引言:化学微型实验课的教学要因地制宜地实施高效教学,围绕教学目标提高教学质量,根据微型实验的具体内容精心设计课堂内容,在具有安全、节约、绿色等特点的微型实验过程中,着力体现微型实验课的操作简单方便、实验现象明显、示范演示通俗易懂等教学要求,以此不断提高高中生的化学学科素养。
1微型实验在高中化学教学中价值分析
微型实验采用的装置和操作相对而言更简单,所需的试剂用量更少,配制起来相对更容易,同时也缩短了时间,使有限的课堂时间内容纳更多的知识含量,节省了时间,也使学生分组实验更易开展。当然还有很多课本实验有待我们去研究探索如何充分利用身边的仪器改装成我们所需要的微型仪器,以实现化学实验的微型化。在这个研究过程中,改变了传统实验教学中的照搬照套,人云亦云等现象,也改变了实验试剂、器材不足,教师演示为主的现状,使更多的学生亲自动手参与课堂,真正体现了化学是一门实验科学的特征。同时也有利于增强学生对新知识、新技能的领悟能力,也培养了学生的动脑、动手能力,更突出了新课程标准下以学生为主体,教师为辅的新型教学模式。
2创新性微型实验在高中化学课堂中的应用策略
2.1改进策略
2.1.1改善实验条件,全面整合化学实验教学资源
学校要高度重视化学实验教学,严格根据国家有关化学实验标准建立正规的化学实验室。同时,应根据自身学校的管理实际,制定和完善如《化学实验室使用管理制度》《学生实验守则》等规章制度,确保师生在安全环境下积极开展实验。
2.1.2加强实践操作,提升学生器具使用基础能力
笔者研究分析发现,造成课堂混乱的根本原因是学生对实验试剂、器材等认识不足、操作不当。由于很多学生对实验的试剂、器具等比较好奇,他们在课堂上总是迫不及待地去尝试,并没有认真听教师前期演示讲解时的操作注意事项。加之对于器具的不熟悉,导致实验过程中状况百出。而由于教师精力有限,只能处理一小部分人的问题,出现整体混乱就在所难免了。要解决这一问题,必须注重提升学生的实验操作技能,尤其是针对不同试剂外貌、性质的区别辨认以及试管、滴定管、烧杯、试纸、分液漏斗等器材的日常操作使用技巧等,进行专门的培训,尽可能地避免学生因对实验器材使用不熟练而造成的不必要的问题。
2.2因材施教,凸显学生主体地位
陶行知先生说:“培养教育人和种花木一样,首先要认识花木的特点,区别不同情况给以施肥、浇水和培养教育,这叫因材施教”。好的先生不是教书,不是教学生,乃是教学生学。“微型实验促使化学教学的理念和方法得到全面革新,教师必须及时转变教育理念,强化学生学习的主体地位,基于学生学习的视野将演示实验、多媒体教学、现场操作、随堂板书等教学形式有机结合,积极探索引入探究式、合作式、翻转课堂、混合式等教学模式,确保化学实验课堂丰富多彩。教师只有在头脑中时刻引入新思想和新观念,才能真正摆脱应试教育的束缚,全方位提升学生的化学思维与化学核心素养。
2.3科学设定内容,确保微型实验教学优质高效
恰当地选择实验内容,可以保持学生对化学实验的新鲜感与好奇心,有利于激发学生的探索欲望,提高学习热情。教师需要针对实验主题进行深入探究,融入能激起学生兴趣的内容,制订科学合理的实验设计方案。比如,传统的“金属焰色反应教学中,将铂丝缠绕于玻璃棒上,然后蘸取NaCI溶波并放置于酒精火焰上灼烧,观察火焰颜色变化。这一实验模式流程相对复杂,且具有一定的危险性。利用微型实验进行改良,可以使用滤纸取代铂丝,提前在NaCI溶液浸泡晾干,然后再放到酒精火焰上灼烧观察火焰颜色,实际效果与铂丝是一样的。而这种方式更易于在学生中普及推广,操作成本也更加低廉,安全系数也更高,由此更容易获得好的实验效果。又如,硝酸性质实验教学中,教师可以引导学生使用少量浓硝酸、微型试管和小碎铜片进行融台实验,观察反应产生的红棕色气体;再对稀释后的硝酸与铜片进行融合加热,观察反应变化,对比分析硝酸的化学性质。总之,教师要鼓励学生大胆发言,敢于对化学实验改进和创新,并积极验证自己的猜想。开展微型实验教学时,教师要适当加入一些开放性的内容,引导学生利用课下时间自主思考和探究。
2.4结合教学内容,转变微型实验
“微型化学实验是以尽可能少的试剂,获取所需化学信息的实验原理和技术”,这是美籍华裔化学家马祖圣教授提出的关于微型化学实验的定义。它的特点是实验绿色化、药品微量化、仪器微型化,是能体现绿色化学理念的一-种实验方法。下面我将结合自己教学实践种使用过的微型化实验及其做法和优势。
例如在学习人教版化学“铜片与稀硝酸的反应”时,反应情况可以表达为:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
可以生产气体NO,传统制备装置为:铁架台、圆底烧瓶、试管、支管以及水。
此套装置产生气体,但是在原装置中有空气,空气中的氧气会将一氧化氮氧化,生成二氧化氮,对一氧化氮的观察造成困扰,因此这套装置在实际教学中并不是很理想。
因此,可以合理应用注射器,对上述实验进行改进,具体方法为:
①先将铜片放入5mL注射器内,排净注射器内的空气,然后吸入2mL的稀硝酸,迅速将注射器针头插在胶塞上,可看到铜片表面产生大量气泡,注射器活塞被后推有无色气体生成,同时溶液由无色变为蓝色溶液。
②反应完毕后,将作反应器的注射器从胶塞上拔出,拉动活塞吸入空气,可以观察到注射器内无色气体迅速变成红棕色气体。此时反应方程为:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2NO+O2=2NO2
结论:总之,高中化学教师要根据教材本身的特点和学生的学情,充分利用好微型实验,让学生更快更好地掌握高中化学实验知识和操作技能,以此达到融会贯通,学以致用,培养学生动手能力和创新能力,促进学生成为全面发展的人。
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