通过实验培养学生探究能力

发表时间:2021/1/15   来源:《中小学教育》2020年29期   作者:杨文全
[导读] 实验在初中化学教学中起着极其重要的作用,实验教学是科学发展的基础,也是认识化学物质及变化的重要方法。
        杨文全
        安溪县凤城中学 福建安溪 362400
        摘要:实验在初中化学教学中起着极其重要的作用,实验教学是科学发展的基础,也是认识化学物质及变化的重要方法。通过化学实验增进对一些典型的化学物质及其变化的直观认识,培养学生科学的学习态度。通过化学实验的探究和改进,培养学生动手操作能力,分析问题和解决问题的能力。
        关键词:化学实验  探究能力
        前言:化学是一门以实验为基础的自然科学,经过实验教学不但可以激发学生学习兴趣,协助学生获取知识,还能培养他们的探究能力和创新意识。新课标中淡化了学生的实验和演示实验的区分,使化学实验不再只是简单的由演示训练某一实验技能、验证某个化学知识,而是把实验探究活动渗透到了平时的教育教学中。在现在的课堂教学中,很多教师会轻视实验活动的重要性,忽视实验中出现的异常情况,在新课程教学中如何通过实验培养学生探究能力,本文从以下几个方面谈谈自己的一些做法:
        一、通过实验改进,培养学生探究能力
        将二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液中,它们之间会发生反应但无明显现象,
如何设计一个实验验证二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生反应?
一般情况有以下实验方案:
思路1:二氧化碳在密闭体系中与氢氧化钠溶液发生反应体积减小,
使瓶产生压强差。
实验方案:将NaOH溶液倒入装满CO2的矿泉水瓶中,盖好瓶塞振荡,观察到矿泉水瓶变瘪了。
还可设计如下4种方案:




        甲             乙               丙                    丁
注意:因为CO2溶于水也会产生类似的现象,所以以上实验都要做一个CO2溶于等体积水的对比实验。
思路2:检验生成物Na2CO3的存在来判断反应的发生。

