第四章中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)及研究化學(xué)實驗教學(xué)2

第四章中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)及研究4.1化學(xué)實驗教學(xué)概述4.2實驗教學(xué)的功能4.3實驗的分類和教學(xué)特點4.4在實驗教學(xué)中發(fā)展學(xué)生能力4.5實驗考核4.6過好化學(xué)實驗關(guān)4.1化學(xué)實驗教學(xué)概述愛因斯坦：“如果不考慮到謀生，做實驗是人生中最美妙的事了?！辈x耳：“實驗是最好的老師?！备碟棧骸盎瘜W(xué)是實驗的科學(xué)，只有實驗才是最高法庭。”李政道：“對于實驗，無論怎么強調(diào)都不過分?！贝靼舶睿骸皩嶒炇情_展全面的化學(xué)教育的最有效途徑”美國有的州規(guī)定，實驗教學(xué)占課時的二分之一英國的中學(xué)化學(xué)實驗室利用率高達(dá)80%-90%日本至少有1/3—1/4的時間用于實驗教學(xué)《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出實驗占課時的比例應(yīng)超過20%實驗開設(shè)內(nèi)容少，實際占教學(xué)時間15%左右教師實驗的比例為60%-85%，學(xué)生實驗時間平均20%（包括實驗課）；理論課內(nèi)學(xué)生實驗時間所占比例小于10%。自主探究性實驗比例少于8%95%以上中學(xué)的化學(xué)實驗室不對學(xué)生開放1、我國化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀2、為什么化學(xué)實驗在實踐中常被忽視？學(xué)校實驗條件的制約應(yīng)試教育的制約時間制約化學(xué)教師對于實驗認(rèn)識不足的制約。一些教師，特別是青年教師，對于實驗往往心中無數(shù)，甚至有些對實驗存在著畏懼感，怕做實驗，課堂演示實驗成功率不高。3、實驗教學(xué)對我們的意義化學(xué)教師要過好實驗這一關(guān)。成為名特教師的必由之路（曹洪昌）。化學(xué)教學(xué)設(shè)計、說課、模課如何創(chuàng)新，主要點在實驗，一個精巧的實驗，勝于一堂精彩的演講。化學(xué)課要勝出，突破點就在實驗上。中學(xué)大約有130個實驗，希望大家在具備條件的時候每個實驗都做一兩遍。否則就容易產(chǎn)生“實驗心病”。4.2化學(xué)實驗的功能一、認(rèn)識論功能化學(xué)實驗?zāi)芤l(fā)學(xué)生的化學(xué)教學(xué)認(rèn)識化學(xué)實驗為學(xué)生提供化學(xué)事實性知識化學(xué)實驗?zāi)軝z驗、鞏固、深化化學(xué)知識和理論修正化學(xué)知識認(rèn)識的偏差案例1第3章物質(zhì)構(gòu)成的奧秘第一節(jié)用微粒的觀點看物質(zhì)——活動與探究[實驗1]取幾支量筒分別進行下面的實驗，事先預(yù)測結(jié)果并與記錄值進行比較表3—1水與酒精混合的體積變化實驗操作體積變化體積變化預(yù)測結(jié)果測量結(jié)果1、50ml水與50ml水混合2、50ml酒精與50ml酒精混合3、50ml酒精與50ml水混合二、方法論功能

實驗方法論的內(nèi)容：觀察的方法實驗的方法：實驗條件控制、實驗記錄、對實驗數(shù)據(jù)和事實的處理方法科學(xué)抽象的方法假說的方法模型的方法三、教學(xué)論功能

激發(fā)學(xué)習(xí)興趣創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境提供多樣化的學(xué)習(xí)方式發(fā)展能力發(fā)展情感、態(tài)度、價值觀一句古老的中國諺語我聽，我忘記我看，我記住我做，我理解即便是最簡單的物理性質(zhì)，通過實驗演示的方法也可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。如：酒精燈火焰的溫度、濃硫酸的物理性質(zhì)等。4.3化學(xué)實驗的分類教學(xué)按照實踐形式：演示實驗、邊講邊實驗、學(xué)生實驗、實驗習(xí)題按照實驗的復(fù)雜程度：傳習(xí)性實驗、獨立實驗和探索實驗1、演示實驗演示實驗是教師進行表演，并引導(dǎo)學(xué)生觀察和思維的實驗。它有獨特的作用1、演示實驗有特殊魅力，容易引發(fā)學(xué)生的興趣，提高教學(xué)效果。2、可以為學(xué)生提供鮮明、準(zhǔn)確、生動的材料，便于理解和記憶。3、可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)正確、規(guī)范的實驗操作方法，培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣。4、可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理的能力。演示實驗的藝術(shù)1、目的明確2、保證成功

