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论学生化学实验的指导

来源:学大教育     时间:2014-10-25 12:50:53


在高中的学习中,化学学科作为理综的一科,在考试中占了很大的分值比重,所以我们应该重视化学的学习,通过实验进行学习是提高成绩的关键,我们应该重视。下面是学大的专家为大家总结的论学生化学实验的指导。

1、 观察与思维的关系

观察有以下三类,第一类是参与观察与非参与观察;第二类是结构式观察和无结构式观察;第三类是直接观察和间接观察。如学生实验就属于参与观察、结构式观察和直接观察。指的是观察者加入到群体之中以内部成员的角色参与活动,以事先预订好的观察计划并按照规定好的内容和程序实施的直接亲临的观察。

思维是对一类事物的特性和事物之间的有规律性联系的反映,它是一种高级的认识活动,是人脑对客观现实概括的间接的反映。思维的种类很多,若根据思维的抽象程度来划分,可把思维区分为直接动作思维、具体形象思维和抽象逻辑思维。直接动作思维是指直接与物质活动相联系的思维,其特点是以实际操作来解决直观的、具体的问题。具体形象思维是以心象为材料(成分)进行思维,简称形象思维。人在此思维的过程中,经常会产生一种叫做灵感思维的东西,如在动手做学生实验前,学生想象着:每步实验如何进行,每种仪器之间怎么放怎么连接……在思想上考虑如何完成某一实验。抽象逻辑思维是指在实践活动和感性经验的基础上,运用概念进行判断、推理的思维活动。这三种思维是互相联系、互相渗透的,人们很少单独使用其中一种思维来解决问题。

观察和思维是密切联系的,只有思维参与观察活动,才可能提高观察的速度、准确性和完整性,所以观察不是消极的观看和注视,而是积极的思维活动,所以观察又称为“思维的知觉”。

2、化学实验课作为载体培养学生观察能力的必要性与可行性

观察是一种积极的智力活动,没有自觉性和主动性是难以奏效的,更是难以持久不懈的。从目前的教育体制和条件来讲,最切合实际的是以化学实验课作为载体来培养学生的观察能力。因为化学实验具有千变万化的现象,是唤起中学生学习兴趣的有效手段。同时化学实验课能培养学生的观察能力和思维能力:在化学实验课中,通过教给学生观察的方法,让学生知道观察要有明确的目的和重点,要有始有终,还要注意排除其他因素的干扰;在实验课中通过老师的循循善诱、适时点拨,可使学生的思维从表象到本质、从感性认识到理性认识,从而使学生的思维能力得到提高。

现在有相当数量的学生不知道应在实验中观察什么、怎样观察、记录什么。具体体现在以下几个方面:一是看了热闹,丢了门道。初学化学的学生觉得化学实验象变魔术,很神秘又好玩,他们只注意看“热闹”,而没有明确的观察目的,为此就很难抓住关键的实验现象,丢掉了“门道”。二是只盯一点,没有全面观察。有些学生在实验时,只注意明显突出的现象,而忽略了那些不太显著的现象。例如,镁条燃烧是简单的实验,有的学生对镁燃烧的强光很感兴趣,观察的结果就是镁在空气中燃烧放出强烈刺眼的光,忽视了燃烧放热现象或生成白色粉末氧化物。三是只观察不思考,没有细心比较。观察化学实验,不只是动动眼睛和其它感官就行了,还要开动脑筋去分析和判断。有的学生观察时只观察一个大概,碰到相似的实验,如硫在空气中燃烧后再放入氧气中燃烧时的现象,由于观察不仔细,也就无法比较二者现象的区别,更没有进一步思考为什么硫在氧气里燃烧比空气里燃烧更旺的科学道理了。

总之实验对象的各种外部属性(如颜色、状态、气味等),实验过程中的现象(如颜色变化、状态变化、发光发热),实验装置和操作等,都是需要观察的。为此学生若没有一定的观察能力,是无法达到实验教学目的的。因此在化学实验课中对学生进行观察能力的培养是十分必要的,也是切实可行的。

