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浅谈基于化学实验教学的视角培养学生的思维能力

 

【作者】 刘慧娟

【机构】 四川省资阳中学

【摘要】

【关键词】
【正文】  【摘 要】 新课程理念更注重培养学生的化学思维能力及化学学科素养。本文就教学过程中的化学实验教学实例谈了一些培养学生思维能力的体会并提出了几条实验评价方面的建议。
  【关键词】 新课改;化学实验教学;思维能力

  化学既然是一门实验科学,化学实验的功能不仅是对现有知识理论的验证,而且对化学理论的发展起着举足轻重的作用,更是整个教学过程中培养学生观察、分析、解决问题的能力及提升学生化学学科素养必不可少的重要环节。在新课改的背景下,全国卷侧重对学生实验能力的考察,但在实际教学过程中,教师教学方式陈旧,对教材中有争议的实验内容回避,学校实验条件受限、评价方式单一等原因,造成学生的定势思维严重,高考实验题的得分普遍不高。
  一、改变实验教学方式,有效锻炼思维能力
  教材中的实验是根据重点知识及课程标准对学生必须掌握的基础知识、基本技能的要求而设置的。实验教学中对学生尽量减少理论知识的直接输入,更多的是培养学生的化学思维能力,同时让学生的多方面能力都得到锻炼,从而内化为学生的化学学科素养。
  1.演示实验中培养学生的思维能力
  教师应避免一味地追求现代教育技术,用视频实验、动画模拟来代替演示实验。教师规范操作演示实验不仅能对学生起到示范性作用,而且能让学生获得感性的认识;不仅能加深学生对理论知识的理解,还能达到训练学生化学思维的目的。如《选修四》“化学反应速率”这一节中的实验2-1,实际上按照教材装置(见图一)并不能顺利进行该实验。教师可以选择先按照教材装置图进行演示实验,让学生从实际操作中去发现问题并提出问题,然后再思考如何解决问题、如何改进实验装置来达到实验的目的。这样既加深了学生对实验测定的基本原理和思路的进一步理解,又能培养学生勤于思考、尊重事实、敢于质疑的精神。此外,通过该定量化学反应速率的实验还能拓展学生的思维能力,如让学生思考除了收集固定体积的气体去测定反应时间外还有其他方法吗?还有其他哪些相关物理量的变化也可以用来测定化学反应速率呢?针对这个问题教师在课堂上可以采用让学生以小组讨论的形式各抒己见,共同探究,以达到拓展思维、提升能力的目的。










图一 测量锌与硫酸溶液反应速率的装置

  2.分组实验中提升学生的思维能力
  教学中教师应尽量避免学生对知识的“不劳而获”,应多给学生提供亲手锻炼的机会,如通过分组实验训练学生对实验方案的设计、实验问题的解决、实验的评价和改进等方面来增大学生化学学习兴趣的同时培养学生的操作、对实验知识的迁移等多方面的能力,从而达到提升思维能力的目的。如《选修四》“影响化学反应速率的因素”这一节中的科学探究外界因素对学反应速率的影响实验,教师可以改变实验方式,将KMnO4溶液、H2O2溶液等多种实验相关的药品全部提供给学生,让学生先根据已有的化学理论知识自主思考如何设计对照实验,然后再选取合适的药品进行实验,通过这样的学习方式让学生逐步养成化学实验的科学思维方式,培养学生的思维品质和化学学科素养。再如《必修一》“铁的重要化合物”这一节中关于Fe2+和Fe3+的检验和相互转化的学习中,老师可以选择在教材提供的实验试剂上稍作改动,让单数组学生用新制的的FeCl2溶液,双数组学生用久置的FeCl2溶液都滴入KSCN溶液进行分组实验。先通过两种小组间对比不同的实验现象而产生矛盾,接着再让学生分析实验矛盾的原因并利用氧化还原反应预测Fe2+和Fe3+之间的转化,最后还可以给学生提供氯水、铁粉和KSCN溶液几种试剂,让其设计实验验证Fe2+和Fe3+的相互转化并完善该实验的结论。通过这样的分组实验活动不仅让学生在动手动脑中深刻理解了理论知识,又能在实验中锻炼学生的思维能力,让学生自主发现问题并想办法解决问题。
  二、利用化学实验习题,充分训练思维能力。
  化学实验内容是高考化学试题中的必考内容,涉及的内容很多,包括以物质的制备、检验、性质探究为背景,实验设计、实验评价及定量分析为方向,考查实验的基本操作、仪器的识别与选择、实验现象及操作的分析与理论解释等方面。在实验教学中应注重细节培养,从简单的实验问题入手,以达到训练思维的目的。不仅为高三完成实验综合题打下坚实的基础,还能让学生的审题能力、整合和迁移信息的能力及探究能力等都得到有效的提升。如在酸性条件下,NaClO2因生成HClO2而发生分解:5HClO2=4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。已知刚加入硫酸,分解缓慢,随后反应速率突然加快,探究是何种粒子的催化作用。学生仔细阅读题干加以分析,不难排除H+及SO42-的影响,得出是产生的Cl-的影响结果。再如将氨气通入酚酞溶液中使溶液变红,推测NH3﹒H2O的结构是哪一个(见图二)。关于NH3﹒H2O的结构,因为课标中没有要求必须掌握,平时教学中大多数教师都没有具体讲过它的结构,但这道题让学生通过酚酞溶液会变红的实验事实,再加上学生已掌握NH3﹒H2O是弱电解质、一元弱碱、共价化合物且不能写成氢氧化铵的形式以及氢键等相关的理论知识,便不难断定在氨分子中的氮原子和水分子中的氢原子之间有氢键的形成。通过类似题目的训练,来培养学生形成充分运用化学知识和方法解决问题的思维意识和能力。








图二 NH3﹒H2O的结构图
  三、形成多样化的实验评价机制,帮助提升思维能力
  实验考核在高中化学教学中是很有必要的,不仅能促进实验教学质量的提升,还能帮助提升学生的化学思维能力,故我们应该丰富化学实验的评价机制,不仅要适合目前的实验课程体系,还要适应新课改的要求。
  1.化学实验评价可以采取平时考查和定期考查相结合,技能考查和书面考查相结合,口头评价和纸上评价相结合等多种方式进行。
  2.课堂实验教学中,教师可以多采用学生自主评价、生生互评、师生共评等方式,促进学生积极思考问题,不仅可以提高学生分析问题、解决问题的能力,同时能锻炼学生的胆量、表达能力、语言描述能力等。
  3.在实验习题方面,多设置开放性的问题来检测学生的实验学习。不仅能改善答案单一的实验习题在训练学生思维方面的不足,还能培养学生的实验探究精神及思维的灵活性。
  参考文献:
  [1]高考化学实验试题对高中化学实验教学影响的调查研究.张文倩. 华中师范大学,2014.05
  [2]新课改背景下的高考化学学科能力考查趋势研究.邹萍萍. 陕西师范大学,2014.05
  • 【发布时间】2019/12/15 12:55:12
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