堅持課前預(yù)做

課前要再檢查3、確保安全4、注意示范性5、邊講邊做6、盡量提高可見度7、注意啟發(fā)引導(dǎo)2、邊講邊實驗的技巧又叫隨堂實驗，是結(jié)合實驗講課的一種教學(xué)效果很好的形式。結(jié)合新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生一邊觀察實驗現(xiàn)象，一邊思考，對所學(xué)的知識印象深、理解透、學(xué)的活，增加了動手操作機會，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維的訓(xùn)練。1、講做結(jié)合，邊教邊實驗2、通過實驗設(shè)疑，不斷提出問題，引導(dǎo)操作，分析討論得出正確結(jié)論。3、邊提問，邊實驗，邊觀察，邊思考，邊記錄邊分析案例：苯酚在引入新課后，進行“設(shè)疑引導(dǎo)，逐一操作”①苯酚是一種什么樣的物質(zhì)②苯酚的溶解情況怎么樣？③苯酚為什么儲存于棕色瓶子，遇高錳酸鉀溶液會出現(xiàn)什么情況？④從苯酚與乙醇的結(jié)構(gòu)看都有羥基，則他們分別與氫氧化鈉反應(yīng)有什么現(xiàn)象，為什么？⑤苯酚的酸性如何？怎么論證？⑥苯酚與苯有相同的結(jié)構(gòu)部分，則分別滴入溴水有何現(xiàn)象？為什么？如何檢驗苯酚？邊講邊實驗的使用第一，所入選的實驗都應(yīng)是簡單的。例如，試管實驗，操作簡單，用量少，保證三五分鐘能完成。第二，實驗現(xiàn)象鮮明，有說服力，很少發(fā)生異常，以便教師指導(dǎo)學(xué)生進行分析、綜合、推理，不橫生枝節(jié)，影響教學(xué)進度。第三，安全。第四，一堂課中入選的邊講邊實驗不宜過多，否則學(xué)生忙于實驗操作，無暇仔細(xì)觀察與思考，因而收效不大。3、學(xué)生實驗的教學(xué)1、制定明確課型的教學(xué)目標(biāo)，做到有的放矢。2、做好課前的準(zhǔn)備工作（1）做好實驗器材準(zhǔn)備（2）要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)3、實驗課的指導(dǎo)（1）實驗前指導(dǎo)講解實驗要領(lǐng)與成敗關(guān)鍵提示安全注意事項對學(xué)生普遍易錯的操作進行示范、提要求就實驗內(nèi)容提出問題，引發(fā)學(xué)生思考實驗前的指導(dǎo)應(yīng)突出重點，不可失之瑣細(xì)，尤其不宜占用較長時間。（2）實驗過程中的指導(dǎo)對學(xué)生在實驗中遇到的問題或違規(guī)操作進行指導(dǎo)注意啟發(fā)、誘導(dǎo)的方式，不可有問必答對于操作的難點，宜讓學(xué)生重復(fù)，從中給出指導(dǎo)對危險操作，要令行禁止，講清道理，并給與示范。指導(dǎo)學(xué)生進行記錄指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)實驗習(xí)慣4、在實驗后進行總結(jié)tips:如何指導(dǎo)學(xué)生實驗?1.提出本實驗關(guān)鍵性問題2.演示與講解交替進行，時而交替進行，時而邊演示邊講解3.巡回輔導(dǎo)，解決主要矛盾4、要求學(xué)生人人動手，“正當(dāng)實干家，不做觀察員”5、不要一看到錯誤就急于越俎代庖，應(yīng)該啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題。4、實驗習(xí)題的教學(xué)解答實驗習(xí)題是指讓學(xué)生上講臺用實驗手段回答教師提出的問題，這類習(xí)題多是檢驗離子和鑒別物質(zhì)一類的內(nèi)容。這種方式對培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識的能力最為有效。實踐證明，學(xué)生最喜歡這種實驗的方式，主動要求參加實驗的學(xué)生較多。案例1、有三瓶未知溶液，分別為NaCl、Na2CO3、Na2SO4，請用實驗鑒別。2、硫元素的常見的化合價有-2、+4、+6，請根據(jù)給出的材料設(shè)計實驗驗證硫在不同價態(tài)間的轉(zhuǎn)化。5、傳習(xí)性實驗、獨立性實驗和探索性實驗傳習(xí)性實驗是化學(xué)實驗教學(xué)中最基本的教學(xué)形式,它包括教師演示、邊講邊做、學(xué)生驗證性實驗等,它的目的是通過教師的示范、指導(dǎo)和學(xué)生在指導(dǎo)下的動手操作來培養(yǎng)學(xué)生實驗操作和觀察實驗的基本能力，為向第二層次發(fā)展打下基礎(chǔ),可稱之為“訓(xùn)練的特殊遷移”。

