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第21章 化学实验教学方法的创新(6)

在“教”与“学”这对矛盾中,教师是主导不是主体,真正的主体是学生;教学过程既是认识过程,同时也是心理过程,是知、情、意、行统一的过程。教师的教就是要从知、情、意、行的辩证关系出发,创造条件,引导学生,实现把人类的科学真理转化为自己的真知,把知识转化为能力。学生的学习是复杂而有规律的认识过程(同时也是个心理过程),教师要引导学生亲自动眼、动手、动脑。同时教学又自始至终都要通过学生的心理活动这个主观因素进行,这就决定了学生是学习的主体,其主体作用体现在学生充分发挥自己的主观能动性、积极、主动地通过动眼、动口、动手、动脑去探索知识和规律。然而学生的主观能动作用又不是自发的,而是与教师的积极启发,引导联系在一起。学生要实现认识上的两个飞跃,除了亲自动眼、动手、动脑外,还必须遵循两个飞跃的规律,这就决定了教师必须发挥主导作用,要想方设法调动学生学习的积极性和主动性,又要按照学生的认识规律、创造条件,让学生动眼、动手、动脑去获取知识,发展自己的能力。

(2)必须坚持以实验为基础,把实验作为研究、探索问题发展智力和培养能力的重要手段和方法

实验是学习和研究化学的重要方法,又是学习化学的实践活动。实验引导探索强调以实验为基础,把实验作为探索、研究问题的手段和方法,首先把初中相当数量的简单、易操作、可见度小、又安全可靠的演示实验71个改为让学生自己动手的随堂实验。二是把部分验证性实验改为探索性实验。三从有利于揭示所学问题的实质出发,增加了“空气成份测定”等十四个实验。四是适当增加一些含有设计因素的小实验。这样使得重要的概念、原理由实验引出,又为学生多动手操作,多动眼观察,多动脑思考创造了条件,更能使学生学到应用实验去学习,研究化学的科学方法。同时还强调增加实验的分析研究成份,通过对实验观察、分析,训练学生的思维方法,使实验成为发展学生认识能力的有机组成部分。

(3)教师必须精心设计好探索方案,把方案交给学生

学生探索必须在教师的启发、引导下进行,否则就难以在特定时间内取得较优的效果。因此教师必须设计好探索方案,把每节教材的主要要求、引导的问题、学生探索的内容,步骤、方法以及讨论、练习安排好,并把方案交给学生,做到教师有计划,学生心中有数,积极主动,互相配合。除了研究个别问题外,对初中生课堂学习一般不宜让学生独立设计探索方案。

(4)必须搞好材料配套工作,保证方法在实施中得以落实

一是学生课堂学习册(实质是每节内容的探索方案);二是对教师引导学生探索的提示(供教师备课参考);三是学生课外读物,是辅助性资料,以巩固、扩大课堂探索成果,这些材料要编写好,才能互相配合,增强探索效果。

(5)按照实际情况,灵活处理和运用教学方法

以实验为基础的引导探索法实施没有固定的模式,这种方法对初中绝大多数教材内容的教学是适用的,但也有一些教材完全没有实验内容,因此必须灵活运用教学方法,但一般都可以根据引导、探索的精神决定具体方法,引导学生探索和总结知识规律。

实验推理教学法

在化学教学实践中教师常常感到,化学教材描述性内容多,需要记忆的内容多,说理性不强,一节课的内容比较松散,久而久之,给人一种易学难记、易懂难会、重强记、少讲理的感觉。以元素化合物教学和有机化学教学为例,每节课都是结构、性质、制法与用途的重复,讲性质也是甲乙丙丁的罗列。这样的教学,不能激发学生的学习兴趣,达不到培养学生能力的目的,增加了学生的记忆负担。

“实验推理法”是以实验为基础,以物质结构和反应规律为根据,以性质为中心,通过逻辑推理进行教学的一种方法。目的在于既体现化学学科特点,又增强教学的说理性,培养学生的思维能力和良好思维习惯,减轻学生学习负担,提高教学效率。

我们通过以下几个实例,介绍“实验推理法”进行教学的认识与实践。

“实验推理法”教学的依据

(1)“实验推理法”教学能满足高中学生学习的心理要求

高中学生的年龄大约在十七、八岁左右,这一年龄期的学生在学习时不满足于感知客观事物、观察自然现象,而是想弄清事物之间的因果关系和本质联系,掌握自然现象的内在规律。

他们不仅想知道“是什么”,更喜欢问个“为什么”,他们的抽象思维明显地由经验型向理论型转化。他们不满足于具体经验材料的熟记,而力求用理论把各种材料贯穿起来,从理论上加以分析、概括,并用理论去解释具体现象和认识事物。他们能够理解大量的科学概念,并运用概念进行判断推理,揭露事物的本质和规律。“实验推理法”教学恰恰能满足学生的这种心理要求,这种教学法能在微观结构与宏观现象之间架桥,融知识的传授与能力的培养于一体。

