引言
實驗教學對高中化學教學具有重要影響。新課程改革要求教師改進、創新實驗教學。化學實驗教學的創新,不僅能夠促使學生将化學理論知識與實際生活相結合,還能有效提高學生化學實驗的操作能力。本文主要從化學實驗器材、實驗方法、實驗類型的創新切入,進一步研究如何提高化學實驗課的教學質量。
01
實驗器材的創新
化學教學的新課程标準明确指出:教師應鼓勵學生通過變廢為寶的方式自主創造較為簡單的實驗器材,以激發學生的創新意識。人們的生活中有很多垃圾廢品。有些垃圾不僅能夠回收再利用,甚至有着良好開發價值。教師可以鼓勵學生把這些廢品做成較為簡單的實驗器材。這樣不僅能夠激發學生的創造力,還可以有效提高學生的探究興趣,并實現環保的效果。例如,在教學“膠體電池”的實驗時,由于該實驗存在操作不便捷、電壓需求較高、浪費時間等問題,教師可以鼓勵學生整改有明顯色差的氫氧化鐵膠體、H形管等生活垃圾作為實驗器材。這樣會收獲良好的實驗效果。
△Labox萊博士高中化學實驗箱
02
實驗方法的創新
實驗方法的優劣直接影響化學實驗的效果。好的實驗方法可以更好地實現化學實驗教學目标。教師對原有化學實驗方法進行多層次的分析和研究,從而改進和創新原有化學實驗方法,向學生展示更為清晰、具體的實驗過程,有利于學生學習、理解、掌握化學知識。因此,創新實驗方法是高中化學教學的探究重點,是提高學生思維能力、實驗能力的有效途徑,有利于培養學生自主設計實驗方案的能力。在傳統化學實驗教學中,學生按部就班地進行實驗,造成了學生思維的局限性和實驗方法的機械性,無法有效培養學生的創新能力。長此以往,學生就會對課本産生依賴性,無法進行自主實驗。
例如,在教學“二氧化硫”有關性質探究實驗中,氫氧化鈉溶液和二氧化硫實驗反應現象不明顯。教師可以引導學生從以下方面進行改進和創新:①運用指示劑,将酚酞滴入二氧化硫和氫氧化鈉混合溶液中,如果溶液的紅色褪去,則表明實驗有反應;②而有的學生認為,加入酚酞溶液之後紅色褪去,也可能是二氧化硫的漂白性導緻酚酞的顔色變白。根據以上兩種回答,教師可以指導學生進行相應實驗:适量氫氧化鈉注入剛褪色的溶液中,如果生成紅色,則表明實驗①是正确的;如果溶液不變色,則表明實驗②是正确的。在學生完成實驗操作後,教師需要及時指導學生反思實驗結果,挖掘實驗中存在的不足之處,從而有效地提高化學實驗教學效果。
03
實驗類型的創新
(一)綠色環保型
綠色化學實驗主要是指在化學實驗過程中,通過改進實驗步驟和思路,減少實驗有害、有毒物質的排放,減少實驗藥品的用量等,以達到綠色環保化學理念的要求。該類實驗設計的關鍵是把實驗置于密閉的體系當中實施,以此有效減少或消除污染物的産生及排放,防止污染物對人體造成危害,并培養學生愛護、保護環境的意識,實現綠色化學實驗理念的貫徹實現。
例如,在對SO2的化學性質及水溶性進行實驗時,以往的實驗是在水中通入SO2。然而這樣會造成SO2排放到空氣中,不符合綠色化學理念的要求。因此,教師可以加裝尾氣吸收裝置,或者通過氫氧化鈉溶液吸收多餘的SO2。改進後的實驗不僅可以有效減少SO2的排放及污染,還能夠有效鍛煉學生分析及解決問題的能力。值得注意的是,在對類似的實驗進行創新時,教師不能輕易地忽視學生觀察化學物質的感受。一般來說,少量吸入NH3、C12等有害氣體,通常不會對人體産生危害,但會影響學生的親身感受與體驗。因此,在創新實驗時,如果化學實驗材料劑量較少、毒害較低,在确保實驗綠色環保的情況下,教師還需要顧及學生自身的感受與體驗。
(二)生活化實驗
生活化實驗是指實驗人使用生活物品替代化學實驗儀器,以此減少化學試劑的實際用量,減少或消除污染物的排放。該類實驗的共同優勢是利用生活中常見、易得的物品來代替化學實驗儀器,有利于學生進行家庭與分組實驗;有利于學生把生活實際和化學知識相結合;有利于教師把課堂教學延伸到課外,以此全面提高學生的化學素養。
例如,Fe2 與Fe3 之間互相轉化的實驗,通常以“蘋果汁的變色實驗”進行實現。具體實驗的使用物品有維生素C片、1個青蘋果、無色的玻璃杯、榨汁機。在實際實驗時,實驗人首先使用榨汁機将青蘋果榨汁,然後将青蘋果汁導入無色的玻璃杯中;果汁在較短的時間内呈現為淺綠色,在放置幾分鐘之後,果汁很快變成了較深的黃色;加入維生素C藥片粉末,攪拌溶解,蘋果汁很快由黃色變淺或變為原狀。該實驗不僅為學生提供了一個“生活化”的化學角度,還使學生意識到可以利用所學化學知識解決現實生活的問題,深刻體會到現實生活與化學知識之間的緊密聯系。但是,此類實驗的創新存在缺點。首先,該類實驗的創新是利用生活廢棄物或者醫療用品代替化學儀器。這就會存在物品本身是否衛生、物品的使用是否安全等問題。其次,化學儀器設備的生活化會減少常規性的實驗儀器的運用,忽視了常規性化學儀器所具備的教學功能,從而降低學生熟練使用化學儀器的能力。因此,在化學儀器實現生活化的基礎上,教師還需要适當強化常規性化學儀器在實驗中的運用。
△東方Sky-Docking化學吊裝實驗室
(三)微型化實驗
微型化實驗是以傳統實驗為基礎,在确保實驗效果的前提下,實驗人運用微小的化學儀器,使用更少的藥品所開展的實驗。該類實驗不僅能夠減少化學資源的消耗,還能減少化學污染,從而有效提高化學實驗的安全性,并實現環保、高效、綠色的效果。例如,在開展濃硫酸脫水的實驗時,實驗人進行微型化創新,首先選擇2g蔗糖置于大試管當中;其次,向試管當中注入濃H2SO45mL,均勻攪拌後,塞上帶玻璃導管的橡膠塞,并在另一端插入有品紅的溶液試管,對實驗現象進行觀察。這種微型化的實驗,不僅有效減少了有害氣體的産生,還向學生滲透了綠色的化學理念,從而有效增強了學生的環保意識。
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結語
綜上所述,作為高中化學教學的必備項目,實驗教學是有效提高化學教學質量的必經途徑。通過實驗開展化學教學,教師可以将化學知識更加真實、具體地呈現給學生,從而使學生更好地掌握相關化學知識。基于此,教師應當不斷地創新化學實驗教學,以滿足新課程标準的相關要求,有效培養學生的操作技能及實踐能力。
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