时间:2022-08-31 08:10:53
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇化学实验教学创新,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
笔者谈谈对化学实验教学中,改进教学方法,注重实验的创新和探索,培养学生创新精神和创造能力的认识。教师要根据中学生思维活跃、情感丰富、求知欲强的特点,运用恰当的实验教学方法,充分调动学生思维的主动性和积极性,增强化学教学效果。
一、当前化学实验教学中的不足之处
由于受应试教育的影响,中学阶段的实验以演示现象和验证结论为主,导致学生错误地认为化学实验主要是观察实验现象或验证教材结论。学生实验时按部就班,缺少思考分析,甚至只记结论,不重视过程。这样学生思维活动降低到最低程度,更谈不上创新教育。
二、加深对化学实验探究教学认识
要加强化学实验探究教学,较好地改善长期以来以教师教授为主的教学模式,突出以学生为主体的教改思路。要在探究教学中将科学领域的探究引入课堂,使学生像科学家一般进行探究,理解科学概念和科学探究本质,并培养科学探究能力。化学实验探究教学,实际上是在教师的指导下,学生运用已学过的知识和技能,自己设计实验探究化学规律,从而获取新知识。实验探究教学主要有以下几个步骤:①创设化学情境,提出探究问题;②要求学生根据已学知识和实践经验,对问题进行合理猜想,即引导学生进行直觉思维,让全班学生思维发散,再作适当集中;③引导学生设计各种猜想的实验方案,共同寻找最佳方案;④进行分组实验,取得实验数据,引导学生分析实验数据得出正确结论,获取新知识;⑤引导学生对探究得到的知识加以应用,即组织知识的正迁移。上课前,教师要精心设计严谨而合理的教学程序,做好充分的准备工作。上课时要善于引导学生像科学家发现真理那样,务必通过自己的探究找出规律,形成概念;注意培养学生的实验能力、直觉思维和创造性思维能力。例如,我要求学生对“液化石油气里含氢元素吗?”进行实验探究。学生提出猜想:(1)根据化学知识和生活经验,对所探究问题进行合理猜理,提出假设A含氢元素,假设B不含氢元素。(2)收集、整理资料。学生温习同忆课本基础知识,认识到化学反应前后元素种类不变。查阅资料,了解质量守恒定律发现的化学史实,是探究问题的理论基石。学生做出三点记录:①液化石油气可在空气(氧气)中燃烧生成水;②化学反应前后元素种类不变;③氧气中不含氢元素,而水中含有氢元素。(3)设计并进行实验:点燃液化石油气,将冷却干燥的烧杯罩在火焰上方,观察烧杯内壁是否有珠产生。(4)分析现象,得出结论:(1)如有水珠产生,说明液化石油气里含氢元素;(2)如无水珠产生,说明液化石油气不含氢元素。
三、改变演示实验为探究实验是培养创新能力有效途
从教育发展看,实验不仅是一种为学生提供感性认识的直观工具,更能创设丰富而真实的学习情境,激发学生的学习兴趣。将教学中部分演示实验改为学生学习的主动性和创造性在实验中得到充分发挥,同时给学生提供广阔、开放的活动空间。
例如,在教学二氧化碳的实验室制法时,我先准备如下几组实验:①石灰石与浓盐酸反应;②石灰石与稀盐酸反应;③石灰石与稀硫酸反应;④碳酸钠与稀盐酸反应;⑤纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应,让五个小组学生完成这五组实验,然后组织学生讨论:实验室制取二氧化碳应选用哪一组最合适?学生经过亲自试验,通过交流与合作,并进行讨论、辩论,最后得出:实验室制取二氧化碳应选用石灰石与稀盐酸反应这组最合适。这样学生获得直观感性认识,经过探索而理解并掌握概念和理论,既符合学生的认识规律,又使学生掌握科学方法,体验成功喜悦,点燃创新之火。
四、精心设计实验探究教学程序是培养创新能力关键
因为实验设计是一个动手动脑培养各方面能力的过程,所以在实验教学中必须挖掘并利用其优势,积极探索优化实验设计模式,增强实验教学效果。教师要正确引导学生形成正确的思路。学生经过独立思考,运用所学知识,广泛联系,提出多种实验方案,其中有不少闪烁着创造性思维火花。再组织学生多角度、多层次地对各种方案进行评价,得出合理性方案后再安排学生实验。通过这种开放性探究设计,学生对所学知识深刻理解,更重要的是通过亲自思考设计实施并操作,既激发学生的学习兴趣,又启迪和发展学生思维,培养学生动手动脑解决问题的能力,极大地训练学生的发散思维和创新设计能力。
五、在实验探究教学中,教师的启发与引导是培养创新的能力的灵魂
本文根据笔者多年教学实践及相关理论成果,拟从创新意识、创新思维、创新教学模式等三方面来论述初中化学实验教学创新的相关问题.
一、实验教学中培养创新意识
1.创新演示实验,激发创新意识
化学教师应当创新演示实验,使学生在掌握化学知识的同时,激发创新意识.如在演示浓硫酸溶于水的实验时,可以改成在带有胶头滴管的双孔橡皮塞的广口瓶里装水,右端连接装有水的U型管,然后通过滴管滴加浓硫酸,这样的实验创新之处在于,它摆脱了用温度计测量温度的陈旧模式,且与物理知识结合,让学生开动了脑筋,在学科综合训练的模式下有更多收获.
