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有机化学实验论文范文1
体现在教学指导思想上,重视技能的培养和理论的验证,忽视实验对理论形成的推动作用,忽视创新意识的培养。在教学内容上,由于受经费投入、学生扩招等多方面因素的影响,基本操作、验证型实验多,综合型、设计型实验少;陈旧内容多,新颖内容少;实验教学手段落后,传统实验技术多,新技术内容少。在教学方法上,教师按实验教材讲授,学生按实验教材操作,操作过程程式化,过程简单,结果分析单调,学生独立自主思维不够。
2.1树立启发式的实验教育观念
要实现由验证型实验教学方法向启发式的实验教学方法的转变,教师应首先树立启发式实验教育的教学理念,变传统的单向知识传授模式为知识传授与启发探索相结合的模式。这样才能将研究能力和创新能力培养融入到课堂教学中,贯穿于教学的各个环节。同时,通过启发式实验教育,能使学生变“模仿”实验为“探索发现”实验。这种以学生为主体、教师为主导的课堂是将学习知识、培养技能和能力融为一体的载体,学生将会对课堂产生极大的兴趣。
2.2教师启发式的实验教学
以往填鸭式的有机实验课堂教学形式单调,难以激起学生的学习兴趣、求知欲望和创造欲望,学生只是在众多的知识当中被动地接受教师讲授的现象、原理、规律等,缺乏主动、积极地去认知、探究。教师启发式的实验教学则在实验之初,介绍目前几种常用的实验方案,启发学生通过比较发现几种方案的优缺点及适用范围,然后引导学生提出适合实验室应用的实验方案或对某个步骤提出改进方案,最终让学生分组实验进行对比和验证。实验过程需要学生在全过程手脑并用,并让学生在改进的实验与已有的实验步骤和现象的对比中发现问题,思考问题的根源。如用于液体混合物分离的蒸馏与分馏实验,在教材中是两个各自独立的基本实验操作,我们则将两个实验合并为一个实验,让学生通过分析自己得到的蒸馏与回流的实验结果,得到蒸馏与分馏操作在分离液体混合物的异同,从而得到不同分离方法的适用范围。又例如在乙酰水杨酸的实验中,书中的方案是固定水杨酸与乙酸酐的用量,计算收率。而改进后的方案为,设置不同剂量比例的实验组,让同学分组操作,不同实验组之间通过对比实验现象与收率,分析原因,通过对不同剂量组数据的分析,使同学在这一过程中认识到酰化剂的剂量对反应的影响。通过这种改革,使学生在一种探索研究性氛围中帮助学生掌握实验要点、难点及注意事项,使学生深刻理解实验步骤的设置原理,规范实验操作。通过这种启发式实验教学,激发学生探索和创造性研究的积极性,从被动接受者转变成知识的创造者,为他们将来进行毕业设计、科研工作做准备。
3启发式科研训练在有机化学实验课程的实施效果
以往传统实验教学主要以讲授法和演示法为主,学生只要“照方抓药”式被动开展实验,缺乏思考、分析、提炼和整合归纳知识的能力。启发式实验教学则实现了教学与科研的双赢。大二年级学生在实验课结束后感言:“有机化学实验很锻炼我们实验技能”。他们在有机化学课堂中了受到科研的启蒙教育,能主动以较大的兴趣投入到课堂的科研训练过程中,在提高综合实践能力的同时,创新意识和能力能够得到明显提高。
4结语
有机化学实验论文范文2
关键词:演示实验 问题 优化
演示实验是有助学生理解物理概念和应用物理知识的基础环节。根据当前新课标的要求,演示实验的价值为取向指导应该以“学生发展为本”,然后根据实际的教学资源,对演示过程、手段、效果等各个维度进行积极的优化创新,以使得演示实验教学的最佳功效得以实现。
一、演示实验需要解决以下问题
1、实验器材不足
实验室里并不是所有的演示实验所需设备都能够配齐,有的演示实验设备只有一套,究其原因,主要是办学经费紧张,学校为了节约资金,在订购实验器材的时候就只征订了一套,这样就造成了实验器材不足,例如有时某一节课会出现两个班的物理课重合,这时由于实验器材的限制,导致只能有一个班级可以使用演示器材进行上课,而另一个班级的任课教师只好不用。另外,有的实验器材由于使用时间太久,次数过多,部分仪器或部件出现损坏,而实验室里由于条件所限,又没有必要的备用部分来加以替换。现在普通高中的物理实验员一般都是由任课教师兼职担任,而任课教师由于平时的工作压力和任务,一般没有多少时间能到实验室对仪器进行检查,对于一些工作原理较为复杂的演示实验仪器,实验员没有必要的维修设备,很多情况下也没有所必须的维修技能,因此导致有的演示实验仪器出现损坏后就只好放置在实验室里,导致演示实验不能开展。
