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浅谈新课程下化学实验室课程资源的开发与利用[5151doc]

浅谈新课程下化学实验室课程资源的开发与利用
作者:俞宝飞 文章来源:教育资源库 点击数: 更新时间:2011-1-14

  作者:浙江省奉化市奉化中学   俞宝飞

  摘要:化学实验室课程资源的开发与利用水平,对新课程下化学课程的顺利实施影响很大。开放化学实验室,开展边讲边实验,创设化学实验情境教学,利用日常器具做实验,是实验室课程资源的开发与利用的基本原则。但实验室资源及人员不足又制约了课程资源的开发与利用。

  关键词: 新课程  化学 实验室 课程资源 开发利用

  开发课程资源是新一轮国家基础教育课程改革所提出的一个重要问题.。所谓“课程资源”是指形成课程的要素来源,或者将课程实施所需要的资源统称为课程资源。充分开发和利用化学课程资源,对于丰富化学课程内容,促进学生积极主动地学习,具有重要意义。学校和教师都应努力建设、开发和利用校内外的课程资源,并争取社会各方面的支持和帮助。(1)化学实验室作为化学学科的重要课程资源,它的开发利用水平,在很大程度上影响化学课程能否顺利实施。笔者将从以下几个方面对化学实验室课程资源的开发与利用进行阐述。

  一、开放化学实验室,让学生进行科学探究活动

  充分发挥实验室课程资源的作用,首先应向学生开放实验室。化学课程中的科学探究最多的是通过实验来进行的探究活动。实验室的各种仪器、设备、模型都是宝贵的课程资源。过去,学生实验基本上是按照教科书的设计,学生根据“菜单”而进行的验证性实验。新课程则要求学生以实验室的活动为手段,通过科学探究,自己去设计实验,选择仪器,收集实验数据,归纳总结规律;过去的学生实验只限于教科书规定的几个实验,新课程则要求根据探究活动的需要,让学生尽可能多地在实验室活动,不再局限于教科书上的几个实验。实验室应为学生进行科学探究创设条件。为此,实验室应向学生开放,让学生随时熟悉并接触各种实验仪器,以便选择适当的仪器和器材进行科学探究。教师应改变实验教学的方式,按照课程标准对科学探究的要求,设计并组织实验活动。各活动小组的探究课题可以不一样;可以根据不同的探究课题做不同的实验;可以将实验活动延伸到课外,甚至家庭,以便充分发挥实验室课程资源的作用。科学探究课题的选择,可根据教材内容联系实际进行设计。例如在物质的分离与提纯的教学中,可设计以下四个课题:1、茶叶中某些元素的鉴定;2、菠菜的叶绿体中色素的提取和分离;3、用粉笔进行分离;4、粗盐提纯。每班分四个组,每组选一个课题,由学生根据课题设计实验方案,向实验室领取适当的仪器及药品,进行科学探究活动。

  开放化学实验室,可以让每个学生自己动手,做自己想做的、感兴趣的实验,自己探究,来激发他们的创造性。

  二、充分开发和利用化学实验室的课程资源,积极开展边讲边实验

  开展边讲边实验是化学实验室课程资源开发和利用的重要方面。为了让学生人人动手、观察、思维,实验室应创造条件,把教材中的某些演示实验和部分学生实验设计为边讲边实验。边讲边实验必须是一些与讲授新课知识紧密配合,能为新知识提供感性材料,使用仪器比较简单,药品用量比较少,需要时间较少的小实验。边讲边实验让学生独立操作,亲自观察,以更清晰地感知实验中出现的各种现象和实验研究的一般过程。教师通过在实验前的讲授来明确实验的目的和任务,提出观察的重点,指明实验步骤,以指导学生认真观察实验现象。让学生通过语言把观察到的现象和头脑中已有的经验联系起来,启发学生将感性认识上升到理性认识,更深刻、准确、全面地反映事物的本质联系。

  例如,铝的氢氧化物——氢氧化铝的两性就可以采取以下形式教学:

步 骤  

实 验 现 象  

解 释  

1.  

2.  

3.  