2.创设自主探究的教学情境,培养学生创新精神
提出一个有价值的问题往往比解决问题更重要,因此在日常的教学过程中教师应尽量多创设一些自主探究的教学情境,让学生在自行设计实验的过程中发现问题,提出问题,再通过分析、实验、观察来解决问题.
3.积极开展家庭小实验,培养学生的创新精神和实践能力
家庭小实验简单易行,不仅可以帮助学生巩固所学的知识,而且可以培养学生的动手、动脑及分析问题的能力,对培养学生的创新精神和实践能力也有着积极的意义.因此,教师应当在平时要求并督促学生开展一些自制简易净水器等家庭小实验,提供一些必要的药品或仪器,甚至可开放实验室让学生做部分家庭小实验.
二、实验教学中培养学生创新思维
1.激发学生创新欲望
教师应当根据教学内容创设情境激发学生创新欲望,以调动学生的积极性.
例如,在讲“二氧化碳的性质”时,教师可拿出一瓶内有二氧化碳的饮料,连向学生发出三问:你怎么能确定其中溶有二氧化碳呢?由饮料你还能想到什么?如何用实验证明二氧化碳能溶于水?学生的积极性被调动起来,用了很多方法,最终达到一致意见:取两瓶内盛等量水的塑料瓶,一瓶中充入二氧化碳,另一瓶中冲入空气,充分振荡,观察两瓶中的现象,从而得出结论.
2.给学生创新思维提供支架
在化学实验教学中,为了达到培养学生创新思维能力的目的,教师要避免大包大办,传授知识的同时再给学生提供一个支架,使他们的创新思维能力得到锻炼,使学生能将已有的知识顺着支架编织成知识网,自主学习.
3.提高探究创新能力
实验教学的另一个重点内容是培养学生的独立思考能力和创造能力,这就要求教师不能仅仅让学生简单机械地重复课本中原有的实验,教师要根据实验室既有的器材,对实验提出新的要求,引导学生大胆探究,设计实验完善方案.
三、创新化学实验教学模式
1. 创新实验教学的内容和形式
初中化学难度中等,程度较好的学生大致根据书本就能理解相关知识,因此,要想培养学生的创新意识与能力,教师必须对实验教学的内容和形式进行创新.
2 创新实验教学的主体
化学实验教学中要避免学生远离充当看客,只是教师一人唱独角戏的局面出现.在化学实验教学中,学生是课堂的主角,是实验教学的主体,要让学生最大程度地动手做实验,“手脑并用”使创新能力得到提高.因此,教师要引导学生对一些实验进行大胆改进创新.
关键词:初中生;化学实验;创新思维;培养
现今的化学实验教学,有许多方面是事先统一规定的,如实验内容、实验仪器、实验方法、实验步骤等,甚至连实验报告作业本也是统一印制的.学生只为做实验而实验,他们边看课本边做实验,只为了得到课文预先所描述的实验现象,或者教师演示一步,学生做一步,实验完毕,把课本里所描述的实验现象填入事先设计好的实验报告.这样的实验教学基本上是模仿式的,学生完全处于被动状态,实验过程中学生思维容量少,实验效果差,这样的实验教学方法与“培养素质、提高能力、勇于创新”的教学思想是相违背的.为了培养学生的创新思维,我尝试了对化学实验教学从如下几方面进行改进.
一、培养学生良好的化学实验习惯
我们经常发现,学生在做实验前无预习,实验操作不规范,甚至不注意实验安全,这是化学实验不良习惯的主要表现.我在大多数化学演示实验中让学生上台演示,要求学生以严谨的科学态度和正确的实验方法进行实验以及规范的动作操作进行实验.要求学生上台演示实验要面带微笑,从容镇静,有条不紊地完成实验.同时,向其他学生说明实验原理、步骤和注意事项,实验之后,再让其他学生与台上演示的学生共同检查实验结果,作一简单小结.刚开始试验时,学生神情紧张,各方面协调能力差.这时候,教师要抓住时机,进行心理指导,对学生实验时的一些小失误,尽力加以肯定,激发他们的兴趣,然后再辅导学生纠正错误,提高他们的自信心.经过反复实验和锻炼,学生上台演示的心理素质有了很大的提高,应变能力得到了培养,克服了实验的心理障碍,由怕做实验,转变为热爱化学实验,对实验的热情大大加强,情绪得以稳定,为习惯的养成提供了保证.其次,还要对学生提出药品用量的要求,定量实验应按取规定的量,定性实验应以达到实验目的即可,尽可能节约用量,例如,把一条pH广泛试纸分成几小片,多次用于进行检测溶液的pH值.另外,还要使学生掌握常见安全器械的使用,如灭火器、防毒面罩、化学药箱等,使学生既懂得安全知识,又会使用安全器具,形成良好的安全操作的习惯.