2、照书演示分析而忽略实践
当前高中教育把追求升学率放置在了首要的位置,为了有个好的升学率,为了使学生在考试中取得一个比较高的分数,限于条件,教师普遍参照书上的实验插图进行解释和说明,对于书上的演示实验,一些物理教师采取将其画到黑板上,以黑板上的实验图像代替真实演示实验的直观教学法,他们认为这样做能节省做演示实验的时间,可以着重讲解注意事项和原理,继而提高上课的教学效果,而且还能避免演示实验仪器导致的分心问题。
3、演示过程简单
教师在上课做演示实验的过程中,多数人都是匆匆了事,一般情况下都是以教师自己在讲台上做、学生在讲台下观看的形式,演示实验的教学方法比较陈旧单一,究其原因,很多情况下是由于教师没有把演示实验的教学作为教学的重点环节来抓,纯粹是为了完成教学任务,或者是在讲完一个知识点(例如某个公式或者定理)之后,然后通过演示实验来验证一下所讲授知识的结论。每次做演示实验的时候并没有什么明确的指导思想,纯粹是为了做演示实验而做实验。
在课上演示的过程中,很多教师缺乏和学生的互动,更多的时候教师是把自己置于一个讲解员和演示者的角色。演示实验的过程,其实就是教师一个人唱“独角戏”的过程,而且演示实验开始之前,很多教师并没有明确向学生们提出观察的要点和需要思考或注意的问题,当演示实验开始的时候,学生们很大程度上就好像在看表演或变魔术演出,当演示实验做完了,“戏”也就结束了,纯粹就是看一个热闹。
在这样的教学环境下,教师把所有的实验过程都自己包办,学生在下面机械的听讲、观察,长此以往,学生的学习积极性得不到提高,更不要说培养学生认真观察和独立思考的习惯和能力了。这样教出来的学生,很难具有良好的科学素养,而且实践动手能力偏低,其理解能力和创新能力更得不到训练和提高,对知识的掌握和运用会大打折扣,教师的教学效果反而也不会很理想,最终影响的其实还是物理教师本身的教学质量。
二、高中物理如何进行演示实验的教学优化
演示实验作为高中物理教育中的重要一环,如果能够合理利用,使其取得理想的效果,则对高中物理的课堂教学和学生的素质提高,都有着巨大的提升作用。所以在当前的实际物理教学中,教师要大力提倡多做演示实验,有时还可通过自己的努力,大胆的对课本里的演示实验进行改进和完善,以使其更好的适应自己的物理教学工作。
1、充分运用演示实验教学,解决实验教学资源匮乏
演示实验的教学需要数量众多的教学仪器,随着社会的发展,学校里配备的实验仪器也是越来越好,越来越现代化,尤其是随着互联网技术的发展,很多的演示实验现在在网络上都有了多媒体视频。在现在的物理教学当中,即使实验室里没有演示实验所需的器材,教师也可以通过互联网搜索到相关的视频录像和模拟动画,并通过教室里的多媒体投影播放给学生观看,从而省略了自己的动手演示。
2、引导和吸引更多学生参与演示实验教学
在演示实验进行的过程当中,可引导学生思考和分析实验内容,如果有的同学看不清楚,例如后排的同学,长此以往,就会使得学生得不到锻炼学习物理的科学方法,不能培养学生正确认真的科学态度,无法提高学生动手探索物理规律的能力。应尽量吸引学生仔细观察、大胆猜想、小心求证,逐步引导学生对实验现象和原理进行归纳总结。让学生在老师的指导与点拨下,化身于上几个世纪的科学家,通过自己亲自动手实验,经过自己的独立探究和思考,从而总结出所要掌握的物理规律。通过这样的变化,可以使得学生在演示实验进行的时候,通过自身的亲身经历,会把有关的知识掌握的更为牢靠,同时也会使得自己学会科学的处理生活中的问题,学会科学的思维方法。
三、有关高中物理演示教学问题如何优化及未来展望
高中物理演示实验过程中,操作和示范的主要任务由教师承担。学生由于自身条件的限制,每天都有很多功课要学习,学习任务和压力较大,很难有太多时间能参与演示实验教学的设计与创新。因此,从另一方面给我们物理教师提示:如果想要学生们也能参与进演示实验的开展,有时必须要提前通知他们抽时间做好仪器或设备的准备工作,这对他们的作业时间势必要造成冲击,进而影响到学习时间的分配,甚至其它学科的学习成绩,这就需要学生能够具有一定的规划和统筹能力,能够安排合理学习时间,提高主动探索能力。另外,演示实验的教学效果如何,有时不限于教师自身采取的教学策略,还与演示实验的合理准确性和学生学习状态密切相关。但只要教师在教学的过程中肯钻研,在演示实验的教学上肯下功夫,则演示实验的教学肯定会对教师的教学带来质的变化。
参考文献:
有机化学实验论文范文3