   

   

  1.两支试管中分别加入1ml的0.5mol/L硫酸铝溶液,均逐滴加入氨水。

  2.上述试管中分别逐滴加入2mol/L盐酸和2mol/L氢氧化钠溶液。

  3.在1mL的0.5mol/L硫酸铝溶液中逐滴加入2mol/L氢氧化钠溶液。

  4.在2ml的2mol/L氢氧化钠溶液中逐滴加入0.5mol/L硫酸铝溶液。

  通过实验步骤1,观察到白色的胶状物氢氧化铝沉淀,分析出通过铝盐与碱性氨水反应制得氢氧化铝。而步骤2可知,氢氧化铝不仅溶于酸,还能溶于碱,体现一种特殊性。教师启发联系铝元素在周期表上的位置,找到一定的理论依据。两步得出氢氧化铝是典型的两性氢氧化物。教师引发矛盾:氢氧化铝不溶于氨水,引起学生注意,并简单解释,学生获得新信息,而步骤3、4引出了新问题,重点可以放在问题及解释的表述上。

  以上过程可以将学生分2人小组进行实验,讨论完成实验报告,派代表发言,从形式上使学生身心放松,各抒己见,注重团结合作精神,有利于创造才能的发展并带动各层次学生的进步。

  三、利用实验室课程资源,创设化学实验教学情境,提高化学教学效益

  建构主义学习观强调教学应设计真实、具有挑战性的学习环境,诱发并驱动学习者的探索、思考与问题解决的活动。知识是具有情景性,是在情景中通过活动而产生的,只有在真实世界的情境中的学习才能更有效地被再应用。化学实验教学情景就是指在化学实验教学中能够激起学生学习积极性、激起他们的实验探究热情和求知欲望的各种景物。(2)它能够促进学生发挥能动性,有效地落实化学实验教学目标,对提高学生的科学素养有着重要作用。

  化学新课程强调创设生动的学习情景,借助一定的实验教学情景,可以使抽象的化学知识变得容易,并且更加形象、具体,有助于学生对化学科学知识的理解和记忆。例如,当学到“钠的性质”一章节时,由于学生在生活中很少接触过金属钠,甚至不知道钠是什么样子,因此他们很难理解钠的物理和化学性质。此时做好充分的教学情景创建,会让学生对钠的认识变得形象。钠可以用小刀切割,说明它质地很软;向一个盛有水的小烧杯里滴入几滴酚酞试液,把一小块钠投入小烧杯,可以看到钠浮在水面,并且熔成一个小球,在水面上高速旋转,溶液的颜色也随之变红。这种情景使学生们不仅观察到钠与水反应的颜色、状态,还看到了物质前后不同的变化,给他们的感官留下深刻的印象,对钠形成了充分的认识,接下来对钠的性质、钠与其他物质反应以及碱金属的系列实验都迎刃而解。因此,当学生在化学课程中接受新内容时,教师可以利用各种方式创设可行的实验教学情景,有助于学生的吸收和识记。

  在化学实验复习中,利用实验室的课程资源,设置不同的实验情境,积极疏导,鼓励学生大胆动手,仔细观察,多向思考,实验复习可以起到事半功倍的效果。

  对化学实验的复习可分步进行:

  (1)在实验室中,对每一个“学生实验”和“演示实验”准备2组,让学生最好重做一遍,加深印象。

  (2)在实验室中展览挂图、仪器、装置、模型,让学生了解化学实验基本操作、仪器的用途和相关演示实验,明确这些化学实验仪器的作用与实验操作的规范要求。

  (3)让学生认真领会教材中的演示实验和学生实验的实验原理、实验装置、实验过程中产生的现象、分析产生现象的原因,思考一下,能否用其他方法、装置,完成同一实验或类似的实验,培养多角度思考问题的习惯,进行“发散”和“求异”思维的训练。

  (4)化学实验方案的设计是新课程中新增加的一个内容,《考试大纲》中对实验能力的第五条要求是:“根据实验试题的要求,设计简单实验方案的能力”。例如甲烷取代反应实验方案可以以习题或探究实验形式作如下研究:方案一:按教材实验。要求学生写化学方程式,操作要点,产物(氯化氢)验证等。方案二:用注射器吸取甲烷和氯气的体积比为1:4进行实验。注意操作要点,实验现象,尾气的处理等。

  四、提倡用日常器具做实验,丰富实验室的课程资源

  《高中化学课程标准》指出:“鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物,设计富有特色的实验和实践活动。”实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具同样是重要的实验室资源。用日常器具做实验,具有简便、直观、原理单一等优点,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。“坛坛罐罐当仪器”的经验在实施新课程标准时,仍然是开发实验室课程资源的基本原则。