二、树立开放性的思想,扩大化学实验的时空
化学实验是学生真正动脑动手的过程,学生实验所处的环境对学生的实验效果和思维都有很大的影响.我们发现,当前的实验教学只需按既定程序完成就行,无灵活的时间、空间,这是传统的实验教学模式.传统形式所进行的是班级化学实验课时,五、六十人挤在一个化学实验室,学生之间的干扰很大,有的学生只是应付完成了事,甚至有的无预习,边看书边实验,这种情况下,学生基本上是被动的.我对传统的组织形式作了改进,先让学生自行分组,在尊重学生的前提下,教师视分组情况,把能力较差的同学也作了适当的安排.通过自行分组,很自然地使同一层次的学生成为一组,这样的分层分组法,有利于教师指导学生实验.分组后,让学生在一个时间段(如一星期内)自选时间(实验前先知会实验教师),让学生有充足的准备时间,准备时间充分,大大提高了实验效率,也给学生提供了更多创造的时间,从而更好地发挥了每一实验的功能.
三、改演示实验为探索性实验,激活学生的创造力
由于实验条件的限制,演示实验很难使每一位学生都能清楚地观察实验现象,尤其对变化快的实验,更难观察出其变化的过程,如氯化铁溶液和氢氧化钠溶液的反应中,白色沉淀的出现只是一瞬间,只由教师演示绝大多数学生是难以观察到这一非常细微的变化.而把这一实验改为探索性实验后,让每一位学生参与,在实验过程中,又发现个别学生的实验中看不到白色沉淀的出现,实验后让学生们共同分析原因.通过分析,使学生们更清楚Fe(OH)2的性质和完成实验的关键———尽可能除去NaOH溶液和FeCl2溶液里的空气,也使学生对实验设计的要求有了初步的认识.为了达到实验效果,应尽可能排除其他因素的干扰,营造一个良好的实验设计环境,这是实验设计的前提和基础.
四、重视实验设计,培养创新能力
对实验设计的教学与其他创造性问题的解决一样,关键是方法的引导和思维的启发,方法的灵活运用是能力强的具体表现.如装置的设计实验,可指导学生先理解实验目的,然后再根据实验目的找出重要的几个装置,且把这几个装置排列好,再根据实验要求,把其余装置插入其中.例如,连接一套实验室制取干燥纯净的氯气时,先找出发生、收集和吸收三个装置,再把除去(HCI)和干燥装置插入其中.在实验步骤的设计时,指导学生把若干步骤划分为实验前实验中和实验后三大块,然后再把每一块的步骤按照要求排列好.如实验前的步骤通常包括有:仪器连接,检查气密性,验纯等,加热使反应发生往往是实验的主要步骤,实验后的步骤往往是实验后期的处理,如CO还原Fe2O3时,最后继续通CO,直至被还原出的铁冷却和继续把多余的CO燃烧等.在实验设计教学时,使学生明确找关键.形成象建筑上的框架思维,学会寻找问题的突破点,这是实验设计的关键.通过上述实验教学的改革,有效地克服了那种普遍存在的既不认真又不积极思考,结果热热闹闹兴趣很高而又一尤所获的现象,大大提高了实验效率,改变了学生的实验习惯,提高了学生的实验能力,从而有效地提高了学生的创造能力,又有利于培养学生积极参与,严谨求实的科学素质,勇于探索、勇于创新的精神,将会使学生终生受益.
参考文献
[1]史俊.感悟化学教学中的艺术[J].中学生数理化(学研版)2014年06期
本文通过完善实验教学计划,优化实验内容;精选实验题目增加大型实验项目;培养学生实验方案设计能力;加强实验技术队伍建设的方法来培养创新型人才。
【关键词】
应用化学;教学体系改革;创新型
1前言
应用化学是一门以实验为基础的学科,化学中的学说和定律都来源于实验,同时又为实验所检验,化学专业的学生进入大学后,在实验技能方面受到系统训练的开端。通过实验,使学生加深和巩固对应用化学知识的理解,正确的掌握应用化学实验基本知识和基本技能;学会实验数据的处理方法,掌握误差、有效数字等概念,通过一般性的实验、综合性实验和设计性实验的系统实验,培养学生的观察和动手能力、分析问题和解决问题的能力,独立思考和独立工作的能力、创新思维和创新实践的能力。
2应用化学实验教学体系改革必要性
就目前而言,我国的应用化学专业实验教学存在着不少的问题,譬如:实验内容的不合理性、教学方法过于传统、落后,主要数基于教学以及学生的实验操作上面,其知识面狭窄,应用范围少,而且验证实验比重较大,都是单一的依附于课堂教学,有的学生直接抄笔记,然后根据自己的记忆匆匆完成,简单而过,只是为了应付交差,勉强完成了实验教学,本身的实验教学体系只是简单的依附于课堂,没有涉及实际的社会生产;关于最后的学生素质测评与实验报告,表现也是片面单一的,没有实质性的深刻的内容。单一的教学模式让学生失去了自主空间,缺乏独立创新精神,同时忽视了学生实验操作技能,使得实验室丧失了积极性,主动性和创造性,磨灭了学生对探索发现未知的兴趣,这也直接导致了教学结果的不理想,不能达到培养学生思维能力和创新能力的培养目标[1]因此,必须对应用化学实验教学体系改革。