根据不同专业的培养目标以及教学对象的特点,我们在实验教学内容上进行了精心的选择和安排,教学课程内容注重培养学生的基本实验技能。基本实验操作训练部分占总学时数约30%,综合性实验占40%,研究性实验占20%,设计性实验内容占10%。充分考虑基本实验方法和技术出现的顺序及频率,重要的实验操作至少要训练两次以上,帮助学生灵活运用这些实验基本功打好基础。为此前期我们安排熔点和沸点测定、常压蒸馏、水蒸气蒸馏、折光率测定、旋光度测定、重结晶等实验,尽可能对各种基础操作进行训练。运用前期所学的实验方法和操作技术,对物质进行合成,然后对产品进行鉴定及含量分析,对学生实验技能的综合训练做到由浅到深、由简到繁、循序渐进。
2开设多步骤合成实验培养学生综合能力
在有机实验教学安排上,一般是学生先做一些基本实验。掌握了一些基本实验方法、实验技术,经综合性实验的训练。进行设计实验实践。因此,在学生掌握了一些最基本的操作技术,完成了一定数量的有代表性的、典型的、重要的有机反应类型的制备实验之后。尽可能将单个的合成实验变成多步骤的合成实验,用前一步反应所得的产品,作为后一步反应的原料,即多步骤有机合成。比如可以设计合成1-溴-2甲基-3硝基苯。该系列实验涉及到的基本操作有滴液漏斗的使用、回流、蒸馏、萃取分离、重结晶、抽滤、熔点的测定、脱色等。涉及到的反应有苯的卤化、烷基化、硝化、磺化及去磺化等诸多反应。在这个实验中,学生能获得较多的信息,较深刻的理解到欲给甲苯的邻位引入硝基或卤素,首先要利用磺酰基对位进行占位反应,从而避免对位产物的生成。由于是系列实验,每一步产品的产率及纯度都关系到下一步实验能否进行,学生必须仔细认真地对待每一步反应和每一步操作。通过这些操作既加强了基本实验技能的训练,又加强了理论与实际的联系,并且前一反应的产物要用来作为后一反应的原料,因此对中间产物的质和量提出了较高的要求,杜绝了部分学生的弄虚作假。培养了学生实事求是的科学态度。
3渗透绿色化学理念,引入现代有机化学实验技术与方法
(1)我们在实验教学过程中有意识地向学生渗透环保意识,使学生充分认识到保护环境必须要“从自我做起”,从而养成良好的实验行为习惯,在实验中所产生的废液必须分类回收,如果可能尽量做到循环利用,尽可能做到“三废”对环境的零排放。(2)对某些有毒反应,寻找无毒替代物。如间二硝基苯的制备实验,所用的原料硝基苯及产物间二硝基苯均为剧毒致癌化学物质,我们选用毒性较小甲基橙制备实验取代间二硝基苯的制备实验。而甲基橙为实验室常用酸碱指示剂,可以大大增加了学生对甲基橙合成的兴趣。(3)充分利用学生的产品,将该反应产品作为另一反应的原料,实现无废物排放。如上面实验合成的甲基橙,甲基橙可以作为光催化降解的模型化合物,甲基橙可以被分解为无毒的小分子。
4选择联系学生专业的实验内容
基于我校化学、材料及生物类专业毕业后大部分将从事与化学、材料及生物制药有关的工作,教学上有意为学生将来的发展做好知识方面的储备。在实验教学中,我们在教学内容上根据专业的不同,选择了一些与专业联系紧密的实验内容,如:针对高分子材料专业及金属材料专业我们选择双酚A(BPA)的制备实验作为教学内容,双酚A是一种用途很广泛的化工原料。它是双酚A型环氧树脂及聚碳酸酯等化工产品的合成原料。双酚A主要是通过苯酚和丙酮的缩合反应来制备,一般用盐酸、硫酸等质子酸作为催化剂。由于高分子专业及金属材料专业在后续课程中会讲到环氧树脂及环氧树脂涂料的制备。前期的实验会让学生对环氧树脂有更深的认识。另外我们也适当增加了精细有机合成,天然有机物提取等实验内容如针对应用化学专业开设具有解热、镇痛和消炎作用阿司匹林的制备实验。对生物工程专业学生开设茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因“等。这些实验既激发了学生学习有机化学的兴趣,又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。
5建立开放型实验室,培养学生的创新能力
