实验教学后勿忘“反思”

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  摘要:实验是化学的灵魂,但很多教师和学生只重视了实验的过程,忽视了对实验本质的总结和反思,并没有达到真正意义上实验教学的目的。笔者结合对近几年苏州市中考化学试题的分析,从反思实验原理、实验方法、实验现象、实验异同点、实验规律等内容举例说明,呼吁教师在实验教学后应加强“反思”。
  关键词:实验;实验教学;反思
  文章编号:1008-0546(2010)05-0067-04
  中图分类号:C632.474
  文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008—0546.2010.05.027
  
  一、问题的提出
  
  随着基础教育课程改革和新课程标准的实施,教师的教育理念、教学内容和手段、学生的学习方式都发生了很大的变化。苏州市自2004年秋季开始使用沪教版新教材以来,中考实验题所占分值逐年增加。加上苏州市将初中化学实验操作考查的内容纳入中考试题之后,各校教师想尽办法,尽可能给学生创造时间和机会,让学生主动参与实验探究。激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力、观察能力,以获得最大课堂教学效率,提高课堂教学质量。可是在近几年中考阅卷过程中,笔者发现学生对实验题答题的得分率并不高。有些看似简单甚至学生自己动手做过的实验,都描述的含糊不清甚至表达错误。仔细分析其原因,学生在实验后并没有认真的分析归纳,教师也忽视了实验教学后的反思和总结,大多数学生只是“看热闹”、“走过场”,而没有真正懂得实验原理、方法、步骤、规律等实质内涵,从而也失去了实验教学的真正本意。加强实验教学后的反思,已经成为现代新教学理念中必不可少的教学环节。
  
  二、实验教学后“反思”的意义
  
  我国古代的大教育家孔子曾经说过:“学而不思则罔,思而不学则殆”,还有“扪心自问”、“吾日三省吾身”等说法和论述,这说明早在古代。人们就已经充分认识到反思的重要性。化学学科是以实验为基础的自然学科,实验是化学的灵魂。在化学教学中,教师不仅要重视实验教学,而且更应该重视实验教学后的反思。加强实验教学后的反思,有助于学生思维能力的培养,使学生的思路拓宽,将零散的实验内容系统化、条理化。使学生综合运用知识的解题能力得以提高。实验教学后的反思是教学理论与实验之间的“对话”,是沟通倡导理论与运用理论的“桥梁”。因此,实验教学后的反思应贯穿于实验教学的始终。
  
  三、实验教学后反思的内容
  
  我国著名化学家戴安邦先生曾经说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式”。实验教学在整个教学活动中占有非常重要的地位。但在实际教学中,无论是演示实验还是学生分组实验,大多数教师都比较注重实验前的准备、实验教学中的操作以及实验现象的描述,而忽视了对实验本质的总结和反思,实验教学效果得不到提高。
  《化学课程标准》明确指出:科学探究的具体内容有提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等八要素。作为教师与学生,很多时候只完成了前面的六个方面,而忽视了对实验的反思与评价、表达与交流两个方面。实验后的反思是实验教学的重要组成部分,也是有效课堂教学的补充和延续。那么,化学实验之后应该反思些什么呢?下面结合近几年苏州市中考化学试题谈谈笔者在实验教学中的认识和做法,以期抛砖引玉。
  
  1 反思实验原理
  实验原理是进行化学实验的依据和基础,如果不懂得实验的原理也就无所谓会做实验。化学反应原理的教学,不是简单地将化学反应原理灌输给学生,而是引导学生积极探究。使学生在实验探究过程中形成知识,并逐步灵活应用化学反应原理。
  例1(2007年苏州中考)第30题(2)用试管进行排水法集气时,主要出现了如下图示所示的4种操作,其中合理的是(此小题为不定项选择填空,多选,错选不给分)——。
  (3)取a、b两支试管加入等体积6%的双氧水,再分别加入少许MnO粉末、Cuo粉末,发现a中比b中产生气泡多且快。随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内。发现a中火星复燃,b中火星仅发亮但不复燃,由此得出影响双氧水分解的因素是一o
  (4)再取一支试管倒入适量6%的双氧水,仔细观察溶液内有少量细小气泡浮起:然后将该支试管浸入约80%3的热水中。溶液内气泡明显增多。这时将带火星的木条悬空伸入试管内。却不能复燃。试对比第(3)题a中火星复燃的现象,分析两者现象差异的根本原因是
  。
  氧气是中考复习中三种重要气体之一,利用双氧水和二氧化锰(作催化剂)制氧气的原理,学生已经非常熟悉。此题目是以2007年苏州市初中化学实验操作考查“氧气的实验室制备及其检验”而编制,实验操作考查中以浓度、温度、催化剂等对反应的影响进行对比实验,试题中以Mn02粉末、CuO粉末为催化剂,它们在同样条件下进行实验,发现用MnO粉末比CuO粉末产生气泡多且快,说明了催化剂种类不同,催化效果不同。接着又以温度的不同,常温下和80度的热水进行对比,发现实验现象也不同,说明两者现象差异的根本原因是单位时间内产生氧气的浓度不同。
  作为全大市所有的学生都亲自动手操作过该实验。为什么在进行中考试题的解答时,多达90%的学生不能正确的给出答案,满分6分的题学生的得分率仅有2,5分?对于上面用排水法收集氧气的方法此项选择。也有很多同学不能选择完整。细细想来,存在问题的根本原因在于教师和学生都没有对实验操作的内容进行反思,在实验操作考查的时候很大程度上是应付检查,一些学生采用背实验答案的方法。以蒙混检查。作为教师,也仅仅就实验而讲实验。并没有从实验原理、产生不同现象去寻根究底,更没有对实验中产生的问题去研究、讨论和进行再反思。
  学习化学反应原理的目的在于应用,在实验教学中,教师要从多个角度去分析解释化学反应产生不同现象的原因,引导学生由浅入深,逐步理解,让学生思考和判断问题。以培养学生分析问题和解决问题的能力。
  