2.1精选实验题目增加大型系列实验项目
在实验题目的选择上,要考虑到知识的摄列面,难易程度,也要贴近专业知识结合实际生活。经过不断的研究完善,选着的题目“乙酰水杨酸的制备及纯度的分析,从茶叶中提取咖啡因,油脂的水解(肥皂的制取)107胶水的制备”等。这些题,不仅能使学生掌握运用精细化学合成方法,提高基本操作技能,同时,能加深对相关理论的理解,对教材进行教学,为学生积累专业知识和熟练运用基础工作。
2.2.积极探索学习与研究相结合的实验教学模式
科研型实验是在学生了解基本实验知识、基本操作原理和基本操作技能、必要的合成实验及仪器分析的基础上进行的,科研型实验不仅能把过去的知识全面应用和巩固,同时,对学生了解该领域的科学前沿有巨大的帮助。如教师的基础科研项目,让学生参加作实验,通过老师指导,让学生充分体会科研项目中的先进方法和分析手段。同时学生都争取将自己所做的实验部分做好,不影响下一步的实验结果。这不仅加强了团队意识,也培养了学生严谨的科研态度。
2.3培养学生实验方案设计能力
实验方案设计是学生使用具有化学知识和基本技能的思维解决问题的过程。学生自己设计了更开放、更自由的化学实验设计,分析产品和评价结果,是完全不同于传统的规划实验模式,充分发挥学生的学习积极性,给学生发挥创造空间,让他们有机会思考,真正的创新,使学生对基础科学研究质量有所提高。同时,学生在自主设计实验方案的基础上,确定本课题。包括合成原理与方法、主要仪器、实验药物、设备操作步骤等,要求学生尝试提出不同的解决方案,然后通过老师的复习,明确不合理之处,然后,引导学生正确的解决方法。设计性实验培养了学生科研素质,增强了学生的科研能力。
2.4严肃管理,培养高素质人才
实验技术队伍本身的质量直接决定着实验教学的质量。全面加强实验室建设,譬如对于资源配置的合适配比,以及相互的资源交流共享,对实验室进行更加充分的利用,提高效率。加强实验室队伍建设不仅是对于实验室本身的管理升级更主要是是提升实验人员的专业水准,思维意识,增加对于实验的热情。当然,完善的实验教学团队是构建整个实验室教学的基础,我们需要对于实验室专业教学人员进行的严格把控,当他们对企业有着很强的责任心,能更好的完成实验室教学管理工作,才能不断提高实验教学质量,从而使得实验教学任务顺利进行。
3结语
我们经过应用化学实验教学体系的改革与探索,提高学生独立思考能力,自主研究的精神,拓展学生的思维开阔性,严格把控实验教学的质量,实验室不单单要是一个严谨治学的地方,更要成为把激发学生热情、发展个性特长、培养创新型人才的研究基地。
作者:刘云 单位:河南大学化学化工学院
生物化学实验课是生物化学教学的重要组成部分,是贯彻理论联系实际、培养学生动手能力和科学作风的重要教学环节.具有课堂教学所不能替代的独特作用。生物化学实验可对学生进行生物化学基本技能的培训,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。并为学生今后开展科学研究奠定基础。因此,如何提高实验课的教学质量,调动学生学习积极性,能更好的掌握实验课中的各项生物化学实验技能,是目前实验课教学中尚需解决的问题。生命科学学院生物化学实验课课程程组成员根据历年担任实验课教学中的一些经验和体会并结合本院实际情况以及所开设生命科学的两个本科专业的特点,对生物化学实验教学作了一些改革。
1改革实验内容,增强综合性和设计性
生物化学实验课是随着生物化学理论发展起来的学科,独立的课程内容,对专业基础课程教学中发挥了重要的作用,但是现行的生物化学实验教学受到教学模式及经费不足等等因素的限制,教学内容一直未有大的改动,主要是利用分光光度测定技术和显色观察等方法进行组织样品中生物活性分子的含量测定,以及利用离心、沉淀等方法制备和分析生物样品中的活性分子。这些内容在80年代的教学科研中发挥了重要的作用,基本满足了当时本科教学的需要。但是随着科学技术的飞速发展,生物化学的研究内容和方向有了许多新的变化,大部分实验内容已经过时,与理论教学脱节现象也比较严重。同时以往的实验多是验证性的实验和教师演示性实验,激发不起同学们的学习和操作兴趣,不能满足学生的需求,更达不到素质教学的目的。因此,本学期针对这一弊病作出大胆改革尝试,并得到良好效果。增加综合性和设计性实验,适当减少验证性实验。比如:加入综合性实验动物DNA的提取和琼脂糖凝胶电泳,并在实验过程中提供多种动物肝脏材料,让学生自己设计实验。增加综合性实验植物过氧化物酶同工酶的聚丙烯酰胺的凝胶电泳,在实验过程中提供多种植物材料并对植物进行干旱和冷冻胁迫,增加综合性实验凝胶过滤分离血红蛋白。在实验课前让学生熟悉理论知识,上课前让学生设计实验过程,比如:过氧化氢酶活性测定的实验过程中,让学生根据自己所学酶的知识来使用强碱变性,强酸变性,加热变性等方法在一定催化反应时间后使酶变性失活。
