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农村中学化学课堂实验教学有效性研究

时间:2011-05-17 18:35:28    作者:黄学平    来源:恩施教育科研网
  [摘 要]化学实验是化学教学中最常用的直观手段之一,直接关系着化学教学的质量;化学实验是培养学生综合素养的绝佳载体。本文对农村中学在现有条件下的化学课堂实验教学有效性作了研究,从演示实验、学生实验、多媒体辅助实验及家庭实验的指导几方面做了努力并收到很大的成效。
 
  [关键词]农村中学 实验教学 有效性
  一 化学课堂实验教学有效性研究背景
  有效教学的理念源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动,有效教学研究是国内外课程与教学研究领域十分关注的重要课题。随着研究的深入,人们开始关注在课堂上如何用观察、实验等科学的方法来研究化学问题, 目前农村中学教学有一个非常突出的问题,那就是:教师很辛苦,学生很痛苦。我们的学生却没有得到应有的发展。教学资源的贫乏和低效使用限制了教学的有效性, 如何让有效教学的理念“本土化”、“实践化”值得广大农村教师去思考。
 
  二 提高农村化学课堂实验教学有效性的意义
  《化学课程标准》要求学生学有价值的知识,有实用性的知识,促使学生的发展,提高课堂教学的有效性。化学课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动,使学生在化学上有提高,有进步,有收获。它既关注学生当前的发展,又关注学生未来的发展,可持续发展。有效的课堂教学是通过课堂教学活动,让学生在认知和情感上均有所发展。化学是以实验为基础的科学,实验是学生学习化学的窗口,生动形象、奇幻变化的实验最能吸引学生的注意,激发学生的学习兴趣。通过学生对实验的亲自参与和教师的讲解,能激发学生的学习兴趣,更能培养学生在实验中的探究能力和创新能力。有效的课堂教学应该着眼于学生的操作能力的提高。
 
  三 提高化学课堂实验教学有效性的方案
  (一)演示实验教学
  在中学化学实验教学中,演示实验是运用最多、最广、最有效的一种教学形式。但是,目前在农村初中化学教学中,普遍存在着重理论讲授轻演示实验教学的误区,传统教学中教师画实验、说实验、学生死记实验的现象仍然存在,致使课堂教学效率低下,不利于学生综合素质的提高。
 
  搞好演示实验教学,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,也可以培养学生观察、分析和推理能力,有助于对化学知识的理解和记忆,还有利于培养学生严谨科学的学习态度和学习方法。那么,怎样才能做好演示实验教学呢?
 
  第一,演示前要充分准备,坚持试做,并检查实验器材。课堂演示实验的成功与否和教师经验有着直接的关系,不管以前重复做了多少次的实验,都要坚持课前试做,把导致失败的各种因素排除在上课以前。此外,临上课前,对已经准备好的实验用品还必须一一检查。尤其是一些小的用品,如火柴、药匙、玻璃棒、纸槽、镊子等,避免实验时出现被动的局面。
 
  第二,演示实验要有明确的目的,有利于突出教学的重点、难点,不能单纯为实验而实验,也不能单纯为激发学生兴趣而实验。在演示实验中教师必须让学生事先明确实验的目的、观察的要点,对实验装置、操作步骤、观察到的现象进行积极思考,启发他们对观察到的现象和测定的数据进行分析、综合,抽象、归纳出规律性的化学理论。
 
  第三,演示实验操作要注意直观性,必须要求现象鲜明,易于观察,能明确说明要说明的问题。实验时一定要照顾到全班的每一个同学,让他们都能观察清楚。为此,应尽量使用简单易移动仪器。对于需要观察一些细微现象的演示实验(如少量气泡),最好配合多媒体设备加以放大。同时,还要考虑自己所站的位置以及手势是否挡住某些学生的视线,所穿衣服的颜色是否干扰实验现象等。
 
  第四,演示实验必须具备示范性。教师做演示实验过程的每一步都应规范化,否则将影响学生实验技能的形成,因为学生掌握操作技能的唯一途径是练习,而练习往往是从模仿开始的。为此,使用仪器要整洁、规范,实验前必须洗净仪器,也不能用残缺的仪器,这对于培养学生一丝不苟的科学态度是十分有益的。操作速度要适中,如取用块状固体药品,要用镊子夹取,切不可图省事直接用手拿,以免学生实验时仿效这种错误操作。演示时,每一个动作要有衔接,使每一位同学能够看清楚,有利于学生在大脑中形成操作表象,也有利于学生养成良好的实验习惯,便于学生以后模仿。每个演示实验操作都要让学生不仅知其然,更重要的是知其所以然。
 