“教有方”指教師的示范和引導(dǎo)要標(biāo)準(zhǔn)，做到目的明確、準(zhǔn)備充分、操作規(guī)范、效果顯著，一步步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察。“學(xué)有法、練有序”指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，循序漸進地練習(xí)并掌握觀察要領(lǐng)，不斷向教師、向?qū)嶒?、特別是向自己問“為什么”“思有理”指要把觀察和思考結(jié)合起來，使思路清晰，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。傳習(xí)性實驗教學(xué)要領(lǐng)獨立性實驗基本操作經(jīng)多次反復(fù)形成技能后，開始進人較高級的階段。能獨立地完成某些實驗，會選擇一定的儀器和試劑，并能編制簡單的實驗程序，在實驗中基本上可以離開教師的指導(dǎo)，但可能還不時地顯示出急躁、盲目、沒有把握、對自己不信任,還要教師給予鼓勵和適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，但畢竟可以比較獨立地進行一些經(jīng)過周密計劃有目的的實驗了。探索性實驗要通過實驗方法運用創(chuàng)造性思維獨立地研究對學(xué)生來講還是沒有認(rèn)識的事物，甚至是教科書和教師都沒有介紹過的新問題。如：在學(xué)習(xí)了鎂條在二氧化碳中可以燃燒的反應(yīng)后提出了鎂條可否在一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、氮氣、二氧化硫等氣體中的燃燒問題,于是設(shè)計方案制備氣體,逐一實驗、仔細(xì)觀察、認(rèn)真記錄、綜合對比，歸納總結(jié)得出了這一反應(yīng)規(guī)律。（1）傳習(xí)性實驗和模仿性思維：不僅要求學(xué)生掌握要領(lǐng)，更要用“為什么”引導(dǎo)學(xué)生的思維進入探索問題內(nèi)涵的境界。（2）獨立性實驗和程序性思維：重點在計劃性和目的性（3）探索性實驗和創(chuàng)造思維：重點在學(xué)習(xí)力和思維的辯證性。三類實驗的對比培養(yǎng)學(xué)生的觀察力培養(yǎng)學(xué)生的操作力培養(yǎng)學(xué)生的思維力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)分析與處理的能力4.4在實驗教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的能力一、發(fā)展學(xué)生的觀察力

學(xué)生在實驗觀察中存在的問題：隨機性觀察多，確定性觀察少籠統(tǒng)模糊的觀察多，仔細(xì)區(qū)分的觀察少雜亂無章的觀察多，程序計劃的觀察少明顯主題的觀察多，隱蔽背景的觀察少直觀感知的觀察多，間接認(rèn)知的觀察少觀察的基本方法全面觀察如：鈉與水的反應(yīng)、鎂與水的反應(yīng)（例2）有序觀察先觀察裝置，再觀察反應(yīng)物的狀態(tài)及變化，最后觀察生成物。觀察裝置時要遵循先中心后局部，從左到右，從上到下的規(guī)則；在觀察物質(zhì)時，應(yīng)依次觀察物質(zhì)的狀態(tài)、顏色、氣味、硬度、密度、溶解性（視-嗅-聽-感）；在觀察物質(zhì)變化時，要注意狀態(tài)、顏色、聲音、溫度，要先觀察中心再觀察環(huán)境等重點觀察反應(yīng)物前后顏色、狀態(tài)的變化等，如Fe（OH）2和NO對比觀察對比不同實驗條件下發(fā)生的變化，如硫在氧氣中的燃燒、噴泉實驗前后顏色變化等案例1