2注重学科进展,加强与科研的联系
生物化学是生命科学各学科的交汇点,尤其是近数十年来,成为生命学科中发展最为迅速的一门学科。其理论与技术己渗透到与之相关的生命学科的各领域,而学生学习生物化学的最终目的,也是为探索生命科学服务。所以在实验教学的过程中,我们实验教师结合自己的科研课题和生物技术中心的老师交流,在教学过程中加以介绍生物化学实验技术发展和将科研进展在实验中介绍。并将结合我院与生物化学和分子生物学科研课题相关所有用到的实验内容及时引入的生物化学内容上,比如:增加综合性实验植物抗性相关酶测定(SOD、POD、CAT),植物DNA的提取及其分离测定,质粒的DNA的提取与鉴定。这些实验是目前科研前沿部分也是我院生物化学与分子生物学相关科研课题所要基础,开设这些实验能及时让学生了解科研动态,巩固生物化学理论知识,尽早的步入科研行列,对提高生命科学两个本科专业的学生的专业素质的非常必要的。
3革新实验教学手段,应用多媒体技术丰富实验课教学
在生物化学教学过程中,学生常反映这门课程难懂,抽象,给授课老师带来很大难度。多媒体技术借助文字、图像、动画和声音等传递信息,为解决授课抽象难懂问题提供了一种现代化的有效手段,它既能调动学生的兴趣,又有利于学生对抽象内容的形象理解,从而提高了实验教学的质量。以前,教师上实验课仅用黑板板书,操作也仅做一此简单的小范,生物化学挂图也很有限,这极大的影响了实验的教学效果。学生听不懂实验,学生在实验中不知如何下手,对有此简单的仪器都不会正确使用与操作。学生做完实验后印象不深,收获不大,更不能把实验课和理论课紧密联系起来。我们把多媒体技术运用在实验课堂上,让学生在动手做实验前,先看一段实验操作步骤的录像,然后在实验过程中视具体情况给予纠正,这样可加深学生印象,提高学生实验动手操作能力,减轻教师的工作量。另外,实验过程中合理利用时间,也可以进一步加强学生理论与实践知识。比如在植物过氧化物同工酶PAGE实验中,需要反复进行离心和电泳,空闲等待时间很多。我们利用离心和电泳等待的时间放一此生物化学实验操作教学光盘让学生观看。光盘内容根据教学内容讲述学生正在做的实验的原理,他们正在做的步骤有什么作用,有哪此注意事项。这样学生每做一步都会明白他们在做什么,使之所学习的理论与实践结合起来,既巩固了理论知识,又加强了实践操作能力,教师的工作量大大减轻。
教师应树立促进全体学生全面发展的观念,要爱护和激发学生的好奇心、求知欲,帮助学生自主学习、独立思考,保护学生的探索精神、创新思维,营造崇尚真知、追求真理的氛围,为学生的禀赋和潜能的开发创造自由、民主、宽松、和谐的环境。在初中化学实验教学中要为学生提供更多的机会,让每个学生在展示创新潜能方面都拥有得天独厚的条件。
一、创设趣味实验,培养学生的学习兴趣
注意力是人人皆知的一种心理现象。学生注意听课,他们的心理活动就指向和集中于教师的讲述;学生注意观察实验,他们的心理活动就指向和集中于教师的示范操作上。在实验教学过程中,教师善于吸引学生的注意力,是教学取得良好效果的重要条件。以往有学生反映,学习化学很困难,对教材内容不理解、记不住,在完成作业时常常由于不注意或没有留心而出错。而创设趣味实验,教学效果较理想。例如在讲授酒精性质时,将一块棉手帕放在盛有30%酒精的烧杯中浸泡,待均匀湿透后取出。展开手帕,用镊子夹住两角,在火焰上点燃,当火焰熄灭后,手帕完好无损。奇妙的实验表演引起一片哗然,学生的注意力高度集中,产生了探索科学、揭示奥秘的兴趣,进入了最佳状态,学习效率大大提高。
二、创设问题情境,激发学生求知欲
1.设置悬疑式导语,激发学生求知、探索、创新的欲望。在教学中利用社会生产和生活实践中的实例,设计问题导入新课,例如在学习燃烧的条件时,利用点燃湿棉布和干棉布及魔棒点火实验,给学生设置问题:“湿棉布为什么不燃烧,而干棉布为什么能燃烧?魔棒为什么能将酒精灯点燃?”从而使学生主动探究物质燃烧的条件,思维得以深入发展。
2.设计情境化实验,激发学生的创新意识。在课堂教学中,教师可以演示集色、态、味、光、声于一体的化学实验,给学生强烈的感官刺激,吸引学生的兴趣,激发学生的求知欲。巧妙地利用化学实验,深入浅出地进行分析、讨论和钻研,引导学生探索奇妙的化学世界,使学生感到化学不是抽象的、枯燥的,而是充满魅力和灵性的。例如,在学习空气中氧气的含量测定时,可以提问:“我们使用什么样的药品才能较为准确地测定空气中氧气的含量?”“这样的物质具备怎样的性质?”“如果选择其他药品能否测定空气中的氧气含量?如果能请给予解释,如果不能请说明理由。”这些问题使学生思维得以拓展,从而达到激发学生创新意识的目的。
