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运用课堂实验提升学生化学实验能力探究

【摘　要】本文主要探讨高中阶段化学实验对学生实验能力的培养,作者通过自己多年的经验分析了高中化学实验的类型,并总结了教师选择课堂实验的原则,最后以实例分析如何运用课堂实验提升学生化学实验能力.

【关键词】实验类型选择原则案例分析

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）02B-0139-02

化学是一门以实验为基础的学科.高中课堂教学提倡多样化的教学形式,要求课堂教学以科学探究为主.因此,教师面对教材,不仅需要思考如何根据学情、教学要求等设计好课堂教学,还要把控课堂实验教学.高中化学实验能够激发学生学习化学的兴趣,课堂实验运用得当,可以将化学课堂教学变得生动有趣,还能培养学生的实验能力.笔者根据自身教学实践,浅谈如何运用好高中课堂实验,培养学生的化学实验能力.

一、高中化学实验的类型

恰当的高中课堂实验可以活跃课堂气氛,激发学生学习化学的兴趣.高中课堂的实验类型根据实验目标可以分为：（1）制备实验,比如人教版必修 1 第二章第一节《物质的分类》内容,在第二部分“分散系及其分类”的 “科学探究”中,关于制备氢氧化铁胶体的实验.（2）配制溶液实验,比如人教版必修 1 第一章第二节《化学计量在实验中的应用》,其中的第三部分内容“物质的量在化学实验中的应用”,需要配制一定物质的量浓度的溶液.（3）性质实验,比如人教版必修1 第三章第一节《金属的化学性质》中,金属钠单质的燃烧实验和钠单质与水反应的实验.（4）探究性实验,比如人教版必修 1 第三章第二节《几种重要的金属化合物》,第一部分内容“钠的重要化合物”中的“实验 3-5”关于过氧化钠与水的反应.教师可以根据本实验设计一个学生探究性实验,比如“探究过氧化钠与水反应后的产物”.此外,高中课堂教学过程中遇到的实验,根据教学要求,教师的教学设计安排还可以分为：教师的演示实验、学生演示实验、学生分组实验等.例如,《金属的化学性质》“钠的燃烧”和“钠与水的反应”实验中,教师根据教学要求,教案设计需求,学校配备实验条件等情况,既可以设计成教师课堂中的演示实验,也可以由学生进行实验演示,亦可进行学生分组实验.

二、高中化学课堂实验类型选择原则

学生喜欢实验,不管是教师演示实验还是学生自己分组实验,一看到实验仪器,学生的情绪就会亢奋.教师运用好学生对实验的这种情绪,上好课堂实验,激发学生学习的,培养学生的实验能力.但普通高中化学课堂教学中涉及的实验非常多,教师在进行课堂教学时,不可能都开展学生探究性实验.高中化学教学普遍存在耗时多、教学课时少的情况,教师需要赶在 2 年以内完成高中化学必修与选修模块的教学.虽然已经由现行的高中化学考试大纲规定学生从 4 个选修模块“化学与生活”“化学与技术”“物质结构与性质”和“有机化学基础”中选择1个模块作答,变成从“物质结构与性质”和“有机化学基础”中任选1个模块作答,教师还是要完成教学进度,教学时间非常紧迫.这就需要教师根据自身的情况合理的选择不同的课堂实验类型.以下是针对每周安排的化学课时 4-5 节的普通高级中学,对高中化学课堂实验类型选择需要遵循的原则：

（一）简单实验以教师演示为主.简单实验可以定义为：需要的仪器少,操作简单,所涉及到的实验知识量少.比如,《金属的化学性质》中,学习金属钠的化学性质时,针对课本上出现的实验 3-2、实验 3-3,可以设计为教师演示实验.教师演示实验可以更好地把控课堂教学秩序,引导学生观察实验现象、分析实验的结论,可以培养学生的实验观察能力,透过实验现象分析本质的方法技巧.不足之处,就是学生没有自己亲身体验实验过程,不利于培养学生的动手能力和自主学习能力.