以上两种思路是比较常见的,还有其它方法吗?
思路3:查阅资料可知20℃时,NaOH、Na2CO3在乙醇溶液中的溶解度分别为17.3g、小于0.01g,由此可见NaOH在乙醇溶液中是易溶的,Na2CO3在乙醇溶液中是难溶的,会产生白色沉淀。
实验方案:将CO2气体通入NaOH的酒精溶液中, 观察现象。现象:产生白色浑浊。
再往白色沉淀中加入稀盐酸,沉淀逐渐溶解并产生大量气泡。说明生成了Na2CO3。
通过实验分析和设计创新实验装置,提高学生的实验操作能力及分析、解决问题能力。
        二、通过家庭小实验,培养学生探究能力
        古人云“教人未见意趣,必不乐学”,说明了兴趣对学习的重要性。开展家庭小实验,对增强学生学习化学的兴趣,对所学知识的巩固和应用,对培养学生的创新意识和创新能力,对提高学生动手操作能力起着极其重要的作用。
        比如,为证明碳酸盐能够跟酸反应生成二氧化碳这一性质。让同学们取一个玻璃杯,杯底放一只短蜡烛,同时铺一层纯减,其主要成分是碳酸钠。接着将蜡烛点燃,沿杯壁倒进一些食醋。这时学生会观看到杯中有大量气泡产生,紧接着蜡烛熄灭。这说明碳酸钠可以与酸发生反应生成二氧化碳。在蜡烛火焰熄灭后,玻璃杯盖一块沾有石灰水的玻璃片,学生会看到玻璃上有白色浑浊产生。进而证明二氧化碳的化学性质。所以,处理好家庭小实验,不但能够增加学生学习主动性,还可以让他们体验到生活到处都有化学,提高他们的自主探究能力。又如:烧水用的热水壶用久了底部有一层白色甚至发黄的水垢,这层水垢没有除去会导致导热效果差浪费能源,有时还会造成危险。在家中可以用什么方法除去呢?可以往热水壶中加入食醋并微热,再用水冲洗。为什么会产生水垢?是因为平时使用的水中含有Ca2+,Mg2+等造成的。这些家庭实验让学生感受到生活中处处有化学,化学与生活息息相关,培养学生学习化学的兴趣。
        三、通过课外活动调查,培养学生探究能力
        课外活动由多样性和补偿性的特点,化学和社会生活有紧密关联,大量的信息不可能都在有限课堂中获得,而进行课外实践活动是课堂的一种补充。比如:在讲解《水的污染》时,可以布置了一个探究活动,让同学们对本县的一条河流进行分组调查,认识河流的水质状况、PH值、影响水质的因素以及防止水体污染的措施等,给出调查报告,提出合理的建议。借此锻炼学生自主思考和动手操作的能力,并且促成其合作意识和探究精神。对此,经过课外活动和各类探究的实验从而将学校、家庭和社会的教育作用有机结合,增加教育功能,培养学生自主探究能力的一种途径。
        四、通过对比实验、培养学生探究能力
        对比可以起到求同存异的功能,求异思维的构成有助于培育学生的创新思维和探究能力。比如:学习二氧化碳的实验室制法时,为清楚实验室为什么使用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可以让学生进行下面的实验:第一个实验为大理石和稀盐酸的反应;第二个实验为碳酸钠粉末和稀盐酸反应;最后一个实验为大理石和稀硫酸反应。经过三组实验比较,学生们可以看出碳酸钠粉末(接触面积大,反应速度快)和稀盐酸反应很剧烈,不容易收集;大理石和稀硫酸反应刚开始会有大量气泡出现,但只会反应一小会就会停止,主要原因是生成的硫酸钙微溶于水附着在大理石表面阻止反应的进一步发生;只有大理石和稀盐酸反应的速率适当,方便收集[1]。由此经过对比让他们有更为感性的认识,接着从结论上给予解释,加深对知识的认识,锻炼学生的探究能力。
五、通过营造想象实验情境,培养学生探究能力
        老师可以利用想象实验情境,进行创造实验,比如学习“分子”一节时,可以拿出提前准备好的香水瓶在讲台上喷几下,一会儿教室会弥漫清香扑鼻的气味,对该现象怎样解释呢?对于还没认识微观世界,也不了解分子是什么的学生而言,不好理解,但通过让他们从粒子和粒子运动的角度还是可以理解的。这对学生的创造力和想象力获得锻炼,实验的主要目的是让他们认识探究的过程,培养探究意识。比如,“用5%的过氧化氢溶液加热分解放出氧气”该实验中,用带火星的木条检验生成的气体,有的发现木条复燃,有的发现火星变旺后又熄灭了。这是为什么呢?这是与过氧化氢溶液浓度有关,还是与分解产物里含有水蒸气有关?让学生分组探究。一组可以试着用10%、15%、20%各种浓度的过氧化氢溶液;另一组可以用长导管,等到生成水蒸气冷却后,再用带火星的小木条去检验[2]。发现两个原因都有可能。接着引导学生去改进这一实验。方案一:用20%过氧化氢溶液,加热温度不能过高,尽可能降低水分的蒸发,会产生很多气泡,将带有火星的小木条伸进即可;方案二:生成的气体通过装有生石灰的干燥管,用带火星的小木条去检验。
        综上所述,化学实验是理论和实践的结合点,能够体现出人的认识过程,从思维到创造的示范。通过有效地实验教学,可以将化学实验的教学功能充分发挥,激发学生科学探究主动性,最大化提高他们科学的探究能力。实验教学在激起学生学习兴趣,培养他们会观察、会思维以及会训练的科学办法,让学生进行自主实验探究,鼓励从生活中发现实验素材,多进行课外家庭小实验,才可以让学生的视野开阔,体会到学习的乐趣,提升自身的化学素养。
        (本文系安溪县教育科学研究2020年度小课题研究成果,课题名称:《通过实验培养学生探究能力的研究》,课题编号:AX2020—010。)
        参考文献:
[1]詹琪芳. 巧用实验异常培养学生科学探究能力[J]. 教育与装备研究, 2019, 35(05):43-45.
[2]徐大金. 深化物理实验教学,培养学生探究能力[J]. 课程教学研究, 2020(7):23-26.
        【作者简介】杨文全,1977年2月出生,男,汉族籍贯:福建省安溪县,中级教师,研究方向:中学化学教育教学方向。
        
       
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