  如用墨水瓶可改装成酒精灯,喝水的无色玻璃杯可代替烧杯,矿泉水瓶的上部分可做成漏斗,筷子可代玻璃棒,用塑料吸管代替导管,用一次性注射器做量筒,用眼药水瓶做滴管,用装药片的玻璃管作试管,用泡沫塑料做试管架,包装药片的塑料凹槽可作井穴板。白粉笔可做柱层分离实验。废电池经处理可得到碳棒、铜帽、锌片等物质,并可练习溶解、过滤、蒸发、结晶等操作。牙膏中含有的碳酸钙与醋酸反应可观察二氧化碳的产生。用钢笔代替试管,可练习试管的手握法及液体振荡方法。用饮料吸管和矿泉水瓶则可练习排水集气法:用脸盆代水槽,一学生用吸管代替导管缓慢、连续地吹气以代替气体发生器, 另一学生则用矿泉水瓶代集气瓶做收集气体练习。别小看身边的这些小物品,利用它们来做实验,天长日久便能产生“熟能生巧”之功效。用橡皮泥可捏成丁烷、戊烷及其同分异构体的分子模型。如慢吞细嚼米饭或馒头时,体会淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用,水解生成的葡萄糖的甜味。胃酸过多时吃片胃药体会酸碱中和反应的威力。碘酒涂在皮肤伤口上所留下的棕黄色标记不洗也会逐步消失,体会碘具有升华的特性。如在学习《盐类的水解》时,让学生课前做如下实验:利用植物花瓣自制酸碱指示剂,通过测试得出,植物花瓣遇酸碱会呈不同颜色。下雨天,学生会留心观察植物花瓣(如美人蕉)的颜色变化(花朵的色彩在酸度较强的溶液中会变浅或褪色,而在碱度较强的溶液中却会变得更鲜艳),利用花瓣这一简易监测仪,初步判断雨水含酸程度。

  五、         问题与思考

  化学是一门以实验为基础的自然科学,学习和研究化学都离不开化学实验室,化学实验室是进行化学研究,化学教学,开展课外活动的重要场所。因此建立化学实验室,搞好化学实验室建设,对化学实验室进行科学管理,对化学实验室课程资源的开发与利用显得特别重要。但在新课程背景下,还存在着实验室资源不足及实验人员不足的困难。2006年版江苏教育出版社高中化学1(必修)中,“活动与探究”有15个实验,“观察与思考”有11个实验,如果把“观察与思考”全部改为边讲边实验,一学期共有26课时需要在化学实验室中完成。我校作为省一级重点中学,实验条件较好,高一年级拥有二只化学学生实验室,高一平行班有13个,显然学生实验室不够用。若把边讲边实验放在教室里完成,有的实验污染严重,危险性较大,与绿色化学原则向违背。因为新课程的实施,实验教学仪器开发相对滞后,书上有的实验装置,实验室不能马上提供,造成实验器材不足。

  增加实验员的数量,提高实验员的学历层次和整体素质,是顺利推进新课程所面临的一项紧迫任务。由于新课程中,化学实验内容的增加,实验要求和方式的变化,对实验员也提出了新要求:实验员要熟悉新课程的理念,掌握新教材的内容,不仅仅是一个实验的准备员、管理员,更应是一个实验的研究员、新实验的开发者,发展自己成为化学实验的专家;要努力学习现代信息技术,能运用计算机及其他的新的实验设备开展创新的实验研究,建立一套严格的化学实验仪器,实验材料的发放、监察、使用和管理制度;对开放实验室,不仅要高度关注学生的安全问题,而且要具备如高压电源、危险性物品、放射性材料的管理以及发生伤害的应急性措施等方面知识。但是实验员作为教辅人员,待遇偏低,很多人不安心工作,或离岗成为专任教师,或兼课成为兼职实验员的现象非常普遍。化学实验员的营养保健津贴费15年不变,仍执行浙教人字[1992]第480号文件精神,每人每月10元,实验员积极性不高。

  实验室资源不足及实验人员的相对缺乏,对新课程下化学实验室课程资源的开发与利用,将带来许多困难。

  参考文献: (1)普通高中化学课程标准(实验) 人民教育出版社2003版 P40

  (2)郑长龙  化学实验教学新视野  高等教育出版社 2003.6 P110-115

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