3.多角度拓展延伸,激发学生的创新意识。如理论联系实际,讲解化学在尖端科技、工农业生产、环境保护、日常生活中的巨大作用。另外,化学教师良好的教师形象;生动、准确的讲授;热情真诚的关心鼓励;幽默大方的举止等因素在培养和强化学生学习化学的兴趣和动机,激发学生的创新欲望等方面起着不可忽视的作用。
三、积极鼓励,培养学生的创新精神
培养创新能力的关键是培养创造性思维。在教学中要培养学生敢于提出问题、不盲从教师、不盲从书本、不迷信权威的思维品质。例如在学习“物质的变化“这一节内容时,课本上通过对火柴梗被折断、水的三态变化、石蜡熔化成液态蜡油及食糖在水中溶解现象的观察,给出结论:物质发生变化时没有生成新物质.这种变化叫做物理变化;通过对火柴梗燃烧、镁条燃烧两个现象的观察,给出结论:物质发生变化时生成新物质,这种变化叫化学变化,又叫化学反应。在总结两种变化之间的关系时,给出了这样笼统的结论:化学变化和物理变化是相互联系的,二者常常同时发生。那么这两种变化之间到底存在什么样的关系呢?提出这一问题后,我鼓励学生对这些现象进行观察,要动脑筋,认真分析,并引导学生展开讨论:物理变化的这几个现象中,除了没有新的物质生成外,其共同点是变化过程中都是物质的形状或状态发生了变化。相比之下,在化学变化的这两个现象中,都生成了新的物质,同时物质原来的形状也发生了变化。再以火药爆炸这一化学变化为例,帮助学生总结物理变化和化学变化两者之间的关系是既有区别又有联系。两者的区别是:一个有新物质生成,一个没有新的物质生成;两者的联系是:化学变化过程中一定伴随者物理变化,而物理变化过程中不一定伴随化学变化。通过讨论和分析使学生明白教材结论的局限性。通过这些问题的讨论,逐步培养学生敢于提出问题、表达自己观点的能力。
四、改进实验仪器,在实验设计中培养学生的创新能力
1、对基础性实验进行精选、合并与分类
生化实验按实验技能可划分为物质的分离提纯及其含量的测定、层析技术、电泳技术、离心技术、分光光度法5类实验技术,在这5类实验技术中我们筛选出6个实验,这些实验能基本达到该板块的教学目标。这6个实验有:酪蛋白的制备、纸层析法分离氨基酸、纤维素薄膜电泳法分离血清蛋白、双缩脲法测定蛋白质含量、紫外吸收法测定蛋白质含量、酶的性质。这6个实验所涉及的实验技术基本涵盖了上述5类的实验技能,主要使用了离心机、恒温水浴锅、层析缸、电泳仪、紫外分光光度计等常见生化仪器,能够使学生的基本操作技能得到训练,达到教学要求。
2、加强实验的设计性,增强实验的科学性与准确性
我们根据实验室现有条件,最大程度地使一些定性实验达到定量,提高验证实验的科学性与准确性。如小麦中含淀粉,酶具有专一性,淀粉酶只能水解淀粉,但是一定量的淀粉酶能水解多少淀粉呢?在酶的特性实验之后,我们加上了淀粉酶活力的测定这个实验,这个实验不仅属于物质的分离及含量的测定方面,而且还能将这两个实验结合起来,使学生既能看到实验现象,又能得到具体的定数据,二者结合起来,使学生对酶的性质的认识从定性上升到定量理解,而且使实验内容有一定量的综合,通过这个实验也强化了学生使用分光光度计制作标准曲线的方法、掌握了测定酶活力的实验操作技能,并使学生对酶蛋白浓度与酶活力、酶的比活力的关系及其应用都有了较清晰的认识。
3、提高类实验注重强化学生的动手能力
在开展前两项改革的基础上,我们设计安排了一些操作较复杂、系统性强的提高实验,以强化学生实验动手能力。提高实验主要包括层析类实验和电泳类实验两大系统。层析实验包括纸层析、离子交换层析、葡聚糖凝胶层析等;电泳实验包括醋酸纤维薄膜电泳、琼脂糖凝胶电泳等。在提高实验中,我们注重启发学生进行比较。如通过不同的层析实验后,同学们又结合老师的讲解和自己的查阅,较好地理解了不同层析实验的特点、方法、适用条件等。通过比较,达到了让学生熟练掌握的目的。为了保证学生掌握好提高实验的技能,我们对每一个实验都亲自预做,并且在预做过程中有兴趣的学生也可以参与进来,共同来摸索更好的实验条件,共同来解决实验过程中可能出现的问题,这样更激起了学生的兴趣,形成了一个良性循环。在实验过程中,尽可能地对每一步都进行详细讲解、对学生的操作严格要求,取得实验的预期结果,达到良好的教学效果。
4、增加探索型实验,培养学生的创新能力
“探索型实验”是学生通过自己的准备、实验,在老师的引导下,能够综合得出结论。这是针对验证型实验而讲的。通过增加这类实验,极大地增强了学生的探索精神,有效避免了学生被动做实验的现象。因为这样做是实验在前,结论在后,并且所要得出的结论是实验之前所未知的,而且结论是学生亲手实验所得到的,在实验中学生始终都处于主体地位,因此这类实验能够极大地提高学生的积极性,充分调动学生的求知欲。
5、教学形式多样化,充分发挥学生的主动性
(1)改进实验准备的方法
