必修模块化学实验教学的实践与研究

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1、经纶教研 新课改 第 29 期- 1 -必修模块化学实验教学的实践与研究必修模块化学实验教学的实践与研究陶秀梅化学实验是化学科学研究、化学学习和解决生产生活中实际问题的重要途径和方法。通过实验教学可以帮助学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，掌握基本的化学实验方法和技能，培养学生的创新能力和实践能力，提高学生的科学素养。必修模块教材非常重视化学实验改革，主要体现在：1实验在化学教学中的地位更加突出；2实验对化学教学的功能更加强化；3实验在化学教学中的实例更加生活化。因此在平时的化学实验教学中只有把化学实验与有关基本概念、基本原理和元素化合物知识有机结合起来，从实验原理、步骤、条件、现象、结论

2、及实验数据的处理和误差分析等多个方面考虑，将所学过的知识与技能用于新情景中解决新的问题，才能有效发挥化学实验的教学功能。笔者的具体做法：1 1突出化学实验的探索性突出化学实验的探索性实验教学要重视探索性，是新课程对实验教学的新要求，是化学学习的基本方法。通过对化学实验的设计和探究，让学生就某一问题创造性地设计出合理可行的实验方案并加以探究，这一过程既需要学生对知识的系统掌握，更需要学生有较强的综合实践能力，特别是学生设计方案中涌现出的新思路，产生的新见解和新意向，就是学生创新意识的最好体现。在日常的教学中笔者主要在下列几个方面进行了探索：1书本中重点实验的拓展；2对最佳反应装置的探究；3对实验

3、中反常的现象的探究；4小专题研究等。 实例实例 11 人教版必修人教版必修 1 1 第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物在学习硝酸性质时笔者设计了“Cu 与 HNO3反应实验的探究”这节课。学生实验：取质量相同的铜片分别放入两只试管中，加入体积相同且过量的浓、稀硝酸。装置如图： 铜片浓硝酸NaOH溶液实验现象(铜片逐渐溶解； 铜片表面有气泡生成，试管中有大量棕红色气体； 溶液呈绿色。)- 2 -铜片稀硝酸NaOH溶液通过亲手实验同学发现自己的实验纪录和想象的结果不一致。为什么？大家争论了起来。笔者及时地设计了这样的问题组：（1）为什么试管 1 中溶液是绿色的？要证明你的猜想，请你设计

4、一个实验证明之。（2）为什么试管 2 中溶液上方看到的是浅红棕色气体？请你设计一个简单的实验证明你的猜想。学生们立刻活跃起来，互相交流着自己的想法，有的同学还在纸上画出表格和实验装置图，性子急的同学已经动手开始实验了。在交流与思考环节同学们提出了许多方案：（1）为什么试管 1 中溶液是绿色的？同学们的猜想有：两试管溶液中铜离子的浓度不同（立刻就被其它同学否定了。因为实验中取的是质量相同的两片铜，而且溶液的体积相同、硝酸过量。在此老师补充展示了硝酸铜晶体和饱和硝酸铜溶液样品来证实同学的猜想） ；可能是因为生成的 NO2溶解在溶液中？（立刻有同学响应，对。因为红棕色和蓝色的混合色是绿色的） 。教师

5、追问你能设计那些实验证明时，同学们的讨论更热烈了。有给溶液加热的，有向溶液中加水的，甲同学早已按捺不住了站起来大声说向溶液中滴加氢氧化钠最简单了。最后大家得出结论：不管采取的是什么方法，原理就是将溶液中的二氧化氮除去。在问题（2）讨论中，同学们首先研讨的是：为什么试管上方得到的是浅棕红色气体而不是无色气体？因为生成的一氧化氮在试管中与氧气接触生成了二氧化氮。原理清楚了，方案设计就有了依据，下面的任务就是怎样将试管中的空气排走。大家设计的方案有在盛稀硝酸的试管加铜片前，有先加入少量碳酸钠粉末的，有改进装置用水排空气的，有直接用酸排空气的等等和大家一同分享。在同学们完成实验后，笔者又提出了这样一个

6、问题：怎样由铜来制取硝酸铜？有的学生很快地答出：刚刚做过的实验就制得了硝酸铜。但是遭到大多数同学的反对，因为通过实验大家都看到了两支试管中都有氮氧化物生成，会造成环境污染。经过激烈的争辩，按照绿色化学的理念，最佳方案是由铜先氧化得到氧化铜，再加硝酸制得(铜片逐渐溶解； 铜片表面有气泡生成，试管中有浅棕红色气体；溶液呈蓝色。)经纶教研 新课改 第 29 期- 3 -硝酸铜。这样硝酸的利用率高了，还不会造成环境污染。但是在实际生产中，有些工厂为了追求效益的最大化，直接用铜和浓硝酸反应，这就不可避免的带来环境污染的问题，这也是环境污染为什么难以解决的原因之一。作为化学教育工作者，我们有义务让学生了解

7、生活中化学真实的一面，更有责任引导学生树立绿色化学的正确理念。在新课程的教学中以提高学生的科学素养为主旨，在学习知识与技能的同时，引导学生认识化学世界，并结合化学提供的丰富素材，使学生形成积极、健康、科学的情感态度和价值观。这样的课堂设计，由于增加了探究成分，一个普通的试管实验变得不普通了。强化了通过化学实验促进学生学习方式的转变和促进新课程确立的三维目标落实的功能。2 2体现化学问题的真实性体现化学问题的真实性化学实验提供的问题或任务通常是真实的、有意义的,容易转化为学生积极参与的、有目的的活动。学生们在这种有意义的、复杂问题情境中的学习与实践,不但可以获得可迁移的一般知识与技能,更重要的是