3、化学实验课培养学生观察能力的原则与方法

3.1依据心理特性,遵循观察的原则

观察能力,在心理学中属于知觉发展的范畴。中学生观察方面的心理特点:1、有一定的随意性。中学生的意志控制力尚不完善,在观察过程中由于其较弱的意志力容易思想分散,陷入观而不察,察无目标,察无所知的境地。2、较普遍的情绪性。他们的情绪容易波动,容易对他们感兴趣的事物或新异的、有强烈刺激感的现象产生注意,乐在其中,而忘记观察的任务。3、笼统性。很多学生观察事物的现象往往满足于或停留于大致的、笼统的、轮廓的观察,容易遗漏或忽视重点的观察内容。针对上述心理特点,在化学实验课中指导学生观察和提高观察能力时应遵循以下原则:

3.1.1目的性原则:要为解决问题而观察。对于简单的实验现象,如物质的颜色、状态、形状,物体的软、硬、冷、热等,观察目的简单明确。对于较复杂的实验现象可先由老师提出具体的观察目的、计划和要求,编写成观察提纲发给学生预习,再逐步过渡到学生自己拟定观察提纲,以克服观察的盲目性,养成定向观察的习惯。后者是观察的目的性中的较高的层次。

3.1.2选择性原则:在探究的过程中有许多信息,要能敏锐地捕捉到与解决问题有内在联系的那些信息,特别是那些稍纵即逝、在强刺激掩盖下较弱的但又是很重要的信息,并且能根据解决问题的需要,进行多角度观察。如在做金属钠燃烧实验时,强调观察的颜色;做氢氯爆鸣的实验时让学生注意声音,同时也强调注意集气瓶口上方的现象等,这是观察的选择性的初步水平,学生的行为水平表现为服从或照办。如中和滴定,学生往往注意手的动作而忽视锥形瓶中指示剂颜色的变化,等反应过来了,标准液已经滴过量了,这就要求学生先拟定好观察提纲,确定观察的主次。对有些探索性实验,学生可事先根据假说确定如何观察,这是观察的选择性的较高层次,因为它跟学生已有的知识、思维能力有关。

3.1.3 全面性原则:要注意渐变与突变的全过程,在整个观察过程中,无论是学生自己做实验还是看教师演示实验时都要注意培养观察的全面性。如中和滴定中终点的确定是一个由渐变到突变的过程,渐变占了整个过程的99%以上,学生可能因为大意而失去对突变过程的瞬间观察。

3.1.4 理解性原则:能将观察到的信息进行分类整理、复述。如可按现象的主次进行分类整理,可按已知现象和未知现象进行分类整理,可按时间顺序进行整理,可按实验装置搭建的顺序进行整理,可按物理现象和化学现象进行整理。能用已有的化学知识、经验对感知的信息作初步的解释,使之“同化”,如判断可燃性、溶解性等。观察的理解性的较高层次,是与思维联系在一起,要客观地、实事求是地反映观察现象,不要因为观察到的现象与以前所学的知识出现矛盾,就不顾实验事实,或篡改报告。

3.1.5 敏锐性原则:化学实验现象出现的时间比较短,需要学生能迅速地观察整个实验现象,并敏锐地观察到那些有化学意义的实验现象。

3.2教会学生观察的方法

在化学实验课中,不同的教师在实验教学中,观察能力的培养效果各不相同。有的实验,学生看了或做了,事过境迁,印象消失,学生的观察能力也得不到提高。因为学生虽对化学实验都颇感兴趣,但往往只是好奇心驱使所致,由于观察实验时目的性不明确,所以不善于集中注意力于那些关键的实验现象。根据学生的这些情况,教师应该提供生动、鲜明、典型、真实的实验,使学生获得感性认识,促进学生想象、记忆、迁移,并指导学生科学的观察方法来培养观察能力。教给学生观察方法是培养学生观察能力的重要环节,可达到事半功倍的效果。

3.2.1 观察前的知识准备愈充分,观察的效果就愈好。所以,教师应教育学生重视实验预习,应结合实验内容复习与实验有关的知识。中学化学实验绝大多数是验证性实验,就是验证和学习前人所积累的知识和经验。在实验过程中根据已掌握的理论知识,能对观察到的异常现象,从理论上进行分析,找出原因,避免失败,以达到预期的实验效果。