传统实验教学中,实验准备工作在课前都已由老师准备好。包括样品的处理与预处理、试剂的配制、仪器的调试等。学生进入实验室后对整个实验不甚了解,实验基本是按照老师已准备好的步骤进行的,根本不去想为什么。有些甚至也不动手,而是由同组的学生做,做完后他把实验结果记录下来,整个实验根本学不到知识,动手能力也得不到锻炼。因此,我们在实验的准备上进行了尝试性的调整,让学生自己准备试剂、调试仪器等。我们发现,由学生在老师的指导下亲自准备实验会有很多好处,如学生在准备实验前必须预习实验内容,这样做实验前不会一无所知;学生学会了思考。学生会想为什么要这样做,换个方法行不行,充分调动了学生做实验的积极性,取得了良好的实验效果。通过实验,学生对理论知识也产生了浓厚的兴趣,有了一个非常好的良性循环。
(2)改进教学方式——先做后讲
生化实验大多以验证性实验为主,实验课一般也是由老师先讲,讲完再做,学生往往对实验的兴趣不大,并且对实验的印象也不深。为此,我们反了过来,由学生先做,做的过程中观察实验现象。实验结束后,由学生对所观察到的现象进行讨论,并且总结规律,最后由老师进行点评、归纳,最后做提高性的讲解。在这个过程中,学生充分体会到了自己做为学生的主体地位,并且体验到了获得知识的成功。这种由生动直观的现象观察到抽象理论的形成过程,是符合人们认识规律的,能够取得良好的教学效果。
(3)鼓励学生有质疑的精神
在实验教学过程中,大多数的实验步骤是清楚地写在实验指导书上的,学生一般都是按照实验写好的步骤来做的,很少怀疑自己的实验结果对不对,即使是比较常规的错误,也没有好好思考。我们在教学中可以多鼓励学生要思考自己的实验结果是否是合理的,对于提出疑问的同学要大力表扬,可以激发同学们的思考兴趣。如在做总糖和还原糖的测定实验中,实验步骤中总糖提取中写的是取面粉3克,但到最后进行吸光值的测定时,结果都比较大,就有学生提出疑问,经过讨论,我们鼓励他按自己的想法去再做一遍,最终得到了比较理想的实验结果。不管学生提出的问题是大是小,是简单还是复杂,我们都应鼓励他进行积极的思考,按自己的想法再做,直到他解决问题为止。在这个过程中学生进行了真正的思考,获得了真正的提高。
(4)利用多媒体教学
传统的实验教学都是简单讲解实验原理,然后学生按步骤进行,这样的方法在简单的实验中还可行,但对于一些难理解的实验和没有条件开设的实验,这样的方法是没有什么效果的。对于难理解的实验,我们完全可以利用先进的电教媒体,让学生有较直观的认识,如对于层析技术中的分配系数。对于没有条件开设的实验,如薄层层析、离子交换层析、亲和层析等,我们也可以通过观看录像让学生明白各种层析方法之间的区别。像分子杂交、重组DNA技术等生物化学实验的新方法、新技术及生物化学的发展前沿,我们也可以通过看录像来了解。
6、优化考核评分体系
通过最终的考核评分,老师可以了解学生对技能和其所涉及的知识的掌握程度,了解学生知识结构中的弱项,及时得到反馈,不断地总结经验教训,改进教学方法,取得更好的实验教学效果。在评分体系中,我们将生化实验成绩分为“平时成绩”(包括实验预习、实验操作、实验报告)、“期末考核”(包括理论口试、实验准备、操作考核)。期末总成绩按平时成绩占50%,期末考核占50%进行核算。这样的考核体系可以系统地、客观地反映和评价学生对知识的掌握情况和实验操作的能力。
二、结语
摘要:优化绿色化学实验教学,提高动手能力和创新意识及环保与安全意识,这是以人为本的素质教育理念的基本要求。特别是绿色化学教学中的微型化学实验,用尽可能少的化学试剂,来获得尽可能多的化学信息,具有操作简捷,环境污染小,既经济又省时,且安全,又便于携带,有利于给学生进行随堂实验;有利于培养学生的动手动脑能力,观察分析能力,发明创新精神和严谨求实作风;对学生从小培养环境保护意识,意义重大。
关键词: 环保意识 绿色化学 操作简捷 节约型
初中科学中的化学实验,如何坚持绿色化学理念,开展绿色化学实验的探究与设计,进行绿色化学实验教学,实现化学实验绿色化,是社会对化学科学发展的新要求。他对于保持人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展意义重大。下面略举几例:
例一:白磷自燃
教科书八年级下册科学42页活动是这样做的:
1、取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装一小粒白磷,立即用钟罩盖住,你发现什么――
2、用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部深入罩内,通入氧气,你发现――。
3、小心地向水槽中加60~80摄氏度左右的热水,你发现――。
(一)笔者认为:
1、水槽和钟罩都太大、太重,需要的热水的量太该多,上课随堂实验不方便;
2、该实验还要把制取的氧气通入钟罩内,步骤太烦多、又太费时间;
3、啤酒瓶盖很浅,很容易被进水而沉入水中,使实验失败!
