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化學實驗與研究性學習_
研究性學習是由學生在一定的情景中發(fā)現(xiàn)問題、選擇課題、設(shè)計方案 ,通過主體的探索、研究求得問題解決的學習活動。化學課程中的研究性學習主要是以化學知識作為載體 ,其內(nèi)容有以下幾方面來選擇:1、探索性化學實驗;2、選擇具有開放性的化學問題;3、選擇跨學科的綜合性問題;4、選擇能體現(xiàn)研究過程的問題;5、選擇聯(lián)系實際的現(xiàn)實問題;6、選擇現(xiàn)代社會的熱點問題
本文是本人在指導研究性學習在高中化學實驗應(yīng)用中得出的的一點體會:
首先,弄清化學實驗與研究性學習的關(guān)系:
在中學化學教學中,充分利用化學學科“以實驗為基礎(chǔ)”的基本特征,挖掘和開發(fā)化學實驗在研究性學習中的功能,對于改變學生的學習方法,形成終身學習的能力具有重要的意義。
一、化學實驗是研究性學習的一種重要途徑
研究性學習是學生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學研究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學的價值觀和活動過程�；瘜W實驗是學生化學學習中的能動的實踐活動形式�；瘜W實驗為學生創(chuàng)設(shè)了親身參與實踐的情境,具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能�；瘜W實驗的功能和研究性學習的特征決定了化學實驗必然是研究性學習的重要途徑。
二、化學實驗作為研究性學習途徑的教學策略
在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行研究性學習,要充分挖掘化學實驗在研究性學習中的功能,發(fā)揮化學實驗在研究性學習中創(chuàng)設(shè)問題情境、驗證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用,研究開發(fā)研究性實驗,引導學生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和研究解決問題的方法,在化學實驗中培養(yǎng)學生的科學素質(zhì),實現(xiàn)學生的學習方式由被動接受式學習向主動研究性學習的根本轉(zhuǎn)變。
第二、化學實驗與研究性學習課題的選擇:
通過化學實驗開展研究性學習,必須著力培養(yǎng)學生的化學實驗?zāi)芰妥灾鲗W習能力,同時也必須依據(jù)學生的知識能力來確定研究課題,特別是依據(jù)學生的化學實驗?zāi)芰磉x擇適當?shù)难芯空n題。根據(jù)我們開展研究性學習的體會,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)合化學教學選擇研究課題。當今課改的重要任務(wù)就是要提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,適當增加一些探索性實驗,有利于提高學生的探索欲望,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化,可以改進為探索性實驗:根據(jù)現(xiàn)有實驗條件,如何實現(xiàn)Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化?讓學生首先設(shè)計實驗方案,其次交流設(shè)計思想,篩選確定最佳方案,最后實施實驗并得出實驗結(jié)論。這種探索過程比空洞的講授更能調(diào)動學生利用多種感官主動參與信息加工、構(gòu)建知識,使學生的潛能得到更好的開發(fā)。
二、結(jié)合日常生活選擇研究課題。社會生活中的問題無處不在,我們引導學生從自己身邊開始思考,提出問題,并篩選確定研究課題,然后讓學生收集資料、研究實驗方案,通過實驗自主探討、自主學習,極大發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。如探討鐵生銹的原因,一方面學生選擇了生活中常見的各種鐵件,又設(shè)計了銹蝕的不同條件開展實驗,另一方面學生又到工廠、商店、居民區(qū)、農(nóng)村……開展實地調(diào)查,學生對鐵生銹的原因、造成的危害及預(yù)防生銹的措施有了全面深刻的認識,寫出了較高質(zhì)量的化學小論文。
三、結(jié)合當?shù)厣a(chǎn)實踐選擇研究課題。我們結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)的實際情況,結(jié)合課外活動及實踐活動的開展,讓學生大膽探索、積極創(chuàng)新。譬如圍繞水的問題,可以啟發(fā)學生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監(jiān)測、防治等方面去思考,學生積極性高,提出了許多問題,他們調(diào)查排污口,參觀自來水廠,監(jiān)測水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量,并請來環(huán)保局人員共同分析,取得了良好的社會效益。
四、結(jié)合化學課外活動選擇研究課題。利用化學課外小實驗、趣味化學實驗、化學小魔術(shù)等積極探討化學實驗的設(shè)計方案,研究化學實驗的現(xiàn)象、實驗裝置、實驗操作、實驗觀察、實驗記錄、實驗分析和實驗報告。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、研究性學習在化學實驗應(yīng)用:
1.設(shè)計實驗方案
教師提出實驗?zāi)康?,讓學生設(shè)計實驗方案 ,然后師生共同逐個討論 ,尋找多種方案或確定最佳方案。例如 ,在學習實驗室制乙烯這一內(nèi)容時,先說明乙烯中會混有SO2和CO2氣體。讓學生設(shè)計實驗 ,證明它們的存在。結(jié)果學生都知道應(yīng)先將氣體通過裝有品紅溶液的洗氣瓶 ,看到品紅褪色,證明有SO2氣體。但在接下來的檢驗CO2存在的操作中 ,意見出現(xiàn)了分歧 ,學生提出了如下方案 :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 ,也不會減少或生成CO2氣體 ,且現(xiàn)象明顯,上述兩個方案都合理。
2.改進實驗裝置
教材上有些實驗裝置復雜、實驗費時費藥 ,有些實驗現(xiàn)象不夠明顯 ,還有些實驗環(huán)境污染嚴重等等 ,教師可帶領(lǐng)學生對這些實驗進行改進。如酚醛樹脂制取實驗以后,試管難以洗凈 ,每次實驗只得更換試管 ,改進后我們用醫(yī)用廢磷霉素小瓶替代試管進行實驗 ,不但節(jié)省了大量的試管 ,而且藥品用量比原來少了許多。
3.研究不同反應(yīng)條件對實驗的影響
學生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液實驗后 ,讓他們將上述實驗操作順序顛倒 ,觀察現(xiàn)象 ,并進行解釋。再如用較純凈的鋅粒與稀硫反應(yīng)速度較慢,當在反應(yīng)混合物中加入少量CuSO4溶液時 ,反應(yīng)速度大大加快 ,可讓學生探索原理。
4.開展家庭小實驗活動
家庭小實驗沒有給出藥品、儀器、步驟、現(xiàn)象等 ,靠學生在家中獨立完成 ,對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力 ,起著十分重要的作用。
總之,通過化學實驗開展研究性學習,把研究性學習的教學和教育理念貫穿于化學實驗之中,增強了學生開展研究性學習的主動性和趣味性。學生化學實驗?zāi)芰Φ奶岣?促進了研究性學習活動的開展,提高了研究課題的質(zhì)量;反之,研究性學習又進一步提高了學生的實驗?zāi)芰蛯嵺`能力,促進了學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。同時學生在實驗研究中樹立了堅忍不拔、百折不回的意志品質(zhì),養(yǎng)成了追求真理、實事求是的科學精神。
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