创新教育应当融入所有教学环节,让学生多接触需要发现、分析和解决的问题,进行思维训练和实践锻炼。首先,加强开放性实验项目的设置与管理。开放性实验项目目前已成为应用化学专业培养方案的一个有机组成部分。而且有的项目还根据低年级与高年级学生知识水平和实验动手能力的差异,因材施教,把科学研究训练、科研实践训练分成要求不同的两个层次,使低年级学生尽早接受研究气氛的熏陶;高年级学生的训练选题则尽量与教师的科研课题结合,条件具备的还与其毕业论文工作相衔接,使他们得到系统和全面的锻炼,以期获得更好的效果。在开放性实验方面,我们针对基础较扎实,求知欲较强,对化学有浓厚兴趣的学生开展“大学生创新与实践活动”。其形式将学院论证、设立由教师或学生建议的具有科研或开发背景的课题与项目,然后由学生自行组合的小组(3~5人)在教师的指导下完成研究工作,提交研究论文或研究报告。通过这种活动进一步提高学生的实践能力和综合素养,了解科学研究方法,鼓励他们积极参与各项竞争,展示自己的才华。其次,继续组织学生积极参加省内外的各类竞赛,如课程竞赛、化学实验竞赛等。以江苏省化学化工实验竞赛为例,参赛以小组为单位进行,要求参赛者针对一个综合的化学问题,设计出制备、分离、分析等详细步骤,包括提出所需药品及仪器设备的要求,完成论文式报告,并进行答辩。这种竞赛方式可以综合考察学生的分析解决问题的创造力、实验动手能力、数据处理能力、科研论文撰写能力及口头表达能力。通过这种竞赛可以总体考察学生在化学学习与实践中的能力和团队合作精神;检验化学教学的状况。
6改革实验考核体系,实现客观全面评价
考核是实验课的重要组成部分,是对学生掌握知识水平的操作技能情况的综合客观评价。(1)考前开放实验室,给学生创造良好的复习条件。考前将整个学期的实验仪器都摆出来,学生可以来实验室进行复习,并有教师辅导。(2)正确拟定考核题目,制定统一评分标准。命题原则是以大纲为依据,注意不偏离所学的基本内容,又要考核学生灵活运用所学过知识和技能;既要反应基本要求,又要有综合试题,使考试真正能够起到对学生全面检查,并利于提高学生分析问题和解决问题的能力。(3)以组为单位,现场观摩,单兵考核。每班学生分成四组,每组7~8人,以小组为单位分批进入实验室现场考核。按序抽签,单兵考核,其他学生现场观摩。现场抽签,使学生无法猜题,这就促使学生必须对本学期所学的内容进行全面的复习,考前开放实验室,学生积极参加,扭转学生死记硬背应付考试的被动局面。现场观摩受益面大,效果好。每个学生虽然只抽一个考题,但要观摩6~7个学生的考试,观摩别人可以发现自己的问题。(4)评定总结。小组考核完毕后,学生进行评定总结,由于考核情况相互了解,学生发言积极,气氛活跃,最好老师补充总结。小组讲评,既肯定成绩,又指出存在的问题,激发了学生的进取精神,活跃了学习氛围。教学实践证明,改革实验考核方法,严格实验教学管理,不但使学生对实验课的重视程度加强,也使学生的操作技能得到进一步加强。
7总结
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关键词:大学物理实验;项目优化;内容拓展
近年国内外经济发展形势对人才类型的需求产生了深远的影响,就目前分析,高素质应用型人才的培养是工科院校的首要目标。大学物理实验主要是针对高等学校工科学生开设的一门必修基础课程,该课程对提高学生初步的研究能力和实践学习能力是至关重要的。因此,大学物理实验的教学内容和方式与高素质应用型人才的培养息息相关。我国一般高等院校的多数物理实验项目、内容仍采用老旧的模式,主要偏重对经典验证实验,而对有助于提高应用能力、创新能力,解决实际问题的能力的拓展实验缺少开发,这与当代科学发展的综合性和交叉性趋势是相违背的,也不利于当代所需应用型人才的培养。进行大学物理实验项目优化和内容拓展势在必行[1-3]。针对大学物理实验项目、内容的改革也引起了国内学者的关注[4,5],依据辽宁工业大学(以下简称我校)的实验室设备投入情况和师资条件,抓住我校实施提高大学物理实验教师教学能力和实验设备维修能力,开发设计性、综合性实验项目能力,指导创新、创业项目的能力活动之契机,对大学物理实验项目进行了优化,对内容进行了拓展。通过具体实施、实践,结果表明,新的项目优化与内容拓展的教学模式有效地提高了工科学生应用能力、创新能力和解决实际问题的能力。
一、大学物理实验项目优化