  2 反思实验方法
  一些化学实验,如果在实验方法上稍作改变,实验现象会产生变化。在实验教学过程中,教师可以引导学生思维求异。优化实验方案。找出特点和不足,寻求最佳策略。
  例2(2009年苏州中考)第30题【步骤一】未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中,迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体,并放热。片刻后溶液由蓝绿色变成无色。
  【步骤二】未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中,一段时间内没有明显现象。
  (2)比较步骤一、二,你能得出的结论是:_______。
  (3)试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置。
  ★影响因素:
  A 打磨时用力程度及均匀程度不同
  B 选用砂纸颗粒粗细程度不同
  C 由于摩擦生热又形成了新的氧化膜   此题是以2009年苏州市初中化学实验操作考查中“金属与盐溶液的置换反应”而设计的,命题者将实验不同的操作方法及产生的不同现象告知学生,要求学生利用现象分析原因并得出结论,虽然说此题有一定的难度,但命题者已经从学生的角度出发,特意在答案栏里以选择题的形式出现。此题的得分率也很低。尤其是现象四与现象三对比,说明③▲这个选项的A、c答案选择正确的同学很少。实际上很多学生在实验操作考查中发现了此问题但没有去思考为什么。而作为教师也没有进一步引导和帮助学生去反思,为什么实验方法的不同会产生不同的现象。这样就形成了所谓“公开的试题、秘密的答案”的结果。
  
  3 反思实验现象
  学生在实验过程中会产生不同的实验现象。根据观察到实验现象的不同,深入反思,加强对实验内容的理解,增强分析判断能力。
  在学习葡萄糖的检验时,我让学生分别对新制的氢氧化铜加入葡萄糖和不加葡萄糖进行加热,观察发现两者产生截然不同的现象,前者产生砖红色沉淀,后者产生黑色沉淀。利用不同的现象,引导学生分析原因,找出问题的答案。另外,对于书本上要求在试管中加入2ml10%的NaOH溶液,滴加5%硫酸铜溶液4-5滴进行变换,让学生反思能否将NaOH溶液换成4-5滴,硫酸铜溶液换成2mL,调动学生的问题意识。让学生逐步形成反思的习惯。
  例3(2006年苏州中考)第28题(2)小芳将长条状铝片的一端放在酒精灯火焰上灼烧片刻,轻轻摇动铝条,受热一端会左右摇晃,却不像蜡烛那样滴落。为究其原因。小芳查阅资料得知:铝的熔、沸点分别是660度、2460度;氧化铝的熔、沸点分别为2054度、2980度。
  请解释上述实验现象:________。
  此题是考查金属的性质。铝在加热条件下会生成氧化铝。根据氧化铝和铝的熔、沸点对比,发现高熔点的氧化铝保护膜将膜内熔融的铝包裹起来,而不会产生滴落现象。根据实验现象形成反思的习惯是最简单的,也是最容易反思的方面。因此,在每一次实验教学后,教师应该及时的引导学生进行反思。加深对实验的理解和记忆,逐步养成反思的习惯。
  
  4 反思实验异同点
  很多化学实验的装置。看似相似却又不同,在学习实验室用双氧水制取氧气、大理石和稀盐酸制取二氧化碳的装置时对比发现。两者选择的依据都是固液不需加热型,不同之处在于双氧水用的是分液漏斗,而稀盐酸用的是长颈漏斗;两者下端管口的位置存在各自的差异。分液漏斗下端管口在液面以上,而长颈漏斗的下端必须伸入液面以下:分液漏斗除了具有随时添加液体的优点以外,还可以控制滴加液体的速度等。在进行实验教学时。教师应该引导学生仔细观察书本上的图片,比较实验异同点,对实验进行有效性反思,达到学会比较归纳的本领。
  例4(2007年苏州中考)第28题的图
  例5(2009年苏州中考)第20题
  下列过滤装置及其操作的简图(图中固定装置和混合液、滤液均省略,且玻璃棒末端均已轻靠漏斗内的三层滤纸处),其中正确的是 ( )
  以上两道中考题,一眼看上去就可以发现。这2幅图片均来自于化学教材。可仔细对比。就不难发现两者的差别。2007年苏州中考题A图中的长颈漏斗的下端未伸入液面以下,B图中往阶梯上的两只蜡烛中倾倒二氧化碳是在阶梯上面的蜡烛先灭而书本上是在下面的蜡烛先灭:2009年苏州中考题过滤装置图中漏斗下端紧贴漏斗内壁的方向来了个“变身”,让学生成了“丈二和尚——摸不着头脑”。因此,在实验教学中。我们应该学会比较,找出联系和区别,反思实验异同点,观察实验细节,掌握实验本质,巩固实验知识和技能。
  
