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化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)_
研究性學(xué)習(xí)是由學(xué)生在一定的情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、選擇課題、設(shè)計(jì)方案 ,通過(guò)主體的探索、研究求得問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)活動(dòng)�；瘜W(xué)課程中的研究性學(xué)習(xí)主要是以化學(xué)知識(shí)作為載體 ,其內(nèi)容有以下幾方面來(lái)選擇:1、探索性化學(xué)實(shí)驗(yàn);2、選擇具有開(kāi)放性的化學(xué)問(wèn)題;3、選擇跨學(xué)科的綜合性問(wèn)題;4、選擇能體現(xiàn)研究過(guò)程的問(wèn)題;5、選擇聯(lián)系實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題;6、選擇現(xiàn)代社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題
本文是本人在指導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中得出的的一點(diǎn)體會(huì):
首先,弄清化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)的關(guān)系:
在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,充分利用化學(xué)學(xué)科“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的基本特征,挖掘和開(kāi)發(fā)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中的功能,對(duì)于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,形成終身學(xué)習(xí)的能力具有重要的意義。
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑
研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識(shí)和技能、體驗(yàn)和了解科學(xué)研究的過(guò)程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識(shí)、樹(shù)立科學(xué)的價(jià)值觀和活動(dòng)過(guò)程�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的能動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)形式�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實(shí)踐的情境,具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的功能和研究性學(xué)習(xí)的特征決定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)必然是研究性學(xué)習(xí)的重要途徑。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為研究性學(xué)習(xí)途徑的教學(xué)策略
在化學(xué)教學(xué)中提倡和鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),要充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中的功能,發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、驗(yàn)證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用,研究開(kāi)發(fā)研究性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)和研究解決問(wèn)題的方法,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)研究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變。
第二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)課題的選擇:
通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),必須著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲗W(xué)習(xí)能力,同時(shí)也必須依據(jù)學(xué)生的知識(shí)能力來(lái)確定研究課題,特別是依據(jù)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?lái)選擇適當(dāng)?shù)难芯空n題。根據(jù)我們開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的體會(huì),在服從課題研究的原則基礎(chǔ)上,我們主要采用以下幾種方法選擇課題。
一、結(jié)合化學(xué)教學(xué)選擇研究課題。當(dāng)今課改的重要任務(wù)就是要提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,適當(dāng)增加一些探索性實(shí)驗(yàn),有利于提高學(xué)生的探索欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化,可以改進(jìn)為探索性實(shí)驗(yàn):根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件,如何實(shí)現(xiàn)Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化?讓學(xué)生首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,其次交流設(shè)計(jì)思想,篩選確定最佳方案,最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這種探索過(guò)程比空洞的講授更能調(diào)動(dòng)學(xué)生利用多種感官主動(dòng)參與信息加工、構(gòu)建知識(shí),使學(xué)生的潛能得到更好的開(kāi)發(fā)。
二、結(jié)合日常生活選擇研究課題。社會(huì)生活中的問(wèn)題無(wú)處不在,我們引導(dǎo)學(xué)生從自己身邊開(kāi)始思考,提出問(wèn)題,并篩選確定研究課題,然后讓學(xué)生收集資料、研究實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)實(shí)驗(yàn)自主探討、自主學(xué)習(xí),極大發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。如探討鐵生銹的原因,一方面學(xué)生選擇了生活中常見(jiàn)的各種鐵件,又設(shè)計(jì)了銹蝕的不同條件開(kāi)展實(shí)驗(yàn),另一方面學(xué)生又到工廠、商店、居民區(qū)、農(nóng)村……開(kāi)展實(shí)地調(diào)查,學(xué)生對(duì)鐵生銹的原因、造成的危害及預(yù)防生銹的措施有了全面深刻的認(rèn)識(shí),寫(xiě)出了較高質(zhì)量的化學(xué)小論文。
