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利用化学微实验提升学生的问题意识

作者:未知 时间:2017-02-07 阅读:( )

  随着年龄的增长,不少学生“问题意识缺乏症”明显,发现和提出问题的积极性更是越来越低,而探究性学习提倡的是培养学生的思维能力、创造能力。那么,如何充分利用化学学科实验的特有功能,在实验探究中培养学生的问题意识,提高学生的科学素养,是摆在广大初中化学教师面前的亟待解决的问题。

  一、“留白式”微实验,提升学生问题意识

  演示实验在教学中往往成为验证教师讲述内容正确与否的一个“旁证”。有不少教师为达到更好的教学效果,利用微实验对实验内容进行改进。如果在实验改进的过程中引导学生主动参与,为学生“留白”,这样能开拓学生的思维,提升学生的问题意识。例如在微实验“对蜡烛及其燃烧的探究”的开发中,教材实验将干燥的烧杯罩在火焰上方,由于火焰上方温度较高,玻璃壁很薄,导热性好,所以形成的水雾立即又蒸发了,根本看不到现象,而且烧杯罩在火焰上方后会很烫,容易烫伤手。用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,由于烧杯需要倒过来,所以烧杯内壁只有极薄一层石灰水,且分布不均,浑浊现象不明显。笔者在教学中,将烧杯换成长颈漏斗,长颈漏斗上端开口,空气流动比较快,蜡烛燃烧充分,且漏斗比较长,蜡烛燃烧后生成的水蒸气经过冷凝,很容易看到水生成,生成水的现象比较明显,而且有助于启发学生去寻找其它代替品。而将蜡烛放在燃烧匙中(便于拿出),点燃,放入集气瓶中,上面盖上玻璃片。蜡烛熄灭后,迅速将燃烧匙拿出,倒入澄清石灰水,石灰水变浑浊,验证有二氧化碳生成,现象比较明显,但操作起来比较麻烦,在实验中还产生较多黑烟。通过学生的多次尝试,最终采取用小U形管代替长颈漏斗及集气瓶,实验现象更为明显;实验操作更为简便;而且在实验中产生的黑烟很少,减少污染物的产生。留白式微实验既能让学生认识到化学实验的微型化、绿色化、实验药品节约化以及实验步骤简单化,又给学生留下思考的余地,容易使其发现问题,进而动脑筋去解决问题。

  二、“阶梯式”微实验,提升学生问题意识

  教育家程鸿勋说,“客观世界的一切都是有序的,我们的青少年的进步、成长、超越、创新、发展也应该是有序的,应该是阶梯式的,也就是应该既有渐进又有飞跃的阶梯式的”。在初中化学实验教学中,也应该遵循学生的认知规律,通过“阶梯式”微实验,交给学生攀登的阶梯,在攀登的过程中不断发现并解决问题,提升问题意识。

  在学习“燃烧的条件”实验时,由于演示实验的实验条件要求高,学生理解有困难,因此,采用阶梯式的微实验来帮助学生理解。

  实验设计如下:

  (1)分别用坩埚钳夹着小纸片和玻璃片在酒精灯上燃烧,观察现象,玻璃不燃烧,纸片燃烧,由此得出燃烧需要可燃物。

  (2)把白磷放在小试管里,小试管口套一个小气球,再把小试管放在冰水中,现象是白磷不燃烧,得出只与氧气接触,不会燃烧。然后再把试管放在热水中,现象是白磷燃烧,得出可燃物温度达到着火点,就燃烧。

  (3)分别在三支小试管里放入红磷、白磷、白磷和水,管口分别套一个小气球,同时放入冰水和热水中,现象是:红磷不燃烧,白磷燃烧,白磷和水不燃烧,得出可燃物燃烧的条件是:①氧气;②温度达到着火点。在这一系列的实验中,采用由浅到深,由简单到复杂的原则编排,学生更容易进入学习状态中,然后逐步增加实验内容及难度,让学生对实验提出自己的问题,提升了学生的问题意识。

  三、“自助式”微实验,提升学生问题意识

  “自助式”微实验,就是教师准备微实验所需仪器为学生提供帮助工作,要求组内学生按照教材实验内容互教互学,

  相互答疑,进而发现并解决实验中存在的问题。如在做“木炭的吸附性”实验,要求学生参考教材进行实验。准备实验器材时,用品红代替红墨水,用小试管代替锥形瓶。学生初次实验时,竟然没有一组出现品红颜色消失的现象。在分析实验失败原因时,大致有以下几方面:品红用量多了,木炭太少,木炭没有烘干,块状木炭与品红接触面积小等。针对失败原因,各组学生分别改进实验,新的问题又接踵而至,把块状木炭研磨成粉末后,整个溶液全变黑了,怎么解决这个问题呢?有的小组要脱脂棉塞在试管口,有的小组要滤纸,有的小组要纱布等。在实验报告的反思一栏中,学生反思到:通过实验的失败,我们发现少量药品同样有明显的实验现象,药品的用量不是越多越好。另外,不同的实验用品也可达到同一个目的,如:脱脂棉、滤纸、纱布都有一定的吸附性。

  通过“自助式”微实验,学生发现了教材中没有出现的问题,也学会了用不同的方法解决问题,学生的问题意识逐渐提升。

  四、“陷阱式”微实验,提升学生问题意识

  学生对新知内容的接受需要一个过程,教师更多的时候呈现给学生的只是一个完美、简明、流畅的实验过程,而思维过程中失败的部分早已隐藏。但这些“隐藏”的部分,往往就是学生较为“模糊”、容易出现错误的地方。

  在化学实验的过程中,传递给学生的信息不应是“全息”,而应在实验中巧设“陷阱”,让学生在矛盾中反思自己的知识,有效提高学生的问题意识。如:在学习质量守恒定律时,教师演示盐酸与碳酸钠粉末的反应来验证质量守恒定律。在做这个实验时,教师先强调质量守恒定律,然后提出问题:这个反应前后天平是否平衡,学生进行猜想,接下来用实验来验证,在锥形瓶中加入少量碳酸钠粉末,然后在小试管(用小细线系住小试管)中加入盐酸,不让盐酸和碳酸钠粉末接触,整体放在天平上,调节天平至平衡,接下来拉动细线,使盐酸与碳酸钠粉末接触,反应结束后让学生观察,结果天平不平衡,与学生的猜想不一样。难道质量守恒定律错了吗?还是实验药品有问题?或者是实验仪器有问题?接下来又拿出一个锥形瓶,这个锥形瓶上带有橡胶塞和分液漏斗,重复上面的实验,让学生观察,结果天平平衡了。针对两次实验学生提出问题:为什么第一次天平不平衡,第二次天平平衡?然后,对比两套实验装置,学生自己解决问题:第一次的锥形瓶是敞口的,第二次的锥形瓶是封闭的。还可引导学生提出问题:做验证质量守恒定律的实验要注意什么?之后由学生自己得出结论:有气体生成的化学实验装置是封闭。这样,在学生对知识掌握不牢固的前提下,利用微实验巧设“陷阱”来暴露薄弱环节,从而加深学生对这个薄弱环节的理解,这样学生的知识面更广,更深,同时也提升了学生的问题意识。

  问题是探究之本、思维之源。在化学实验教学中,运用微实验设计一定的问题情境,教师的问题诱导下,学生的问题意识被地激发出来,学习的积极性和主动性大大提高,学习方式自然会逐渐转变。

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