3.2.2 教师应向学生介绍中学化学中常见的观察顺序。例如,观察物质是先观察物理性质后观察化学性质;观察化学变化的顺序是反应物——反应条件——反应现象——生成物。另外,观察化学变化要特别注意分清主次现象,要及时发现那些稍纵即逝但又能揭示变化实质或重要规律的现象。如压强改变对化学平衡移动的影响实验,在注射器中装有NO2和N2O4的混和气体,当注射器迅速压缩时若有的学生注意力还停留在注射器的外形上,则气体颜色的变化会被忽视,实验目的就未达到。

3.2.3 指导学生运用多种感官全面观察,从不同角度了解观察对象的各个属性,获得完整、系统的知识。例如观察硫在氧气中燃烧的实验时,通过鼻闻,可了解产生气体的气味;用手摸集气瓶外壁,可感觉到反应有热量放出。

3.2.4 指导学生运用感知对象和背景的相关规律,在观察过程中尽量提高观察对象与背景的差别,降低观察难度,提高观察效果和速度。例如,在做中和滴定实验时,在锥形瓶下面衬一张白纸,可以增加溶液与背景颜色的反差,这样就容易观察到溶液颜色的变化,准确地判断滴定终点。

3.2.5 教师应根据观察对象的特点,引导学生开动脑筋,边观察边思考,注意搜寻每个细节,对观察到的现象,首先启发学生自己提出疑问,然后教师再作补充,多问几个为什么并尝试解答问题。例如,钠和硫酸铜溶液反应,不能只停留在反应的剧烈程度上,要在指导学生全面观察的同时不断提出问题。

3.2.6 观察的最后阶段是总结。总结有书面和口头两种形式,书面总结可文字、图表相结合,实验报告格式不要规定得太死,要求学生一定要实事求是,不能人为地加工或修改实验数据,养成严谨的科学态度。通过总结,学生不但可以检查观察的目的和任务是否完成,还可以提高学生的语言表达能力和逻辑推理能力。

总之一种好的观察方法应是:①明确观察目的;②确定观察对象;③设计观察程序和手段;④记录观察现象;⑤分析观察结果。

4、教学案例:

4.1强化演示实验教学,培养学生观察能力

课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲,达到培养和发展学生观察能力的目的。

案例:在学习钠的性质时,教师可演示如下实验

(1) 切一小块钠观察切面(提示学生注意颜色的变化)

(2) 用坩埚钳夹住一小块钠,加热燃烧(火焰颜色)

(3) 切一小块钠投入滴有酚酞的水中

(4) 切一小块钠投入硫酸铜溶液中

要求:记录实验现象,思考结论。

实验刚做完,学生已经在想问许多问题了:钠在切开以后变暗的物质是什么?和在空气中燃烧的生成物相同吗?钠比铜活泼,为什么在硫酸铜溶液中没有发生置换反应呢?刚刚生成的Cu(OH)2 沉淀不全是蓝色的,有一点是黑色的,这是为什么?等等。

4.2 精心组织分组实验,培养学生观察能力

分组实验,是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自实验,熟练掌握操作技能、技巧,而后巩固验证,加深和扩大他们所学得的理论知识。

案例:硫与氢氧化钠溶液能反应吗?

教师引导:请各组同学进行实验探究,将少半匙硫粉加入盛有5ml浓烧碱液的试管中,不加热,观察现象。

学生发现:不溶解,沉淀了,说明两者不反应

教师引导:将试管置于酒精灯上加热两分钟,再观察。

学生发现:硫粉不见了,溶解了。有的学生认为是因温度升高,硫在水中的溶解度增大的缘故。有的则认为加热时硫与氢氧化钠溶液反应了。到底谁对呢?

教师引导:请各组将试管中的溶液冷却至室温,继续观察。

学生发现:没有现象(无晶体析出)。原来硫真的在加热时与氢氧化钠溶液反应了!

同学们了解了论学生化学实验的指导,在平时的学习中,我们就应该重视实验的过程,了解化学反应的实质,这样我们才能在考试中取得好成绩。

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