8、学生解决具体问题的经验日趋丰富,在新情境中解决实际问题的能力就会提高。 实例实例 22 北京市高中化学新课程系列教学研讨活动北京市高中化学新课程系列教学研讨活动2007 年 12 月“北京市高中化学新课程系列教学研讨活动（五） ”在我校举办，在我们展示的三节复习课设计过程中，北师大刘克文教授提出教学设计要体现三个方面的思想：从生活世界到化学科学世界， 问题驱动， 真实性的问题（探究的问题有价值） 。在课的设计过程中，我们选取的具体实例尽可能体现化学过程的真实性，如：将切开的金属钠放置在空气中观察现象；现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色实验事实；厨房中纯碱、小苏打分离提纯方案的选择；补铁剂

9、（主要成分为琥珀酸亚铁）中二价铁离子的检验实验方案的选择与实施。这些问题都来自于生活，使化学实验更加生活化，充分体现化学的真实性。从实际生活中选取研究的问题，让同学们感到化学就在我们身边，身边无处不化学” 。在课的实施过程中，学生们学习用化学思想看待实际生活中的化学问题，收到了非常好的效果。把化学知识“溶解”在情境素材中，再从中“结晶”出来，这样的学习过程，反映了新课程的理念，特别是体现了“通过实验学化学”的理念。3 3重视化学实验的体验性重视化学实验的体验性实验教学要体现“做”化学，实验不仅仅是设计出方案，而且针对方案要进行实际操作。通过实施、亲自进行实验操作体验化学。“让学生在亲身经历中进

10、行体验”就是要设计活动促使学生积极参与研究过程，在亲身经历中获得对事物及变化的直接经验。体验活动的目的在于为学生提供直接的、- 4 -具体的经验，这些经验为学生提供了第一手资料，有助于抽象知识的理解。在探究过程中，体验策略扮演了两种角色：一是它能够提供新的支持或反对现有理解的证据，这些证据对探究学习来说是至关重要的；二是它可以使抽象的理解建立在具体的经验基础之上，让学生在真实体验探究的经历中构建对新概念的理解。 实例实例 33 人教版人教版 必修必修 2 2 第三章第三章 有机化合物有机化合物在学习乙酸时，笔者设计了这样一节课。实验探究：乙酸与乙醇的酯化反应反应原理：CHCH3 3COOH+C

11、OOH+C C2 2H H5 5OHOHCHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O可供选择的试剂：冰醋酸、无水乙醇、浓硫酸、沸石、饱和碳酸钠溶液 仪器：试管、滴管、铁架台、铁夹、酒精灯。实验设计： 第一组：二人一小组，按如图装置，进行对比实验，一套加浓硫酸，另一套不加。 第二组：二人一小组，均加浓硫酸，进行对比实验，一套接收试管中用饱和碳酸钠溶液， 另一套用水接收。实验操作 实验现象： 加浓硫酸的： 用饱和碳酸钠溶液接收： 没加浓硫酸的： 用饱和碳酸钠溶液接收：均加浓硫酸： 用饱和碳酸钠溶液接收： 用水接收：通过实验同学们发现了操作不同，现象就不一样。经过交流，大家提

12、出下列问题进行讨论：1为什么乙醇取 3ml 而乙酸取 2ml？2得到的生成物很少，原因什么？经过同学们进一步交流得出：将所得产物充分振荡，注意前后液 层厚度、颜色及气味。经纶教研 新课改 第 29 期- 5 -1加大乙醇的用量可以提高乙酸的转化率。这个问题的提出即是对平衡原理的回顾，又是平衡原理实际应用的一个具体实例。2每组实验的生成产物都很少，原因可以从三个方面分析：第一从实验装置分析，在做实验时，会发现装置附近气味很重，说明有部分有机物挥发掉了，是因为长导管的冷凝效果不好，这正是实验可以改进的地方；第二从物理性质分析，乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点都不高（常压下分别为 78.5、117.9、7

13、7.5） ，所以很可能乙醇、乙酸没有反应就被蒸出发生装置了；第三从知识的灵活运用出发，乙醇和浓硫酸反应复杂，这些副反应的发生也是生成物很少的原因之一。通过做实验，学生积极参与到研究过程中，在亲身经历中体验化学，在真实体验的经历中构建对新概念的理解。总之，实验是化学教学的重要环节，最具备培养学生的创新、实践能力的作用。对实验教学的拓展，不仅可以促进对物质性质的理解和对化学基础理论的深刻领悟；还可以引发多方面的思考。使学生的技能得到锻炼，思维更加严谨，激发学生的潜能，使学生的能力得到全方位的训练。参考文献1 刘知新.化学教学系统论. 南宁： 广西教育出版社， 1996，11： 161-1862 谢春风.新课程下的教育研究方法与策略. 北京： 首师大， 2004，1： 141-3 王磊.化学教学研究与案例 北京：高等教育出版社2006，12：2072224 王云生.高中化学新课程化学实验模块评介，中学化学教学参考，2006，5：26275 顾晔. 中学化学教学参考，2008，（1-2），59-62