(2)“实验推理法”教学符合学生的认识规律

学生对自然现象的认识,对客观规律的掌握有一个由感性到理性、由具体到抽象、由表及里、由浅入深的过程。“实验推理法”教学首先通过实验提出问题,向学生展示绚烂多彩,扑朔迷离的自然现象,把学生的认识兴趣激发起来,产生寻根究底的强烈愿望。然后教师设置思维台阶,引导学生通过实验进行探索,把学生一步步引入知识的百花园,逐渐进入到揭示事物本来面貌的境地,所以是符合学生的认识规律的,它能给学生由感性认识向理性认识的飞跃插上翅膀。

(3)“实验推理法”体现了化学学科的特点和学生为主体教师为主导的教学原则

化学是以实验为基础的一门科学,“实验推理法”主要通过实验质疑、实验探索、实验验证进行教学,鲜明地体现了学科特点,而且实验是在教师指导下学生动手的实验,“推理”是在教师引导下的学生用语言表达的逻辑思维过程。在教学过程中教师起指导、引导、点拨、评价的主导作用,让学生实验、探索、推理、归纳小结、练习,即动手做、动眼看、动脑想、动口说,总之,最大限度地让学生进行活动,充分发挥其主体作用。

“实验推理法”教学的实例与程序

如“苯酚”的教学,按传统教法,先讲苯酚的结构,再讲苯酚的物理性质、化学性质、用途与制法。按“实验推理法”教学,由下列步骤组织教学:

(1)实验“挑疑”,即通过实验(教师演示或学生进行)引起学生探索知识的愿望如让学生做系列实验:苯酚加少量冷水→加热→冷却→加氢氧化钠溶液→吹入二氧化碳气体。要求学生边做实验边做好观察记录。

(2)提出问题,设置思维台阶

①为什么苯酚加少量冷水,得到的是混浊的流体?加热后会变得澄清,再冷却又变混浊?

②为什么苯酚的溶解度小于乙醇而熔点、沸点高于乙醇?

③继续加入氢氧化钠溶液,振荡,为什么溶液会变澄清?

④再用细玻管吹入二氧化碳,为什么溶液又变浑浊?

(3)推理探索(教师引导、学生推理)推理一:苯酚的溶解度与温度的关系推理二:苯酚的溶解度、熔点、沸点与氢键、分子间作用力的关系推理三:苯酚的酸性与羟基和苯环的关系推理四;苯酚的酸性弱,比碳酸的酸性还弱用同样的办法可以推出苯酚的取代反应、显色反应等性质。

(4)归纳小结,消化整理教师可给出提纲,由学生归纳整理。如:

①苯酚的分子结构与它的物理性质(溶解性、熔点、沸点)有什么关系?

②苯酚与乙醇比较,性质上有何异同?为什么?

③苯酚与苯比较,性质上有何异同?为什么?

④根据苯酚的性质,举出几种检验苯酚的方法。苯酚的性质与用途之间的关系。

实际上,教师引导下的学生归纳小结也是一次推理的强化训练。

(5)练习巩固,可以设计几个小而活的练习题让学生做。如:

①做过苯酚实验的试管,如何洗涤干净?

②工业上从煤焦油中提取苯酚的原理是什么?

③根据苯酚与浓溴水的反应,写出苯酚与浓硝酸的反应方程式。

从上例看出,“实验推理法”教学的程序基本上由五个环节组成。

(1)实验“挑疑”

根据每节课的教学内容,围绕重点或难点而设计的实验,它起着把学生引入质疑境界的作用。通过实验,向学生提出问题,然后引导学生去探索其因果关系。做法是把演示实验进行排列组合,或补充一些必要的实验,有时也可把学生实验中的一部分提前做,实验尽可能分组做,要求学生作好观察记录。

(2)提问“设疑”

根据实验现象提出引导学生进行分析推理的问题,提的问题要逐步深入,使学生沿着知识台阶一步步上。提的问题一般由教师先设计好,用幻灯片打出,也可由学生在做实验的基础上提出。

(3)推理“解疑”

对各种实验现象产生的疑团,师生提出问题的疑点,由学生按以下两条思路推理判断,解开疑团,解答疑点。

①结构性质

制法鉴别用途

物质的组成与结构决定它的性质,而性质又反映了它的组成与结构,物质的性质决定它的用途,并可用于进行鉴别,一种物质的性质常常是另一种物质的制备方法。

②按无机物或有机物的反应规律推理。无机物的反应规律是指“单质、氧化物、酸、碱、盐”的相互作用与衍变关系。有机物的反应规律是指有机物基团的特征反应及由此产生的有机物之间的衍生关系。进行推理的学生可以采用举手或按座位顺序等办法确定。

(4)归纳小结

“解疑”的目的是为了使学生了解熟悉一堂课的主要知识并能融汇贯通。教师要在“解疑”

的基础上引导学生把知识系统化,条理化,深化,抽象出一般的规律,这就是归纳小结的任务。归纳小结可由一、二个学生作中心发言,其他学生补充完善,教师给予画龙点晴的点拨。