蒸餾水的制取實驗○要提睲學(xué)生觀察的對象有燒瓶中液體顏色、溫度計水銀柱、冷凝管中水的流向、錐形瓶中液體顏色等。○溫度計的水銀球置于蒸餾燒瓶支管口理由是：便于測量和控制餾分的溫度。○冷凝管中水的由下進上出的原因是什么？案例2鎂與水反應(yīng)的實驗實驗步驟：用砂紙將鎂條擦亮放入試管中，加入適量水，再加2-3滴酚酞。觀察方法：不加熱，觀察鎂條表面是否有氣泡，溶液顏色變化情況。再加熱，觀察鎂條表面產(chǎn)生氣泡情況和溶液顏色變化情況。實驗現(xiàn)象：不加熱時，可觀察到鎂條表面有少量很小的細(xì)密氣泡，且在鎂條的邊角處氣泡要多一些，鎂條表面開始有若隱若現(xiàn)的粉紅色，然后紅色慢慢變深，給試管加熱，可看到紅色變深較明顯，并有較多氣泡。1.我要觀察什么?2.我觀察到了什么？馬上記下來！3.我知道了什么？4.我想到了什么？教你一招:在實驗中如何做好觀察?1.認(rèn)識金屬鈉的狀態(tài)、顏色、硬度的相對大小、密度的相對大小、熔點的相對高低。我要觀察什么?2.觀察金屬鈉與水的反應(yīng)。1、金屬鈉的狀態(tài)—-2、金屬鈉的密度的相對大小—-3、金屬鈉硬度的相對大小—-4、金屬鈉的顏色—-固態(tài)銀白色、有金屬光澤硬度小，可用小刀切割ρ鈉>ρ煤油我觀察到了什么？馬上記下來！觀察記錄：金屬鈉的物理性質(zhì)現(xiàn)象思考與結(jié)論金屬鈉與水反應(yīng)1.浮在水面：2.熔成小球：3.四處游動：4.發(fā)出嘶嘶的響聲：5.溶液由無色變紅：ρ水>ρ鈉反應(yīng)放出熱量，鈉的熔點低反應(yīng)劇烈、生成氣體反應(yīng)生成堿性物質(zhì)我知道了什么？思考與結(jié)論思考1：鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式如何書寫？[分析·思考]我想到了什么？思考2：為什么“嚴(yán)禁比綠豆粒大”？思考3：為什么“嚴(yán)禁用手觸摸鈉”？2、發(fā)展學(xué)生的實驗?zāi)芰?/p>

