高中化学实验设计与教学创新论文

化学毕业论文 时间:2018-09-27 我要投稿

  【摘要】化学实验是化学教学以及化学学科中极其关键与重要的组成部分。通过对中学化学实验教学的现状进行分析,强调化学实验创新与改进的必要性,阐述化学实验创新的基本原则,并且以具体的实验改进案例进行说明。通过实验案例改进前后的对比,改进后的实验设计具有更加简化的操作方式以及明显的实验效果。

  【关键词】化学实验;创新;设计

  【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2015)35-0083-02

  化学学科的形成源于化学实验,实验是化学学科体系的本质所在。通过不断地进行化学实验实践,研究者不断探索和拓展化学学科的研究领域,同时培养和提高自身的研究能力和思维能力。因此,化学实验是化学学科极其关键和重要的组成部分。在如今的化学教学中,尤其是在中学教学阶段,实验教学能够帮助初涉化学领域的学生更好地理解和掌握知识点、锻炼抽象思维能力。因此,对化学实验设计与教学进行创新探讨与研究具有重要的教学意义。

  一中学阶段化学实验教学的现状

  经过对传统的化学实验课堂教学的观察和研究,发现传统的教学方式仍然在课堂上占据主导地位,主要依赖于教师对实验的亲自操作和讲述,学生只是通过教师的化学实验操作明白了某个规律,在化学实验过程中并没有充分地发挥自主思考能力,成为知识的灌输对象。最终化学实验教学变成与化学教学捆绑在一起的呆板的教学活动。为了更加准确地掌握高中阶段学生对化学实验的学习情况和学习兴趣,以及了解学生主动进行化学实验探究的情况,张英波老师曾经对某一学校的高二年级学生进行问卷调查,随机挑选高二年级不同老师任教的、不同层次的9个班共400名学生参与问卷调查,使调查具有一定的客观性和代表性,随后对调查问卷结果采用SPSS17.0进行数据统计与处理。调查发现,在实验兴趣方面,大部分学生停留在感知兴趣和操作兴趣的表面层次,在遭遇实验失败或遇到异常现象时,学生表现为探究兴趣不会持久,在改进装置并使之微型化方面创造兴趣明显不足。随后,分别对化学成绩不同层次的学生以及不同性别的学生化学实验能力的差异进行检验,发现不同化学成绩和性别的学生的化学实验能力并没有显著差异。目前来看,不论是成绩较好还是成绩较差,不论是男生还是女生,对化学实验创新的认知在兴趣感知、主动思考、动手实施三个层面均存在不足。

  二化学实验设计与教学的创新原则

  1.理论与实际结合原则

  在化学实验创新教学过程中,一定要突出理论与实际相结合。首先,教师要充分注重基础知识的教学,对实验过程涉及的基本概念、原理要深入细致地分析,使学生充分认识到其对加强基础学习的重要性,为学生进行实验操作打下良好的理论基础;其次,学生在对理论知识进行充分的了解和学习后,对实验创新进行实践操作,同时在操作过程中要注意发现是否存在新的问题、新的实验现象等;最后,在老师的指导下对创新实验实践活动进行分析和总结。通过实践对创新成果进行检验,感悟创新的价值,增强参与创新设计的积极性,从而使学生的创新意识和创新能力得到发展和提高。

  2.安全环保原则

  由于化学实验过程中使用的实验用品部分具有一定的危险性,教师在实验之前必须向学生强调具有毒性、易燃、易爆、腐蚀性药品的取用及保存,废物的处理和药品的回收等方面的规范行为,实验教学要注重提高学生的安全意识,同时把环保理念作为实验创新教学的一个重要内容,通过实验教学提高学生的环保意识。

  3.效果与效益最优化原则

  对化学实验的设计进行创新性改进,一定要注意效果与效益最优化原则。效果最优化即通过实验设计的创新,可以使实验效果更加明显,实验速度更加快捷;效益最优化即通过实验设计的改进可以降低实验的成本,简化实验的过程从而减少实验误差的概率,因此在改进、优化实验方案中一定要注重改进后实验的效果与效益是否已经最优化。