(二)笔者绿色实验创新改进:
(1)实验器材:
直径30x200mm的大试管带橡皮塞和15x150mm的小试管各一支,另加一只体积250ml的烧杯,镊子,白磷,热水温度与改进前的一样,60~80摄氏度。
(2)操作步骤:
1、先用镊子在装白磷瓶子的水中各取出两小粒白磷,分别装入大、小两支试管的底部。
2、用拇、食两指同时捏住两支试管,竖直在空气中;
让学生观察1~2分钟,没有发现白磷燃烧。
3、教师向学生解说原因:大试管中虽然空间大,空气多,氧气充分,但白磷温度没有达到着火点(40摄氏度),所以不能燃烧;
4、在刚才准备好的烧杯中倒入半杯左右60~80摄氏度的热水;
5、立即把刚才装有白磷的两支试管同时竖直浸入该热水中,(注意:两试管底部距杯底一厘米左右);
(3)实验现象:
1、过一分钟左右,发现大试管中白磷就自发地燃烧起来,当五氧化二磷白烟将冒出试管口时,立即用大试管塞塞紧管口,(并说明其原因:防止五氧化二磷白烟溢出管口而污染环境)。2、这时教师应向学生解说大试管中白磷:1、既有充分的氧气;2、温度达到了着火点,所以就自发地燃烧起来了;而小试管中白磷还是没燃烧,是因为小试管里白磷温度虽然也达到了着火点,但小试管里空间小,空气少,氧气不充分,所以不燃烧。
(3)实验结论:
可燃物燃烧必须要同时满足下面两个条件:1、要有充分的氧气2、温度达到着火点。
(三)实验优点:
1、按本实验操作不需制取氧气;
2、省略了笨重的玻璃水槽和钟罩及制氧的仪器和药品,减轻了重量,使随堂演示实验更方 便;
3、省略了制取氧气的实验步骤,缩短了实验时间,
4、减少了制氧反应产生的废物给环境造成的污染;
5、本实验最大优点是,把试管插在热水中加热,比传统的实验方法把啤酒瓶盖放在热水表面上加热效果要好好几倍!所以实验速度要快许多倍(切记:小试管中白磷一定要放在试管底部,不能让其粘在试管壁上)!
6、既节省了实验成本,而且使实验步骤更简单,操作更容易,原本半堂课做不好,甚至一堂课有可能做不成功的实验,使用创新实验方法,只用几分钟就能轻松完成实验,并使实验更有效,现象更明显!
例二:探究金属的活动性实验
九年级上册“对金属的活动性”实验,传统的教学方法,实验是放在试管或烧杯中完成的,化学药品用量较大,尤其是AgNO3等试剂比较贵重,浪费会更大。
一、笔者绿色实验创新改进
(1)实验器材
六孔微型塑料试管、微型塑料滴管、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液,铁丝、铜丝、镊子等。
(2)操作方法:
1、先在六孔微型塑料试管每个孔外分别标上1、2、3、4、5、6号码;
2、用镊子在1、3、5三孔中分别放入一小段铁丝,在2、4、6三孔中分别放入一小段铜丝;
3、用微型塑料滴管在1、2两孔中分别滴入4~6小滴硫酸亚铁溶液,在3、4两孔中分别滴入4~6小滴硫酸铜溶液,在5、6两孔中分别滴入4~6小滴硝酸银溶液;
4、比较不同金属的活泼性。
(3)实验现象:
1、浸在1孔FeSO4溶液中的铁丝颜色无变化,浸在2孔FeSO4溶液中的铜丝颜色也无变,表明铜比铁不活泼;
2、浸在3孔CuSO4溶液中的铁丝表面颜色变红色,浸在4孔CuSO4溶液中的铜丝表面颜色无变化;表明铁比铜活泼;
3、浸在5孔AgNO3溶液中的铁丝表面颜色变银白色,浸在6孔AgNO3溶液中的铜丝表面颜色变银白色,且铁丝表面比铜丝表面银白色更明显,表明铁比铜活泼,铜比银活泼。
(4)实验结论:
较活泼的金属能把较不活泼的金属从他的盐中置换出来。下列金属活泼性顺序:Fe>Cu>Ag 。
二、创新实验优点:
1、利用六孔(九孔也可以)微型塑料试管来完成实验,就能有效地控制化学试剂的用量;
2、本实验器材多为塑料制品,不易损坏,有利于学生分组实验;
3、利用微型实验器材,进行绿色化学实验。化学药品用量能节省5倍以上,按照教材上操作的学生分组实验做一个班的化学药品用量,用创新实验方法就能做五个班学生化学分组实验;
4、环境污染小,获得信息多,操作更容易,速度快,更省钱,
现象一样明显;
5、有利于培养学生动手动脑和观察分析能力、发明创新精神和严谨求实作风,有利于培养学生从小树立环保意识和
安全意识;
6、利用微型化学实验器材,开展绿色化学实验教学,是当前贯彻科学发展观、倡导绿色化学理念的一种表现。对培养可持续发展创新人才,创造人与自然和谐发展意义重大。
例三:硫燃烧学生分组实验
过去,用常规的方法进行硫燃烧实验,学生很难控制硫的用量,往往是偏多,产生的SO2多,对空气的污染大。
一、笔者绿色实验创新改进:
利用粗的铜丝或铁丝制成的微型燃烧匙。可以进行八年级下册“硫燃烧学生分组实验”,效果也不错。