  最后,演示实验教学要在服务教学目的的前提下,活跃学生的思维,增强学生的理解力和记忆力。此外,演示实验一定要确保安全,并且尽力做到装置简易、成本低廉、费时较少、效果明显。还应注意的两个个问题:
  第一,明确要演示的内容及观察的现象 在备课时,教师对通过实验要学生掌握哪些基础知识,培养哪些能力和实验技能技巧等,要做到心中有数.例如“铁在氧气中燃烧”的实验,其目的是要引导学生通过观察,认识铁在氧气中燃烧属于化学变化,但是学生往往看到的是火星四射,而对于反应物和生成物的状态、颜色不注意.因此,教师要引导学生进行有目的地观察,以便得出生成物和反应物不同的结论。
 
  第二,保证实验成功 演示实验一旦失败,将会严重影响教学效果.要保证演示实验的成功,教师就要重视每个实验,要在课前认真准备.教师要多亲自动手实验,多与其他教师进行交流,寻找出成功率高、效果最好、时间最快的方法.对比较难做成功的实验,如氢气在氧气中燃烧爆炸的实验,要多次重复试验,要对所用仪器、点火时间的长短等做到心中有数,对失败的原因要认真分析,掌握实验成功的关键.但是,在做实验的过程中,不可能百分之百成功,如果是由于某种原因,在课堂上演示实验失败,教师要实事求是地向学生说明失败的原因,千万不要对学生隐瞒事实的真相,也不要过于埋怨实验的条件,应该及时向学生解释失败的原因,并在最短的时间内重做或补做实验,争取在课堂上解决问题。
 
  (二)学生实验教学
  第一,时间和人员安排 初三的学生实验一般控制在40-50分钟之间,即一节课左右。每5-6名学生自由结合成一个固定的实验小组。
  第二,实验预习及设计 实验前让学生根据教师提供的实验提纲认真预习,明确实验目的,分组讨论或自行进行实验设计,每个实验内容提供多种实验方案。在预习报告上写明实验仪器、装置、方法、步骤,列出未提供的用品清单。鼓励学生开动脑筋,实验方案不拘一格,大胆突破。
  第三,实验操作 实验过程由任课教师及实验教师共同负责。在实验过程中教师注意学生操作的安全性并对学生进行必要的指导,包括观察方法(实验现象的观察,实验数据的记录)和实验方法。学生在实验过程中密切配合,共同完成实验内容。注意实验条件的控制(包括化学药品、实验仪器、装置和化学实验操作等)和测量方法的正确,适当调整实验方案。
  第四,实验结果的分析处理阶段 学生用化学用语和必要的表格、线图对所获得的化学实验结果加以系统和整理。每个实验小组将实验结果以书面形式写成实验报告,全组成员签名。还要对实验进行反思(结合自己在本次实验中应肯定和应改进或必须防范之处,为今后的学习、实验提供指导)。
  第五,交流评价 教师结合学生的实验报告和实验实施过程中带有普遍性或倾向性的问题以及对发展学生智能及实验技能水平的有关问题进行评价性指导。在整个实验过程中注重让学生体验科学探究的方法和探究过程。
 