  三化学实验改进与创新的案例

  1.浊液和胶体中胶体粒子大小区分实验

  在必修一胶体的性质探究实验中,有浊液和胶体中胶体粒子的大小对比实验,通过前期的理论学习,学生已经对实验目的有了一定的了解,即此实验是为了证明浊液中胶体粒子大,胶体中胶体粒子小。教材中,对Fe(OH)3胶体和泥水进行过滤,观察现象。实验装置包括带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸等,实验过程中总共需要过滤两次,通过两次过滤实验来辨别浊液中和胶体中的胶体粒子大小,但是实验过程中仪器笨重,操作麻烦。在经过改进后的实验设计中,整个实验过程只需要三张滤纸即可完成实验过程。具体操作过程:把三张滤纸叠放,用滴管吸取泥水滴在叠放的滤纸上。实验现象:在最上层滤纸上会有固体小颗粒,而第二层上对应位置没有固体颗粒,只是呈湿润状。实验说明:浊液中的粒子不能透过滤纸。接下来,在滤纸的另一位置滴上几滴Fe(OH)3红褐色胶体,会看到在第二层甚至第三层滤纸的对应位置都有红褐色,说明胶体中的胶体粒子透过了滤纸,从而验证了浊液中粒子比胶体中粒子大的事实。经过实验设计改进前后的对比可知,改进后的实验设计当中运用到的实验器材简化了许多,操作起来简单方便,实验对比效果也更加明显。

  2.化学能与热能的相互转换实验

  在必修二中的化学能与热能相互转换章节中,通过对Ba(OH)2·8H2O+NH4CL的化学反应实验现象进行观察,证明该反应过程吸收了热量。教材上的实验操作:将两种晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上。在快速搅拌以后,提起烧杯可以发现玻璃片和烧杯底部粘在了一起,同时烧杯上的水滴变成了冰状物。通过实验现象分析可知,由于实验过程中烧杯中的化学反应吸收了大量热量,从而使水滴结冰,因此也可以证明该实验为吸热反应。但是在实际操作当中发现,如果搅拌时烧杯有所滑动,或者室温较高,玻璃片与烧杯底部往往粘不起来,针对此问题对实验设计进行了改进。改进设计:将实验过程中玻璃片上的水滴换成冰醋酸再进行实验操作,多次实验现象发现将水滴换成冰醋酸后烧杯和玻璃片更加容易进行黏合,因此实验效果更好,这是由于冰醋酸的熔点比水高(16.6℃),在吸热的过程中更加容易结成冰状物。因此,在很多实验中如果对实验材料进行稍加改进,实验难度会降低,实验效果会更好。

  四结语与建议

  在中学的化学教学中,通过化学实验实践操作很好地培养了学生的动手能力和创新精神,因此化学实验在学生的学习过程中占据重要的地位。然而在目前的中学化学教学过程中,实验的优势作用并没有得到很好的发挥,因此化学实验在设计和教学中还具有相当的创新优化潜力。同时,随着教育体制改革的不断推进,未来的化学教育体系会越来越注重学生的实验动手能力和创新精神的培养,对广大教育工作者会提出更高的要求,而未来的实验创新设计应当以挖掘课程资源为基础,以化学实验的教学观念、教学目标、实验过程、实验教材和实验评价五个方面为主要着眼点进行教学理论与设计创新,同时在实际的教学过程中应当加强学生的主导地位和主动学习的能力,如设计良好的探究式教学情境,激发学生的探索欲望和创造能力,同时要鼓励学生的各种发散性思维和想法,并在有条件的情况下一起进行探究式活动。相信通过老师和学生的共同努力,化学实验在设计与教学上的创新发展必定能取得很好的成果。

  参考文献

  [1]黎晓霞、蔡河山、易芬云.化学实验教学改革的研究与探讨——以分析化学实验为例[J].广东化工,2010(3):37

  [2]秦于章、代旭娅、郑云祥.中学化学实验创新教学研究[J].中学生数理化(学研版),2015(5)

  [3]刘芳红.新课程背景下的中学探究式化学实验教学策略的研究[D].西北大学,2013

  [4]张英波.高中化学实验教学创新研究[D].河北师范大学,2009

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