实验是学习、体验和探究化学过程的重要途径,因此,在教学中
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实验是学习、体验和探究化学过程的重要途径,因此,在教学中无论我们怎样强调实验都不过分。
初中化学教材中几乎每课题都穿插着化学实验,可以说实验教学的成败决定着化学教学整体的成败,新课程要求在掌握知识与技能的同时,更要关注学生情感、关注知识形成的过程,且让学生在“做中学”。
实验的多功能性决定了实验在教学中的重要性。
教材中安排了大量的演示实验、学生实验、探究实验,要求我们老师充分利用实验去激发学生兴趣,培养学生能力,通过实验帮助学生获取知识和提高技能。
利用现有资源探索实验方法,改进实验方案,从而达到教学目的。
下面以空气里氧气含量的测定来谈谈我在教学中的教学策略。
一、化学实验教育功能和价值
1、在知识和技能方面,可以充分发挥化学实验的“认知”功能,不断培养学生的知识探究能力。
通过该实验可以帮助学生了解空气的主要成分,从而认识纯净物和混和物本质,形成纯净物和混和物的概念,同时也可真培养学生设计实验和学习实验操作技能。
2、在过程和方法方面,充分发挥化学实验的“方法”功能,逐步培养学生形成良好的科学方法。
在测定空气中氧气含量的实验中,可以教给学生简单的观察实验的方法和记录实验现象的方法,使学生知道按照“实验前……实验中……实验后”这三个过程来观察实验和记录实验,培养学生分析问题和解决问题的能力了解空气的成分,从而形成良好的科学方法。
3、在情感态度和价值观方面,充分发挥化学实验的“情趣动机”功能,利于培养学生学习化学的兴趣。
在初三化学学习的开始阶段,就要抓住学生刚接触化学的好奇心理,正确引导学生了解实验的操作要求和技能。
教师一定要在测定空气中氧气含量的实验中做好演示实验,让学生通过感知演示实验的现象和观察各种实验仪器装置而进一步激发他们的实验兴趣,领会实验意图。
4、充分发挥化学实验的“创新”功能,初步培养学生的创新意识。
所谓“创新”就是指学生在熟练掌握知识和方法基础上,对日常生活和社会实践中所碰到新情况、新课题所引起的寻求解决问题的科学方法,在初中阶段主要以模拟型创新实践为主对学生进行培养和训练。
例如,在测定空气中氧气含量的实验中,可以引导学生在原有实验装置的基础上合理的改进实验装置,初步培养学生科学的创新意识。
二、教学策略
1、学生的质疑
在用红磷测定空气中氧气的体积分数的实验教学中,我们让学生在家中把蜡烛固定在盛有水的大盆中,点燃蜡烛,再用一个玻璃杯(或小烧杯、大烧杯等)罩上,杯边缘浸没在水中,使蜡烛在密闭的杯中燃烧,一段时间后观察蜡烛有何变化?杯中的水位有何变化?能否用该实验来说明空气中氧气的体积分数占五分之一?
然而,学生反应强烈,得出的实验结论有的完全相反,争论的焦点是大杯子与小杯子做实验水位上升的幅度差距很大,小杯子(如50 mL的小烧杯)水位上升幅度超过杯高的五分之一,而大杯子(如400mL以上的大烧杯)水位上升幅度小于杯高的五分之一。
2、实验探究
针对学生的争论,师生一起首先对蜡烛燃烧时火焰对周围环境温度的影响进行了测试,蜡烛火焰垂直正上方即使在15cm处,温度与室温相比也要高出40℃
以上,而蜡烛燃烧火焰周围距火焰中心水平距离4cm处,温度与室温相比高出一般在5℃以内,可见越是靠近蜡烛火焰温度越高,这个区域内空气受热膨胀变化也就越大,小烧杯由于直径小,所罩区域正好是蜡烛火焰温度最高的区域,该区域温度高空气受热膨胀变化最大;而大烧杯直径大,所罩蜡烛火焰区域大,大区域内的空气受热膨胀的平均值也就小,当大、小烧杯中的蜡烛燃烧熄灭后杯内的热空气都冷却到室温时,小烧杯中的水位上升的相对幅度也就必然大于大烧杯,这是出现小烧杯中的水位上升高度超过杯高的五分之一,大烧杯中的水位上升高度小于杯高的五分之一的重要原因之一。
3、进行试验
新课标科粤版九年级化学第二章课题1中,(教材第27页),用实验的方法测定了空气里氧气的含量,具体实验如下:
[实验2-1] 实验装置在集气瓶中加入少量水,并做上记号。
用弹簧夹夹紧乳胶管。
点燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
观察红磷燃烧的现象。
待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。
通过试验使学生明确试验原理,燃烧匙内的红磷为什么是足量?为什么待温度冷却到室温时才打开弹簧夹?为什么要用红磷?用其他的能代替吗(如碳、硫等)?分析试验成功的关键在哪?
4、实验质疑和改进措施
(1)、红磷只有在燃烧时才与氧气发生反应,那么当红磷在集气瓶中燃烧消耗一定的氧气,氧气含量低到一定时,红磷还会继续与氧气反应吗?还能够把广口瓶中的氧气耗完吗?
(2、)本实验的操作是不是很严密?实验中打开瓶塞,点燃红磷后再把燃烧匙伸入集气瓶中并塞紧瓶塞,在这个过程中,当燃烧匙刚进入广口瓶内时已消耗瓶内的氧气了,而此时瓶塞并未塞紧,这样测出的氧气含量准确吗?
(3、)进入集气瓶里的水小于五分之一的原因有哪些?
5、发挥学生的创新精神,进行小组探究
通过学生小组合作和上网搜索明确了实验改进措施。
消耗氧气的药品改为白磷,因为白磷的着火点很低,可以通过控制实验来让白磷在集气瓶内自燃;另外,使用白磷的好处还在于当白磷燃烧停止后,还可以继续与余下的少量氧气发生缓慢氧化,使集气瓶内的氧气尽可能的耗完(白磷要足量),使氧气含量的测定结果更准确。
燃烧匙使用粗铜丝加工制得,如图所示,使用酒精灯加热的方法使粗铜丝受热,从而导致白磷的温度升高,使白磷在瓶内发生自燃,从而杜绝了操作上与外界气体的交换,使测定结果更准确
新的化学课程倡导:从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身优势,要激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动的获取化学知识。
《义务教育课程标准》又一再强调落实“科学探究”,而实验教学策略是利用“兴趣”来“驱动”学生去探索、去发现,实践证明兴趣是最好的老师,它能使学生动起来,使教与学生动有趣。
所以从长远来看化学实验教学策略,可进一步明确化学教材的学科定位和作用;体现化学学科知识的价值,对于推进化学课程改革和我们化学教师教学改革具有重要意义。