(5)练习巩固

每节课通过推理得出结论以后,一改化学教材例题、课内练习较少或题型单调的情况,精选练习题,加强巩固。这样,可以改变过去化学课那种听得懂、难得记、不会做的局面。

以上五个环节的顺序不应该固定不变,它可以根据不同的教材内容加以调整。

如葡萄糖的教学,可以先由分子式直接写出其分子结构,由其结构推出其葡萄糖的性质,再做实验予以验证。

“实验推理法”同样适合于元素化合物的教学。

如氨的教学过程可以这样进

行:教师先演示喷泉实验和氨的催化氧化实验,学生做氨与氯化氢反应的实验。此时学生对红色喷泉的产生、蘸有浓氨水与浓盐酸的两根玻棒之间的白烟,以及铂金丝的红热与锥形瓶中的棕色气体的出现感到新奇,迷惑不解,疑问丛生,教师抓住时机,和学生一起分析氨的分子结构与组成的特点(键能较大,氮原子有孤对电子可形成配位键,氮原子电负性大半径小可形成氢键,氨分子是三角锥形有极性,以及氮在氨分子中为负三价)可推出氨易液化、易溶于水、易与水和酸反应,可以与氧化剂(O2、Cl2)反应等性质,再由性质得出氨的用途与实验室制法,最后进行小结、练习。

“实验推理法”与传统教学法的效果对比

(1)培养了学习兴趣,调动了学习积极性“实验推理法”和传统教法相比,有三个变化,变由老师平铺直叙地讲为师生的双边活动,变学生“看”实验为动手做实验,改变了化学课不讲“理”的状况。

特别值得提出的是,“实验推理法”的教学过程始终使学生处于“生疑”、“解疑”的状态中,而且用于“解疑”的物质结构、物质间反应规律再也不是枯燥的、无用的理论,学生兴致勃勃地去钻研。物质的性质再也不是互不相关的,而是有其内在联系的属性,学生容易记忆。这就激发和不断提高了学生的学习兴趣,保持和巩固了学生的学习热情,调动了学生的学习积极性。这好比看一部精彩的影片,一个接一个的悬念紧紧扣住观众的心扉,使他们急欲弄清人物的最后结局,不到影片放完,他们是不肯离场的,甚至离场以后,在脑子里还会不断重现其中的镜头,回味无穷。

教法上的变化,带来了学生学习情绪上的变化,喜欢听化学课的多了,积极问问题的多了,借阅化学课外读物和订化学小报的多了。

(2)减轻了学生负担,提高了学业成绩学生通过实验推理得到的知识,由于直观性强,又是自己推理归纳得出的结论,而且有其内在联系,因之,印象深刻,不易遗忘,减轻了记忆负担。教本上的习题在课内练习了一部分,减轻了学生的课外作业负担。

(3)培养了能力,教给了学习方法学生反映,实验操作能力、观察力提高了,逻辑思维、判断推理能力、分析综合能力和记忆力增强了,他们还学会怎样看书,怎样整理读书笔记。

(4)教学有法,但无定法“实验推理法”对于有机化学与元素及其化合物的教学是适用的一种教学方法,其他的教材也可以采用。它保留了传统教学法的合理内核,肯定教师在课堂教学中的主导作用,又避免了传统教法中学生处于被动地位的弊端,注意发挥学生的主体作用。但是任何一种教学法不是万能的,因此,要根据不同的教学内容与对象采用不同的教学方法。这样,教学才有创新,学生的学习方法与思维方式才不会僵化。

中学化学实验目标教学

实验教学的效果与教师对此实验目标的认识和采用的具体教学方法有密切关系。实践证明,目标不明,方法不当的实验做得再多,也不可能取得预想的实验效益,发生“质”的飞跃。

具体实施如下:

实验目标的建立

根据表述简明、便于操作的原则,将实验目标从知识、能力和思维三个方面,并按单个实验列出应包含的内容和应达到的水平。

初三化学教学对化学学科来说,尚属启蒙阶段。根据初三学生思维非常活跃、实验能力还没有具备的实际情况,教师需要有计划、有步骤地带领他们通过实践活动,使他们的实验能力得到培养、拓展、积累和提高。为此,在首先着眼于观察、思维和操作能力培养的指导思想下,确定了实验目标结构:

操作水平实验能力

操作技能观察能力思维能力观察思维水平见识仪器使用技能观察方式思维基点感受模仿仪器组合技能观察次序思维导向领悟学会操作技能观察角度思维方法学会熟练操练组合技能观察主次思维品质形成创造现象表述结论表述创造例:演示“镁带在空气中点燃”实验能力的具体目标描述如下表:

内容教学目标

操作见识坩埚钳、石棉网、酒精灯及使用观察领悟(1)顺序:化学反应前、中、后。(2)角度:静态色、态、味。动态发光、放热、变色等。(3)主次:有新物质生成的现象为主。(4)方式:直接观察。

思维领悟(1)导向:现象→本质(2)方法:对比分析显然,随着实验教学的深入,目标水平也会得到相应的提高。

实验目标的实施

(1)确立目标意识,改进演示实验教学进行实验目标教学,能有效地克服教学过程中教师行为的随意性和盲目性,使教学活动具有有序性和一定的可操作性,从而较大程度的提高实验教学效益。化学实验目标教学过程通常按以下步骤进行:

①制定实验目标。

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