针对我校工科学生的专业特征和应用型人才培养的需要,在现有实验室面积和实验设备数量及实验室教师的师资水平基础上,对本学期开设的实验项目:用复摆测重力加速度、稳态法测量不良导体的导热系数、用双臂电桥测低电阻、用惠斯登电桥测电阻、用模拟法测绘静电场、计算机仿真-热敏电阻的特性研究、热电偶的定标、电子束综合试验仪的使用、电子示波器的使用、光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定、迈克尔逊干涉仪、衍射法测量微小长度、用衍射光栅测光波波长、霍尔效应测磁场这14个实验项目进行优化。为了兼顾工科各专业的学科特点和培养目标,通过现有的大学物理实验网上选课系统,将学生所上实验项目分为必做项目和选做项目两大类。必做实验项目为具有代表性的经典实验,必做实验可以使各专业学生对基本的实验知识、实验方法和实验技能得到系统地学习和掌握;而选做实验可以使学生按照自身的专业特点自行分类,发挥自己的专业特长。考虑到知识的全面性,力学、热学、电学和光学实验都不能缺少,故用复摆测重力加速度和稳态法测量不良导体的导热系数保留作为必做实验项目。同为电学实验的用双臂电桥测低电阻和用惠斯登电桥测电阻有较大的相同之处,故保留经典的用惠斯登电桥测电阻作为必做实验项目。电子束综合试验仪的实验有助于学生进一步理解电子示波器的原理,同时电子示波器又是多数工科学生必用的仪器,因此,两个实验都作为必做实验项目。用模拟法测绘静电场和计算机仿真-热敏电阻的特性研究这两个实验同为模拟实验,计算机仿真实验是目前模拟实验的典型,故选计算机仿真-热敏电阻的特性研究作为必做实验。霍尔效应测磁场作为电气、电子类专业学生的选做实验项目会更为合适。光学实验选干涉和衍射的典型实验——光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定和用衍射光栅测光波波长作为必做实验,可以达到对光学实验的基本方法和基本操作的掌握。经过上述分析,优化后的大学物理实验项目如表1所示。在原有的大学物理实验项目的基础上进行筛选,将实验项目调整为必做实验和选做实验两大类,各工科专业学生通过必做实验可以获得有关物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。通过选做实验,学生按照专业特点、兴趣爱好自主分类,充分调动了学生的学习兴趣。同时要求学生做选做实验时,能自己预习、自己选择实验器材、自己设计实验过程和自己分析实验结果,教师给予最后的指导和评判,实现开放式的实验教学过程,这样可以大大促进学生的独立思考和创新能力的培养。
二、大学物理实验内容拓展
通过必做和选做项目的分类固然可以使学生在专业上获得各有所长的发展,但是学生物理实验能力和水平也是参差不齐的,一些学生对物理实验的渴求远不是这些经典物理实验能够满足的。因此,还需要通过内容拓展来开发出一些创新性拓展实验,使得有这方面爱好和专长的学生有用武之地。创新性拓展实验源于基本的大学物理实验项目,但也不拘于原有的基础实验。飞速发展的电子技术使得一些基础物理实验项目的方法显得落后,而基础物理实验项目中的物理思想又是永远值得保留的智慧精髓。针对迈克尔逊干涉仪,可以拓展出一系列的创新性实验项目,如用迈克尔逊干涉仪测量钠黄光的光波长和相干长度,用迈克尔逊干涉仪测量薄玻璃片的厚度等。针对衍射法测量微小长度实验,可拓展出金属细微丝的直径的测量。在衍射法测量微小长度项目内,又可增加利用劈尖干涉测量金属丝直径的内容。针对霍尔效应测磁场实验可以拓展出非接触方式测量导线电流强度的实验,利用霍尔原理设计实验测量装置,通过测量霍尔元件两端的电势差和工作电流等物理量,利用单片机编程自动进行数据计算与处理,最后通过LED屏输出计算载流导线的磁感应强度。针对用复摆测量重力加速度实验进行内容拓展,可以要求利用光电管制作一个计时器测量周期,利用单片机处理、分析数据,计算出加速度值和不确定度,再利用LED将结果显示出来。实验内容拓展所需的软件和硬件部分分配给不同专业学生完成,又可以培养学生们团结协作的精神。这些创新性拓展实验项目被安排在必做和选做实验项目之后,而且不要求全体学生参与,也不作为必修课程,只鼓励对物理实验具有强烈爱好又拥有专业特长的学生参与,并有专门教师指导,学生以研究性的论文和作品形式展示成果。这些成果可以参加各类创新竞赛,可以用于发表文章,还可以作为毕业设计内容。
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关键词:高中; 化学; 实验教学
1 引言
化学作为自然科学的一部分,伴随时代已发展成为一门关系社会前进、国计民生,并与科学技术密切相关的科学。美国化学家布里斯罗(Breslow R)概括称“化学是一门中心的,实际的和创造性的科学”[1]。