  (三)多媒体辅助实验教学
  现在的农村初中基本都有了一间多媒体教室,老师们应充分发挥其作用。多媒体课件把文字、声音、图像、动画集于一身,生动形象,感染力强。能引起学生对所学知识的兴趣和注意,为学生提供一个逼真的教学环境,使学生在兴趣盎然的情境中接受知识。多媒体的多感官刺激作用,有利于学生注意力的长期保持,对提高课堂教学的效率和效益能够收到事半功倍的效果。
  第一,讲解微观粒子运动和抽象内容时使用。教学时可借助计算机多媒体课件变小为大,变静为动,把微观粒子扩大为宏观的示意图像,用动画的形式给学生以生动的启示在增强学生对物质微观结构的直观、形象认识的同时,也增加了学生对事物的理性认识,使教与学更易于开展。例如:
  1.电解水的实验,如果我们只是给学生讲水分子破裂成氢原子和氧原子,然后氢原子与氢原子结合生成氢分子,氧原子与氧原子结合生成氧分子。学生的抽象思维能力有限肯定理解不透彻。水分子是如何破裂的呢?原子又是如何组合成分子的呢?如果我们把水分解的过程用动画的形式展示给学生,学生可以看清楚水分子破裂成原子,然后原子又重新组合的过程,学生目睹了整个变化过程,就能轻松的理解并掌握实验的现象和实质。
  2.物质溶解于水,酸碱盐的电离等比较抽象的内容也可以制成多媒体如食盐的溶解:在一杯清水中,加入一定量的食盐固体,然后以绿色的小球代表水分子、以红黄双球(红代表Na+黄代表Cl-)代表食盐,开始时红黄双球与绿色小球碰撞后变成带一个正电荷的红色小球(即Na+)和一个黄色小球(即Cl-)水中钠离子和氯离子在不断运动,并运动到绿色小球的间隔中去。这样,通过多媒体课件把原来抽象、难以理解的教学内容变得生动活泼和丰富多彩了,使学生在一种轻松愉快的气氛中掌握了知识。
  第二,模拟实验操作时使用。 传统的课堂演示实验存在着一些不易克服的矛盾:⑴反应装置规模小而教室范围大,多数学生观察现象模糊;⑵许多化学变化现象瞬间即逝,学生注意力难以集中在应当着重观察的重点上,因而感官刺激强度不足;⑶一些化学实验需要较长些的时间才能完成,而课堂教学时间有限,无法直接观察结果;⑷演示实验时教师既要自己动手或指导学生操作,又要调控整个教室的学生注意力,因而无法组织他们同步思考讨论,所以,边实验边探索的气氛不浓;⑸一些实验危险性较强,不宜于在课堂上演示;⑹工业生产装置规模大,根本无法在课堂内演示。
 
  为解决这个在化学教学中带有普遍性的难题,可从以下方面着手:
  1.对于实验过程中的一些现象瞬间即逝,学生注意力难以集中在应当着重观察的重点上的实验我们可以先演示然后再利用多媒体课件展示整个实验过程,对于关键的地方设置一个按纽让动画停下来让学生仔细观察思考,对于有微观变化的我们还可以同时配以微观变化动画,分子的破裂、原子的重组,这样学生能轻松的理解并掌握实验的现象和实质。
  2.对于一些不便于演示的实验我们还可以利用多媒体课件模拟实验,如爆炸实验,反应时间快的实验的慢镜头,反应时间慢的实验的压缩过程等等。如铁的生锈反应速度非常慢,课堂上难以演示;再如浓硫酸稀释时错误地将水倒入浓硫酸中,会带来什么后果呢?这是不能用实验来演示的。但都可通过动画模拟及伴音得到解决。
  3.对于化学实验中的一些错误操作所引起的危害性,老师不能演示给同学们看,只能靠嘴巴讲其错误的原因以及可能带来的危害,这样学生常常认为老师危言耸听,始终半信半疑。但是用多媒体课件就可以模拟这些错误操作,可以通过放慢动作将实验步骤分解,这样不仅将错误的原因弄清楚了,而且学生看了之后,知道错误操作所引起的危害性,所以印象会很深刻。例如:初中化学中用启普发生器制取氢气时,如果氢气未经验纯,就点燃混有空气的氢气而发生爆炸事故,造成仪器破损,人员受伤的实验;用排水法收集气体时,如果先停止加热,然后将导管从水中移出,而使水倒吸试管炸裂;当加热液体超过三分之一的试管且试管口朝着人时,液体冲出管外且灼伤人等,都可用动画来完成,学生看到错误操作的危害性,印象深刻并加深了对错误原因的理解。
 
