前言:
化学是一门综合学科,既包括理论教学,还包括实践学习,一些化学现象也需要用实验进行验证。相比传统的教学方式,微型实验教学模式可以更好地对学生进行化学教学,操作更加轻便和简单,可以使学生主动参与实验环节,提高学生的化学知识积累。所以教师在对学生进行相关的理论知识教学时,应结合学生的实际情况开展实验教学,利用微型实验帮助学生积累化学知识。
一、当前微型实验的化学教学问题
首先,微型实验对实验操作的精确性要求较高。由于微型实验通常涉及到微量试剂和容器,在操作上需要更加精细和准确。与传统实验相比,微型实验要求学生掌握更高层次的技巧,例如精确称量和控制反应温度等。这对学生的操作技能提出了更高的要求,也增加了实验过程中可能出现的误差。
其次,材料和设备的可用性是微型实验开展的另一个难点。微型实验通常需要特定的试剂和设备,而学校实验室的资源有限,无法满足所有学生同时进行微型实验的需求。这就意味着学生可能需要在实验室之外寻找材料和设备,或者通过其他方式替代原本的实验设备。这不仅增加了组织和安排的难度,也可能导致实验结果的不确定性[1]。
此外,微型实验的安全性也是一个重要考虑因素。由于微型实验涉及到较小的试剂量和容器,学生在操作过程中需要格外注意化学品的安全使用和废弃物的处理。学校必须确保学生具备必要的安全意识和实验操作技能,以减少潜在的风险。
二、高中化学教学中微型实验的开展策略
(一)构建实验情境,激活学生动力
对高中生而言,微型实验是一种全新的实验探究方法,为了更好地推进微型实验教学,教师在实践中应该结合学生的需求,构建相对应的情境,将抽象的化学内容转变成形象直观的现象,使得学生完成从观看者到实践操作者的身份转变,在课堂上表现得更加活跃[2]。
以“分子运动实验”为例,高中化学涉及很多微观层面的内容,而部分学生的微观理念相对比较差,会产生一种分子、原子、离子等微观粒子是静态的感受。为了深化学生的理解,教师在教学过程中可以组织学生开展分子运动微型实验。教师可以结合氨水能让酚酞试液变红这一原理,首先将学生分成两个不同小组:一个小组的学生准备玻璃片,将玻璃片放到桌子中,然后在玻璃片的两端分别滴上酚酞试剂、浓氨水,保证两者不会直接接触,接着用烧杯盖住玻璃片;另一组学生将准备好的脱脂棉放在笔帽中,接着将浓氨水滴入脱脂棉中,卷起滤纸条,放在笔管中,确保滤纸条不会掉出来,再盖好笔帽,一段时间后将滤纸条取出,观察颜色变化。在这样的微型实验中,学生会正确认识分子运动状态,并且这样的实验操作十分简单,取材方便,学生操作比较轻松,极大地提高了学生的学习效果。
(二)合作设计微实验方案
为了保证高中化学课堂上微型实验教学活动的顺利开展,教师要指引学生通过独立思考、合作探究的方式,依据实验课题、自身所学知识,收集资料,做出猜想、生成实验方案等,保证微型实验的主导权在学生手中,强化学生的微型实验策划能力培养[3]。
在课堂上教师可以先给出相应的化学实验课题,指引学生结合化学实验课题做出猜想、假设。在此阶段学生要借助小组合作的力量,收集相应的资料,补充教材中的实验栏目内容。接着教师启发学生分组对自己做出的假设、猜想进行讨论。同时教师要参与到学生讨论过程中,引领学生将课内外资料结合起来,充分了解实验背景、目的、内容;各组也要将本组做出的猜想假设记录下来,然后找出没有依据、站不住脚的实验假设,将其剔除,留下符合本实验的猜想,便于下一步微型实验方案的正确设计。
接着教师指引学生以小组合作的方式设计填充实验方案,教师可以先给学生提供一份微型实验的方案模板,包括实验标题、实验流程图、需要器材及试剂、实验控制手段、实验记录表等,让学生根据模板自主设计实验方案。在实验方案设计过程中,如果出现争议,教师要及时地做出干预指导,给出提示,保证学生设计出来的微型实验方案更加契合实际需要。最后各组学生对得到的最终实验方案进行审核,确认无误后,开始实验操作。
(三)自主开展微型实验操作
在以往的实验教学中,学生很少有机会进行实践操作,而在微型实验中,学生有了更多的实践操作机会。学生依据自己设计的实验方案进行操作,这对于学生实际操作能力、科学探究素养的培育都有极大的帮助。
以“电解饱和食盐水实验”为例,在传统的实验教学中,要用到U形管进行实验,同时在实验期间由于两极离子迁移,会损耗大量能源,用铁棒代替电极时,还因为大电阻,难以保证实验活动顺利进行[4]。另外在传统实验教学活动中,教师会过于强调实验理论讲解,关于实验过程、实验现象、实验结果等方面的分析力度不足,学生缺乏直观感受,难以留下深刻印象。这时可以创新以往的实验方式,用微型实验代替传统实验,教师可以先引导学生用氯化钠酚酞试剂浸泡滤纸,然后准备一个陈旧的电池芯,将细铁丝缠绕在电池芯的两端,这样就能形成阴阳两极。接着接通电源,在阳极的滤纸上滴上碘化钾—淀粉溶液,观察实验现象,如果出现滤纸变蓝的情况,则证明阳极有氯气形成;打开阴极滤纸,如果滤纸变成了红色,则证明阴极产生了氢氧化钠。这样的微型实验操作简单,实验现象明显,并且不会占据课堂太多时间,学生能很轻松地完成,而且学生在操作中也会对化学实验有更深的感悟,极大地满足了学生综合发展所需。
(四)关注过程指导,强化实验技巧指引
微型化学实验中,用到的试剂数量相对比较少,对学生自身的实验操作控制能力有更高要求,所以教师要强化对学生实验行为的巡视、指引,确保每个学生都能掌握实验操作关键点。如微型化学实验内容是关于气体制备时,教师可以设置一些启发性问题:“化学气体制备实验中,实验过程控制要点有哪些?引起实验失败的主要原因有什么?”学生通过思考可以得出“实验器具连接不紧引起了气体泄漏,造成实验失败”。学生据此在连接器具时就会认真仔细,并且还会用相应的方法来检测气密性,保证了实验活动的有序进行。此外在实验中,温度、时间等因素也会带来影响,教师需要针对这一关键点,指引学生利用温度计来测量温度,用秒表控制时间等,促使学生更加规范地完成微型实验操作[5]。
结语:
总之,微型实验教学运用到高中化学教学中,对学生的学习发展有重要的教学意义。这种新型的教学方式可以使学生在学习过程中加强学习主动性,提高化学学习质量,明确学习的目的,改变学生在学习和生活之间的分化。通过对微型实验在高中化学教学中的研究,既增强了学生的学习积极性,还明确了微型实验教学的重要意义,提高了大家对微型实验的重视程度。
参考文献:
[1]于广华. 高中化学微型实验的探索与实践[J]. 文理导航:教育研究与实践, 2020(4):1.
[2]孙洪海. 浅谈微型实验在高中化学教学中的实践[J]. 2020.
[3]金凤孔. 微型实验在高中化学教学中的应用[J]. 新课程, 2020.
[4]宽太姐. 微型实验在高中化学教学中的应用研究[J]. 试题与研究:高考版, 2021, 000(014):P.181-182.
[5]丁江华. 微型实验在高中化学实验教学中的应用[J]. 今天, 2021, 000(006):P.1-1.