满足国家发展对人才的需求,进入新世纪,我国启动了基础教育新一轮的课程改革。顺应改革趋势,2001年下半年起,高中化学课程标准研制工作启动。2002年初,按高中课程改革的新思路对《全日制普通高中化学教学大纲(试验修订版)》进行再修订,修订后的《全日制普通高中化学教学大纲》在突出科学探究、联系社会生活实际和增强学生社会责任感等方面有所加强,着重了学生的实验活动。2003年4月《普通高中化学课程标准(实验)》出版,与以往高中化学教学大纲相比,化学课程标准在课程思想、课程目标、内容体系、学习方式、教学建议、评价建议、教材编写和课程资源开发等方面均有质的飞跃,在课程研究方法上也有新的突破。化学实验是化学科学的基础,更是高中化学教学的基础。化学实验对于提高化学教学质量,全面落实培养科学素养的目标,具有其它教学内容和形式所不能替代的作用。本文对化学实验及实验教学探究进行阐述。
2 高中化学实验教学
教师将化学实验置于一定的化学教学背景下,为实现一定的化学教学目的,而开展的一系列教学活动,称之为“化学实验教学”。化学实验教学是化学教学的重要组成部分。
2.1化学实验对于化学教学的基础性
化学是一门以实验为基础的学科。化学实验是人们探索和验证化学规律的手段,是学生学习化学的重要方法,是学生进行科学探究的重要途径,是培养学生创新精神和实践能力的重要过程。而且,实验还是化学教学的基础,它以丰富的内涵在化学教学中发挥着独特的功能和作用,正确认识化学实验的多种作用,对于深化化学实验教学理论,培养学生科学的实验素养,全面提高化学教学质量,具有重要的理论和实践意义[2]。
2.1.1 化学实验的认识论功能
一、化学实验是提出化学教学认识问题的重要途径之一;
二、化学实验能为学生认识化学科学知识提供化学实验事实;
三、化学实验能为学生检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实。
2.1.2 化学实验的方法论功能
实验不仅是一种实践活动,从教学认识角度来看,它还是一种重要的感性认识方法,具有方法论功能。实验方法论是科学方法论的重要组成部分,在化学实验教学中有着十分重要的作用,它是落实科学素养的“过程与方法”目标的重要手段[3]。通过化学实验可以使学生经历科学实验的一般过程,学习实验方法。
2.1.3 化学实验的教学论功能
一、化学实验能够激发学生的化学学习兴趣 学习兴趣是学习动机中最现实最活跃的成分。按照水平高低,可将化学学习兴趣分成“感知兴趣”、“操作兴趣”、“探究兴趣”、“创造兴趣”四种水平[4]。
感知兴趣 感知兴趣是指学生通过感知教师演示实验的现象和对观察各种装置、仪器而产生的一种兴趣。这种兴趣对于初学化学者有积极的作用。
操作兴趣 操作兴趣是指学生通过自己动手操作来获得化学实验现象兴趣。
探究兴趣 探究兴趣是指学生通过探究物质及其变化产生的原因和规律而产生的一种兴趣。探究兴趣对学生形成和发展科学探究能力有重要影响。
创造兴趣 创造兴趣是指学生利用所掌握的的信息、技能和方法进行一些新事物的尝试活动所形成的一种兴趣。这种兴趣是学习兴趣的最高水平,是推动学生形成较高科学素养的最强劲动力。
二、化学实验能够创设生动活泼的化学教学情景
首次在“情景认知和学习文化”中被提出的情景认知的观点认为:知识是具有情景性的,知识在情景中通过活动与合作而产生;当学习发生在有意义的情景中才是有效的;只有在情景中呈现的知识,才能激发学习者的认知需要,从而产生学习动机和学习兴趣[5]。 所以,情景创设是化学教学设计的重要要素。
三、实验探究是转变学生学习方式和发展科学探究能力的重要途径
化学教学中的科学探究主要有实验探究、调查探究和理论探究三种形式,其中实验探究是最重要的一种形式。实验探究是指在实验中进行的一种探究活动。
四、化学实验是落实“情感态度与价值观”目标的重要手段
落实化学课程中观念、情感、态度与价值观等体验性目标,要运用“体验”的方法。体验作为一种方法,要通过具体的活动来承载,而化学实验活动,尤其是实验探究活动,则是学生获得各种体验的最基本、最重要的载体。学生通过亲身经历实验探究过程,可以自我体会、自我感悟。
2.2 新课程标准下的化学实验
