生来讲距离遥远,且显得枯燥无味,而生活中的化学现象则不同,对学生来说是司空见惯的事情,一旦将寻常的事物用化学的视角来解读,就缩小了化学实验与生活的距离,有利于学生理解化学规律。如,在“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”实验教学中,学生需要掌握溶解、过滤、蒸发等操作,利用化学方法去除粗盐中的Ca2+等物质。教师可以引导学生回忆做菜过程,将盐放入菜中,盐会溶解,使菜变咸,烧菜过程也会有蒸发现象。通过对生活中类似现象的关注,能加深对化学名词的理解,同时也有利于学生生活实践。
六、鼓励学生设计实验
新课改下,为了让学生进一步熟练运用实验原理、熟悉实验操作步骤,为其继续深入探索化学世界创造良好条件,教师可以鼓励学生亲自设计实验,并对其设计进行指导与评价。在学生设计实验之前,教师要让学生明确实验的目的、要求,引导其根据学过的化学知识确定实验原理。接着学生要根据实验需要选择合适的化学仪器、药品,可以根据化学反应确定仪器与药品。例如,学生在设计常见气体制备实验中,可以根据气体反应原理进行实验器材与试剂的取舍。如果制取的是SO2、NO2、C2H2则不用准备启普发生器,如果制取的是CO2不用H2SO4,制取H2S不用氧化性酸,对于用不到的仪器和药品就不用准备;而制取SO2时需要使用浓硫酸,制取C2H4需用温度计,对于必要的药品和仪器需要明确写入实验设计中。
仪器和药品确定完毕以后,学生还需要对实验装置、操作步骤进行设计。在学生设计实验方案时,教师不要对方案进行判定性评价,要让学生主动思考实验方案的可行性,要鼓励每名学生都能参与设计活动并进行方案的验证。在学生进行实验之前,教师要检查学生设计的方案,确保方案具有可行性且操作步骤完整。通过让学生体验设计实验的过程,可以使其更加熟练应用化学实验原理,了知想要达到实验目的需要经过严谨的实验步骤,对化学实验知识活学活用。
综上所述,新课改背景下,要想对高中化学实验教学效果进行有效提升,高中教师需要转变不合时宜的固有教学理念,为学生提供参与实验的机会,使其发挥学习主体作用。同时规范实验操作,减少演示性实验,对传统实验进行改进,引导学生加强化学实验理论与生活中的化学现象的关联,鼓励学生设计实验,通过亲身参与,使化学知识与生活经验有机联系,让学生主动向化学靠拢,通过动手、动脑打开化学世界的大门,强化核心能力。
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