  (四)家庭小实验的指导
  第一,培养学生的创新意识和创造能力。家庭实验弥补了农村一般中学缺少仪器药品的现状,还能帮助克服某些演示实验中能见度低的不足之处。因此,家庭小实验不失为辅助实验教学的一个极好的方法。在家庭实验中,没有现成的仪器和药品,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的代用品,无疑会让学生动手、动脑。这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创新精神。
  第二,扩大实验范围 例如,平日学生对蜡烛的燃烧、铁生锈、石灰池中的变化等现象视而不见,通过家庭小实验,使学生懂得了蜡烛燃烧中的物理变化、化学变化、火焰的层次等知识,知道了铁生锈的原因及防止锈蚀的方法,明白了学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系,从而增强了学习的积极性和主动性。又如在学习了碳的几种单质之后,可以做几个家庭小实验,如用铅笔芯打开生锈的锁,自制一个简易净水器。制作密写墨水,灼烧大理石,学习了酸的性质后,做用易拉罐制取氢气和 "巧除水垢"等实验,这些简单而又实用的家庭实验,使学生认识到化学是有用的,激起他们学好化学的愿望,增强学习的兴趣。
  除书上规定的家庭实验外,应积极鼓励学生重做课本上的演示实验、学生实验、选作实验,并适当补充一些趣味性实验,如用烟灰作催化剂,使白糖燃烧,用干燥的面粉作粉尘爆炸实验等实验。
  第三,方法指导 怎样使学生通过实验获取应该获得的知识,真正发挥家庭实验的作用呢?首先,教师在布置家庭小实验之前,要对下列问题作出指导:①实验用品的选择;②反应的原理;③实验操作中的要点;④安全注意事项;⑤观察的重点。同时要求学生记录实验中发现的各种现象,自己推导的结论。
 
  四 化学课堂实验教学有效性研究评价
  第一,教师体会 提高实验教学的有效性要求教师具有一定的指导学生实验的技巧,具有一定的实验研究能力,充分调动学生学习积极性,达到教学相长。
  第二,学生体会  实践是检验真理的唯一标准。实验锻炼了动手能力,培养了合作精神。在实验中大家忘记或疏漏的知识互相补充,巩固。学生掌握的知识不能光凭空想象就得出结论,必须付诸实施,才能得出正确结论。实际操作并不比实验设计简单,有时设想的结果没有出现或出现意外,需要思考,探究原因,应多设计几种实验方案。实验前必须经过严密考虑,需要考察到实验的逻辑性、可行性。
  第三,存在的不足  学生动手能力得到了提高,但是分析问题和处理问题还有待加强,再就是设计方面还比较欠缺。这给一线教师提出了新的挑战,怎么样让学生在有限的时间和条件下养成能力值得深入研究。
  第四,努力方向 1.把提高学生探究兴趣和能力作为化学实验的重点。在教学中需要通过教学设计增加其探索性成分,而设计的关键是引导学生提出问题,再通过实验进行探索,这样就能较好地体现化学实验的探索性,对培养学生的创造性和动手能力大有帮助。2.重视教学活动的反馈。教师和学生要及时地有针对性地调节教和学的活动,高效地实现教学目标,提高课堂教学效率。
 
  结语
  通过多反面的努力,农村初中化学实验有效性教学已初见成效,身在一线的化学教师们应充分发挥农村学生的动手能力,创造条件进行实验教学,努力改进实验教学,同时知识要联系生活实际,从学生已有的生活经验出发,找准学习内容与生活实际的切合点,把学生熟悉的题材引入课堂教学中,使学生体验到化学与日常生活密切的联系。
  另外应激发学生参与课堂教学,让他们成为学习的主人,让他们自愿学有用的化学知识。教无定法,每一位教师应针对现有不同条件,尽力发掘教学良机,让学生学得轻松、学得扎实。
 
  参考文献
  1.中小学教师校本研修教材《有效教学》刘芳主编2009年2月第9次印刷  辽宁师范大学出版社
  2.《国际教育新理念》  顾明远,孟繁华 2004年3月第5次印刷  海南出版社
  3.九年级化学上下册  胡美玲何少华王晶  人民教育出版社
  4. 浅谈化学实验和素质教育 尤晓东  考试周刊   2007年   第49期
  5.化学教学中学生观察力的培养   杨邦来   教师报     2004年
  6.浅谈家庭小实验与素质教育 赵龙民课程教材教学研究(中教研究) 2001年第11期
  7. 探究、体验、协作——化学研究性学习的三种方式 刘炜,李筱锋 化学教学2003年11期 25-27