2003年国家教育部推出了《普通高中化学课程标准(实验)》,在新课标中明确指出:高中化学课程在九年义务教育的基础上,以进一步提高学生的科学素养为宗旨,激发学生学习化学的兴趣,尊重和促进学生的个性发展;帮助学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法,提高学生的科学探究能力;在实践中增强学生的社会责任感,培养学生热爱祖国、热爱生活、热爱集体的情操;引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响;理解科学、技术与社会的相互作用,形成科学的价值观和实事求是的科学态度;培养学生的合作精神,激发学生的创新潜能,提高学生的实践能力[6]。
2.2.1 新课程下化学实验的功能
化学实验教学是一种将形象思维和抽象思维相结合的有效的教学形式,是学生获取知识和培养能力的重要途径。高中化学课程的改革突出了对化学实验的重视,实验教学以其课堂教学没有的特殊效果,在提高教学效益方面占据绝对优势。面对新课程理念下教师施教模式和学生学习方式的巨大转变,重新认识和挖掘实验教学的功能显得尤为重要。
一、创设教育情境,引发积极思考。化学实验是化学教学中固有的教学情境,可以积极有效地激发学生学习化学的热情。学生在化学实验提供的实验情境中,可采用独立探究或分组合作等形式,通过对实验过程和实验现象的观察分析,直接归纳结论,获得知识。化学实验具有较强的直观性和具体性,是学生求得知识的有效途径。化学实验能够模拟关于化学问题的“案发现场”,学生在情境中学习,能够更加主动的思考。
二、引导科学探究、自主获取知识。探究性学习是新课程所倡导的一种学习方式,运用探究性学习方法能让学生从探究中主动获取知识,应用知识。化学科学探究实验是探究性学习的具体体现。教材中的实验都是比较经典传统的,一般是标准的答案,学生在学习这些实验时,易产生固定的思维模式,以靠近或达到标准答案为目标,这明显无益于学生独立思考能力的培养。
2.2.2 新课程下化学实验的特点
培养学生的学习兴趣,是新课程改革中重要的目标之一。对于高中生来说,正处于人生重要的学习阶段,根据他们生理心理的发展状况,应充分契合他们的求知欲,掌握其好奇心理展开教学,从而使课堂实践教学的改革更好的推进。对于教师需要配合学生的特点,使学生能够主动进入实践活动的教学中。新教材中的实验,让学生学会探究,使每位学生都成为学习的主体,积极参与实践。
2.2.3 化学实验是高中化学新课程的重要组成部分
高中化学课程改革后,采用模块组织课程内容,分必修和选修两部分。在高中化学课程标准中,化学实验的内容也分为两部分,但不是以选修和必修为标准,而是以其组织方式进行划分。以分散的方式,即将实验内容穿插在“化学 l”、“化学 2”、“化学与生活”、“化学反应原理”、“化学与技术”、“有机化学基础”、“物质结构与性质”模块的“内容标准”和“活动与探究建议”中,实验内容主要以观察与思考、活动与探究两类栏目体现。以集中的方式,即专题形式展开的“实验化学”模块,该模块体现了对化学学科特征的强化。
2.3 对实验教学现状的调查分析
我国在加强实验教学方面做了大量工作,也取得了一定进展,但从充分发挥并落实化学实验和实验教学的各种功能、体现化学实验的重要性来说,仍然处于相当薄弱的地位。在开展实验教学上存在着诸多的问题。教师作为教学活动的组织者和实施者,对教学效果起关键作用。从教师开展教学方面出发,主要存在的如下问题。
一、价值取向:以试为主,以分为标 化学实验教学的价值取向,主要是指教师对化学实验教学的认知与理解,实施化学实验教学的目标与意义所在的认识,即对化学实验教学行为起导向性的认知。教师们基本能够对新课程价值标准的取向有正确的判断。
二、设计目标:单维从者多,三维者少 新课程强调实验教学要以“三维”目标为引导,教师在规划施教内容时,也应依据此目标。
三、实验模式:继承传统,创新不够 新教材中提供了很多实验资料和完整的实验设计,必修1、必修2两本教材中设计的实验,大多数是有代表性的实验,有俗成的模式。这就要求教师在这些实验的基础上进行创新教学,即可开展丰富的、有深度的实验设计。
2.4 对化学实验教学的优化
高中化学课程的深入改革,明确指出了化学实验教学对化学教学的重要性。
结合新课程标准,分析当前高中化学实验教学的现状,有必要对其优化。
2.4.1 对化学实验教学创新的思考
创新有两种:一种是科学发现与技术发明,这是一种彻底的革新的创造;另一种是对已有科学发现的补充与技术发明的改进,这是精益求精的再创造。对教师来说,教育或教学需要不断追求完善。高中传统化学实验偏重于结论的验证,倾向于动手能力及技能的的训练,过于看中实验结果的的认知,轻视学生对过程的切身感受,学生缺乏自主思考的机会,丢掉了其方法论和教学论的主要作用,不利于全面提升学生科学素养[7]。