（二）涉及面广、综合性强的实验可让学生分组进行.综合性强的实验可以定义为：为了达到实验目的,这个实验过程中可能会涉及到配制实验、制备实验、性质实验等.这类实验要求学生具备比较强的实验能力,教师必须对实验有非常强的操控力,学生自觉性强,且必须严格按照实验室规章制度要求来完成分组实验.教师让学生分组进行综合性强的实验时,需要对实验过程中可能会出现的情况进行预设,并提前对学生做好相应的安全教育以及交代清楚分组实验时需要注意的各种事项.合理的分组,有利于学生安全有序的进行实验.

教师开展学生实验时,需要对学生进行合理的分组,分组应当遵循以下几个原则：（1）根据学生学科三维能力差异分组,组内遵循各层次学生均衡原则；（2）根据学生的性格分组,不同的学生性格迥异,如果没有掌握好学生的情况,将大部分好动的学生分到一组,教师不好把控课堂实验秩序的同时容易发生实验意外,故分组时教师需要注意将不同性格的学生尽量均衡分组；（3）一个好的班长,对班主任开展教学教育工作起着事半功倍的作用.同样,一个好的小组长,亦可以帮助教师更好的开展学生分组实验.教师在进行学生分组实验时,每组小组长的选择尽量都是具有强组织协调能力的人.

这类型的实验可以锻炼学生的动手能力,思维拓展能力,非常适合学生动手操作.因此教师应合理运用此类实验.

（三）趣味性强、生活中易取材的实验以学生家庭实验为主.课堂实验不一定需要在课堂中完成,也可以选择让学生以家庭实验等形式完成,再在课堂上汇报实验结果.初中化学就有类似的趣味实验,比如“自制指示剂”,学生利用身边的有色植物,自制酸碱指示剂.在高中阶段,教师也可以设计学生家庭实验.比如在进行胶体的聚沉教学过程中,教师可以先行安排学生自制豆腐,学生根据网络资源,完成自制豆腐的家庭实验,并拍摄图片或视频在课堂上进行汇报即可.

这类型的实验独立操作性更强,更能锻炼学生的自主学习能力,还能促进其他能力的提升,如制作实验报告,并在课堂上做汇报等等.当课堂的容量有限时,教师不妨采取这类型的实验以提升学生的动手实验能力.

三、高中化学课堂实验教学案例分析

根据高中化学课堂实验类型选择原则,笔者就人教版必修 1 第三章第二节《几种重要的金属化合物》的“铁的重要化合物”内容中“铁三角”的转换进行实验教学设计.本实验采取分组实验的原则.

第一,准备实验材料：铁粉、稀盐酸、酸性高锰酸钾溶液、新制氯气、新制氯水、氯化亚铁稀溶液、氯化铁稀溶液、硫稀溶液（或铁溶液）、氢氧化钠稀溶液.

第二,提供信息.教师在对学生进行分组实验前,提供给学生实验需要用到的信息：（1）亚铁离子与氢氧根离子先生成白色沉淀,逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色；（2）铁离子遇硫,溶液立刻变成红色,遇铁,溶液立刻出现蓝色沉淀；（3）铁离子遇氢氧根离子立刻出现红褐色沉淀；（4）中学常见的强氧化剂主要有酸性高锰酸钾溶液、新制氯水等,能将强还原性的离子（比如亚铁离子）氧化.

第三,学生分组实验.实验分组进行,根据不同的实验效果可以分为几个组：（1）亚铁离子转换成铁离子以及检验出已生成铁离子；（2）铁离子全部转换成亚铁离子,并检验亚铁离子；（3）铁单质转换成亚铁离子实验.铁单质转换成铁离子的实验会使用到有毒氯气,因此该实验由教师最后演示.另外,亚铁离子转换成铁单质的实验操作过于复杂,也不宜让学生进行实验,教师可用多媒体技术展示相关实验.

“铁三角”的转换是高中阶段的重要内容,涉及的知识点多,实验综合性较强,根据高中化学课堂实验类型选择恰当的原则,因此笔者将本课实验设计为学生分组实验和教师演示实验的混合类型,有助于帮助学生更好地掌握“铁三角”内容,同时,还培养了学生的动手操作能力,以及面对实验出现的问题敢于质疑创新的科学精神.

新课改对高中化学教师的素质要求更高,对学生的要求也不仅仅局限于掌握课本知识,因此教师必须充分利用课堂实验培养学生的实验能力、自主学习能力,科学研究与创新精神.

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