三、結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐選擇研究課題。我們結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的實(shí)際情況,結(jié)合課外活動(dòng)及實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展,讓學(xué)生大膽探索、積極創(chuàng)新。譬如圍繞水的問(wèn)題,可以啟發(fā)學(xué)生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監(jiān)測(cè)、防治等方面去思考,學(xué)生積極性高,提出了許多問(wèn)題,他們調(diào)查排污口,參觀自來(lái)水廠,監(jiān)測(cè)水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量,并請(qǐng)來(lái)環(huán)保局人員共同分析,取得了良好的社會(huì)效益。
四、結(jié)合化學(xué)課外活動(dòng)選擇研究課題。利用化學(xué)課外小實(shí)驗(yàn)、趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)小魔術(shù)等積極探討化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案,研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如自制汽水的原理與方法、熱水瓶(鍋爐)中水垢成分的分析、相片沖洗原理的探索等等。
第三、研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用:
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ,然后師生共同逐個(gè)討論 ,尋找多種方案或確定最佳方案。例如 ,在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制乙烯這一內(nèi)容時(shí),先說(shuō)明乙烯中會(huì)混有SO2和CO2氣體。讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ,證明它們的存在。結(jié)果學(xué)生都知道應(yīng)先將氣體通過(guò)裝有品紅溶液的洗氣瓶 ,看到品紅褪色,證明有SO2氣體。但在接下來(lái)的檢驗(yàn)CO2存在的操作中 ,意見(jiàn)出現(xiàn)了分歧 ,學(xué)生提出了如下方案 :①將氣體通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁;②將氣體通過(guò)裝有足量的NaHCO3溶液的洗氣瓶后 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水渾濁 ;③將氣體通過(guò)裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中 ,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁 ;④將氣體通過(guò)裝有酸性KMnO4溶液的洗氣瓶中 ,溶液不褪色 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水變渾濁 ;⑤將氣體再一次通過(guò)裝有品紅溶液的洗氣瓶中 ,品紅不褪色 ,再通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁。然后師生討論 :方案①和③沒(méi)有將可能未與品紅溶液反應(yīng)完全的SO2帶入澄清石水中 ,方案不合理 ;方案②雖完全除去了SO2氣體,但SO2與NaHCO3溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生CO2氣體 ,顯然也不合理 ;方案④和⑤既能完全除去SO2氣體 ,也不會(huì)減少或生成CO2氣體 ,且現(xiàn)象明顯,上述兩個(gè)方案都合理。
2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置
教材上有些實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)藥 ,有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯 ,還有些實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染嚴(yán)重等等 ,教師可帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。如酚醛樹(shù)脂制取實(shí)驗(yàn)以后,試管難以洗凈 ,每次實(shí)驗(yàn)只得更換試管 ,改進(jìn)后我們用醫(yī)用廢磷霉素小瓶替代試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ,不但節(jié)省了大量的試管 ,而且藥品用量比原來(lái)少了許多。
3.研究不同反應(yīng)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
學(xué)生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液實(shí)驗(yàn)后 ,讓他們將上述實(shí)驗(yàn)操作順序顛倒 ,觀察現(xiàn)象 ,并進(jìn)行解釋。再如用較純凈的鋅粒與稀硫反應(yīng)速度較慢,當(dāng)在反應(yīng)混合物中加入少量CuSO4溶液時(shí) ,反應(yīng)速度大大加快 ,可讓學(xué)生探索原理。
4.開(kāi)展家庭小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
家庭小實(shí)驗(yàn)沒(méi)有給出藥品、儀器、步驟、現(xiàn)象等 ,靠學(xué)生在家中獨(dú)立完成 ,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力 ,起著十分重要的作用。
總之,通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),把研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)和教育理念貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)之中,增強(qiáng)了學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和趣味性。學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?促進(jìn)了研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展,提高了研究課題的質(zhì)量;反之,研究性學(xué)習(xí)又進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)踐能力,促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。同時(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究中樹(shù)立了堅(jiān)忍不拔、百折不回的意志品質(zhì),養(yǎng)成了追求真理、實(shí)事求是的科學(xué)精神。
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