2.4.2 对“育人”和“育己”的思考
教师有“育人”的职责,而“育人”必须先“育己”。教导学生富有创新精神和实践能力,教师本身必须先具备创新的实践基础。事实上,对于每个学生或老师,都有创新的潜能。
2.4.3 化学实验教学的优化策略
一、做好演示实验,鼓励学生主动参与实验操作,培养其对实验的兴趣。教师的身教对教学很重要,在做演示实验时,教师操作越熟练,学生越有信心,无形中消除了实验的紧张气氛;另外实验的成功率越高学生越有助于培养学生科学的态度。
二、组织好学生实验,培养学生的实践能力。要提高教学的有效性,教师应重视创设与教学情境相似的实验情境,促进知识和技能的正迁移,培养学生的实践能力。“少说话多做事”,提供充裕的实验时间。引导学生不要受限于书本实验的条框。分工分组精细化,一人一组或多人一组,培养独立实验的能力。
三、组织好课外实验活动,开辟实践活动的场所。教学心理学家皮亚杰的认知建构理论认为,“知识是个体与环境交互作用的过程中逐渐建构的结果”,“个体的智慧和认识是通过与环境相互作用而得到生长和发展的”。由此学生实践能力的习得和提高,同样依赖于学生主动参与学习和研究的过程。摒弃传统“重结果轻过程”的课堂教学弊端,鼓励学生自主探究,体现化学教学重在做的教学特点。
四、开放实验室,充分培养某些学生的创新能力。俗话说“上有政策,下有对策”,课程的改革就要求有相对应的教学方式,对此可以考虑增强实验室的利用度。在美国,除了正常的上课时间,其他的时问,化学实验室都是向学生正常开放的,这样,学生就可以按照自己的兴趣和想法设计出各种各样新颖的实验,然后在实验室中进行操作,这种开放的实验体制能够提高学生实验能力。
2.5 化学实验教学的健康发展
高中实验教学健康发展之路,从教师、学校、教育行政部门和高考命题方四个方面分析[8]。
一、教师是实验教学的实践者与领航者
教师要转变教学中重“实验结果”轻“实验过程”的教育观念。化学实验功能的不仅体现在于获得“正确”的实验结果,更重要的是学生在实施实验的时候能感受探索所带来的乐趣,通过这种切身的经历,更能深刻的理解科学实验的内涵,建立科学的态度、情感和价值观。
二、学校要做实验教学健康开展的管理者与组织者
学校以促进素质教育为办学理念,抛除不适应现行教学的应试教育观念,将升学率仅看作为教学目标的辅助参考因素。
三、教育行政部门要做实验教学健康开展的指导者与监管者
教育行政部门被分配了引导、监督学校教育教学肩负的任务。学校办学是否合法规范,是否进行素质教育等情况,都属于加大实验教学的内容,教育行政部门应给予及时全面的检查与督促,将实验教学列为学校评价的内容,强力规范学校实验教学。
四、高考命题机构要做实验教学健康开展的引导者
目前高考的试题内容依然是高中化学教学的指挥棒,在高考制度近时段内不可能有没有大变化的情况下,命题方向完全可以引导实验试题的考查侧重点,侧重考查学生的实验操作能力,加大对操作细节的考查,使试题有利于动手实验能力强的学生,当然从长远来说应该改革高考制度,更加注重考查学生的实验能力。
3 总结
本文的主体分为四个部分对高中化学实验教学进行了阐述。首先阐述化学实验的基本功能,明确化学实验对化学学习的重要性;其次分析新课程标准,对高中化学实验进行新定位,进一步明确现阶段化学实验的新功能及重要地位;接着分析化学实验教学开展中存在的问题;然后结合新课程标准,提出有利于当前实验教学的具体策略;最后对高中化学实验教学健康发展的展望。
参考文献:
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[3] 刘知新. 化学教学论. 北京: 高等教育出版社, 2009: 184-185.
[4] 梁慧姝, 郑长龙. 化学实验论. 南宁: 广西教育出版社, 1996: 196.
[5] 裴新宁. 化学实验的情景教学观. 中学化学教学参考, 2001(5): 12-13.
[6] 中华人民共和国教育部, 普通高中化学实验课程标准(实验). 北京: 人民教育出版社, 2003: 3.
[7] 王祖浩. 上海市中学化学课程标准解读[M]. 上海: 上海教育出版社. 2006: 279-290.
[8] 马健生,蔡雪.高中化学实验教学中亟待解决的问题及探究[J], 学科教育, 2003, (5): 17-22.