  5 反思实验规律
  掌握实验规律是学习化学的重要方法,通过实验探究,懂得实验原理,理解实验步骤,分析实验现象,比较实验的异同,总结实验规律。实验规律不是简单的让学生机械化的记忆,而应该是在掌握实验规律的基础上,学会对知识的迁移和应用。打破思维定势,达到真正理解化学、掌握化学。
  在学习气体的收集方法时,教师会要求学生理解:凡是密度比空气大且不与氧气发生反应的气体用向上排空气法收集,导管应伸到集气瓶底部:凡是密度比空气小且不与氧气发生反应的气体用向下排空气法收集,导管应伸到集气瓶底部:凡是不溶于水且不与水发生反应的气体可以采用排水法,导管在集气瓶口。但是在实际的练习中,我发现学生对规律的应用不够灵活,缺乏思考。
  例6(2007年苏州中考)第28题(5)实验室一般用向上排空气法收集二氧化碳气体,试问能否用排水法收集到二氧化碳?请说明理由。(已知:通常状况下1L水大约能溶解1L二氧化碳气体)
  答___________
  例7(2003年苏州中考)为了较准确测定氯酸钾完全分解产生氧气的体积,可进行以下试验:称取2.5g氯酸钾与适量二氧化锰混合,然后加热直至元气体放出,过一会儿读取进入量筒里的气体体积。试完成下列填空:①测量气体体积时。可以将反应发生装置和收集装置中的气体冷却至室温再进行。则收集气体应选下图中的 装置才合理,理由是_____ 。
  以上两道题都涉及到了气体的收集方法,但都打破了规律性的内容。例6能否用排水法收集到二氧化碳难倒了一大片学生,因为二氧化碳能溶于水,很多教师在讲课时就提到了利用二氧化碳的密度比空气大可以用向上排空气法来收集,但能不能用排水法收集到二氧化碳,也从来没有这样提起过。作为教师,连续教了十几年的书也从来没有去思考过这个问题,更没有大胆的去尝试这样的实验。自从考试中出现问题后,我们才有老师去尝试用排水法收集二氧化碳,后来还居然发现收集相同量的一瓶二氧化碳用排水法比用向上排空气法收集快。试想。如果我们能打破常规,在进行实验教学时也去反思一下,不至于到现在才知道这个结论。例7那道题从图上看是用排水法来收集氧气,很多同学不加以思考便选择了图A方法,殊不知他们把氯酸钾与适量二氧化锰混合,然后加热直至无气体放出,将反应发生装置和收集装置中的气体冷却至室温再进行收集气体,为了防止实验的倒吸,应该将导管伸入量筒的内部而高于水槽中的水,所以正确答案应选择B图。
  由此可见,实验规律的教学并不是简单的给学生搭建“脚手架”,让学生背一些实验的操作要点,注意事项等。而是要引导学生开动脑筋,仔细观察,认真反思,培养有灵活的思维能力和运用能力的学生。
  
  四、实验教学后反思感想
  
  心理学家波斯纳指出:“教师的成长=经验 反思。”可以说。没有反思的经验只是狭隘的经验,至多是肤浅的认识。而反思可以使存在的问题得到改进,发现的问题及时探究,积累的经验升华为理论。教师在实验教学的同时,应该和学生一起进一步的反思,理解实验原理、现象,深化实验的内涵本质,完善实验的操作和规范。通过实验后的反思,可以优化实验方案。创新实验设计,总结实验规律,揭示实验本质。
  实验教学后的反思,并不是一般意义上对实验内容的“回顾”,而是思考、反省整个实验教学过程中的问题(包括实验原理、实验方法、实验现象、实验异同点、实验规律等),努力用知识去解决这些问题,捕捉实验的魅力。实验教学后的反思是课堂教学的再认识,是一种有益的思维活动和再学习活动,是一种追求本质、发现规律的过程。
  实验教学后的反思是长期、全程性的。教师应该坚持把反思贯穿在实验过程的始终,使实验的过程与反恩的过程同步,用反思来促进实验教学的效率,用实验教学来提升反思的质量,在实验中反思,在反思中提高,进而使实验与反思形成相得益彰、相互促进的局面。
  新课程对教师的教学经验提出了全新的挑战,教学反思的重要性也因此被提到了前所未有的高度。面对新世纪对教育的挑战,我呼吁全体教师要记住:实验教学后勿忘了“反思”,让学生在反思中产生智慧的火花,让教师在反思中形成教育的智慧,真正使反思成为实验教学的活水源头。
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