循序漸進，科學(xué)地突破學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展階段（1）單項操作（2）聯(lián)合操作（3）獨立實驗操作（4）自我協(xié)調(diào)、自我完善階段教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰σ?、提高教師的實驗技能，是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ那疤?。二、抓好學(xué)生實驗操作的訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)1、抓早——從緒論開始2、抓細(xì)——逐項對學(xué)生進行考核，采取“講清道理、示范操作、學(xué)生練習(xí)，反復(fù)提高”四部曲，兩人一組，相互糾正，項項落實。3、集中抓——如高一學(xué)生，在一入校就進行實驗培訓(xùn)，要求達(dá)標(biāo)4、反復(fù)抓——如中和滴定中終點的確定，就要反復(fù)訓(xùn)練三、上好實驗課，是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹行沫h(huán)節(jié)1、做到五備：備實驗的目的，備基本技能操作訓(xùn)練，備實驗材料，備關(guān)鍵和注意事項，備直觀教具。此外還要知道學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作，認(rèn)真填好“實驗內(nèi)容、步驟”一欄。2、嚴(yán)格的實驗室紀(jì)律3、發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，既大膽放手，又不放任自流。4、重視實驗習(xí)題課，引導(dǎo)學(xué)生正確設(shè)計實驗。可以先讓學(xué)生寫出自己的實驗方案，教師再檢查、綜合，在課堂上充分討論，引導(dǎo)學(xué)生進行比較，從而選擇出最佳方案。同時允許學(xué)生堅持自己的方案，下課后自己做實驗。5、讓學(xué)生上臺演示實驗。這樣學(xué)生會對實驗中自己或同學(xué)暴露的問題留下更深刻的印象。3、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力●在實驗觀察中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度●在實驗現(xiàn)象的觀察中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力案例3：學(xué)生在觀察鈉與水反應(yīng)的實驗時，只得出“反應(yīng)是很劇烈的”的印象是不夠的。應(yīng)要求學(xué)生從鈉浮在水面上并熔成小球的現(xiàn)象中，考慮到它的比重小于水，熔點低；以及由于水面產(chǎn)生了氣體使鈉珠游動；從溶液變紅推理出產(chǎn)生了OH-等……案例3溶液的導(dǎo)電性實驗○實驗步驟：在五只小燒杯中分別加入NaCl溶液、NaOH溶液、稀鹽酸酒精溶液、蔗糖溶液。同時插入電極，接通電源。○實驗現(xiàn)象：插入NaCl溶液、NaOH溶液、稀鹽酸的燈泡明亮，蔗糖溶液燈泡很暗，酒精溶液燈泡很暗（無水乙醇燈泡不亮）。○現(xiàn)象分析→實驗結(jié)論：案例4電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電實驗○實驗步驟：在四只小燒杯中分別加入濃度均為0.1mol/L的鹽酸、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液和氨水。同時插入電極，接通電源?！饘嶒灛F(xiàn)象：鹽酸、氫氧化鈉溶液燈泡明亮，醋酸溶液、氨水燈泡較暗。○現(xiàn)象分析→實驗結(jié)論：實驗裝置如下:【實驗操作規(guī)范】為了排除無關(guān)因素的干擾，本實驗應(yīng)控制多種實驗條件，如燒杯的規(guī)格相同、燒杯內(nèi)溶液的體積相等、相同的電極材料、各電極間的距離相等、溶液的溫度相同等，最關(guān)鍵的條件（或因素）是物質(zhì)的量濃度相同。案例5銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗（P92）觀察方法：大試管中銅片，溶液顏色和狀態(tài)、液面上方變化情況；品紅溶液顏色變化等。實驗現(xiàn)象：有刺激性無色氣體產(chǎn)生（可能有酸霧）；銅片不斷溶解；溶液先變藍(lán)色，然后變黑色濁液，還可能出現(xiàn)白色晶體?，F(xiàn)象分析→結(jié)論：解析：可能是由于濃硫酸表現(xiàn)出強氧化性和吸水性，本身被還原生成SO2外，還能還原生成更低價態(tài)的產(chǎn)物，Cu被氧化也可能有＋1價產(chǎn)物，所以產(chǎn)物可能有：CuSO4、SO2、CuS、Cu2S、析出無水CuSO4晶體等。也可用如下較簡易的裝置進行實驗4、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力○盡可能多地讓學(xué)生多參與多動手○正確處理課堂生成性問題，引導(dǎo)學(xué)生實驗探究?！鸪醪脚囵B(yǎng)實驗設(shè)計和評價的能力案例6有的同學(xué)在溶液和膠體區(qū)別的實驗時，觀察到泥沙水也能看到光亮的通路。有一組同學(xué)在做實驗總結(jié)時，提出了牛奶到底是膠體還是乳濁液的問題。實驗使用的牛奶和激光筆體積分?jǐn)?shù)100%純牛奶用激光筆照射體積分?jǐn)?shù)10%的牛奶用激光筆照射體積分?jǐn)?shù)1%的牛奶用激光筆照射案例7：SO42-的檢驗實驗表1：按教科書滴入BaCl2溶液和稀鹽酸后的實驗紀(jì)錄：現(xiàn)象步驟

試劑

AgNO3溶液Na2CO3溶液Na2SO3溶液Na2SO4溶液滴入BaCl2溶液和稀鹽酸白色沉淀先有沉淀，然后溶解先有沉淀，然后溶解白色沉淀

結(jié)論：教材實驗描述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)該改成先滴稀鹽酸，再加BaCl