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初中化学实验教学指导:主要模式

【摘要】:它的特点是将化学演示实验与教师讲解、评述有机结合起来,以达到预期的教学目的,是中学化学实验教学中最为广泛应用的一种教学模式。实验归纳教学模式初显了探究性教学的功能。在《化学课程标准》中,实验探究被作为化学实验教学的新目标和方式,实验探究模式称为当前中学实验教学的重要模式。中学化学教学中的实验探究,学生是处于主体的地位,只有学生积极主动的投身到研究活动中,才能充分发挥探究教学的功能。

目前,在教学实践中比较常用的有演示讲授模式、实验归纳模式、实验演绎模式和实验探究模式等。

(一)演示讲授模式

演示讲授模式是一种经典的、较为传统的实验教学模式。它的特点是将化学演示实验与教师讲解、评述有机结合起来,以达到预期的教学目的,是中学化学实验教学中最为广泛应用的一种教学模式。它的教学程序大体如图1-3所示:

图1-3

A指教师示范操作,用简洁的提示,引导学生观察、思考;B指教师的启发讲解,师生交流;C是指提供新事实、新情境,让学生联系运用获得的结论;D教师(或学生)结合实际的评价、调整。

运用这种模式的关键是要使演示与讲授密切配合,防止演示离开教师的启发引导,形成“哑巴实验”,或教师讲解超前,过多过细,干扰学生专注的观察和结合事实现象的思考。在教学过程中,教师更要注意学生学习积极性、主动性的发挥。

(二)实验归纳模式

实验归纳模式是将学生的实验活动与教师的引导提示相结合,通过归纳整理的方法,使学生认识化学概念和化学理论的一种实验教学模式。在化学教学中,边讲边实验应该属于这种模式,它的教学程序大体如图1-4所示:

图1-4

A是指学生做简易型实验、观察、识记;B是指学生(在教师指导下)进行归纳概括;C是指结合教学要求的练习运用;D是指教学反馈。

实验归纳教学模式初显了探究性教学的功能。学生能够亲自动手完成实验操作,对实验现象的观察更加细腻、精准,学生的实验操作技能得到了训练。因受多种因素制约,利用这种模式开展的教学活动还不够普遍,微型实验的引入在一定程度上有可能改变这种局面。

(三)实验演绎模式

实验演绎模式是在学生已有化学知识的基础上,通过新的实验用演绎的方法深化、拓展相关知识。如学生学习了金属活动性顺序,知道排在前面的金属可以把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。但把金属钠放入硫酸铜溶液中,却得不到金属铜,而产生氢氧化铜沉淀。学生通过实验,推理得出结论,这就是实验演绎模式的教学示例。它的教学程序大体如图1-5所示:

图1-5

A是指学生做实验、观察、识记;B是指学生(在教师指导下)进行演绎推理;C是指结合教学实际进行练习运用;D是指教学反馈。

实验演绎模式不仅对学生巩固、深化、拓展所学知识有很大作用,而且有利于学生思维能力的发展和提高。

(四)实验探究模式

实验不仅是一种验证性的实践活动,而且更重要的是一种探究性的实践活动。在《化学课程标准》中,实验探究被作为化学实验教学的新目标和方式,实验探究模式称为当前中学实验教学的重要模式。

科学研究的过程实际上就是以科学实验为基础的探究过程。中学化学教学中的实验探究,学生是处于主体的地位,只有学生积极主动的投身到研究活动中,才能充分发挥探究教学的功能。在实验探究教学中,教师的作用同样不能忽视,由于学生自身的特点,他们不可能完全独立地完成所涉及的所有实验探究内容,探究活动在一定程度上还需要教师有目的、有计划的引领,以便减少实验探究的盲目性,提高实验探究活动效率

实验探究模式大体分为两种:

模式Ⅰ(如图1-6所示):

图1-6

模式Ⅰ中的科学抽象是指在人的思维中,排除认识对象的非本质属性,而抽取其中共同的、本质的属性的一种方法。科学抽象的进行,需要运用比较、分类、归纳和概括等逻辑方法。因此教学中应尽可能多的选用具体事例作为探究对象,以便进行更充分的分析、比较、归纳和概括,使得出的结论令人信服。很多元素化合物知识、化学概念、定律、原理等都可以通过此模式来获得。

例如,盐跟某些金属的反应

【创设情境】 铜树实验:取一薄铝片,擦去表面的氧化物膜,之后将铝片剪成树状,并塞入事先洗净的无色塑料瓶中。取胆矾约25~30 g加入塑料瓶中,之后注入水,以没过树状铝片为宜,再拧紧瓶塞。

【明确问题】 盐能否与金属发生化学反应

【收集事实】

【实验1】 在两只盛有CuCl2溶液的试管里。分别浸入一段洁净的铁丝和铂丝,过一会儿,取出,观察有什么变化?(www.chuimin.cn)

【实验2】 将两根Cu丝分别浸入Hg(NO32溶液和ZnSO4溶液的试管里,过一会儿,取出,观察有什么变化?

【实验事实】

【科学抽象】

通过比较发现,这四组实验可以分为两类:一类发生了化学反应,即①、③组;一类没有发生化学反应,即②、④组。

从①、③组可以看出,铁比铜活泼,铜比汞活泼,也就是说,活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。

从②、④组可以看来,铂没有铜活泼,铜没有锌活泼,也就是说,活动性较弱的金属不能把活动性较强的金属从其盐溶液中置换出来。

【得出结论】 在金属活动性顺序中,只有排在前面的金属,才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

【交流与应用】

能否用铁桶装硫酸铜溶液?

模式Ⅱ(如图1-7所示):

图1-7

模式Ⅱ中的假说是指根据已知的实验事实和科学理论,对未知的自然现象及其规律所做的一种推理和解释。假说的形成一般要经过提出假说和验证假说两个阶段。假说的提出通常包括两个环节:一是根据为数不多的实验事实和科学理论提出假说;二是在假设的基础上进行推理和判断。假说的验证包括实验验证和理论验证,其中实验检验是最直接、最可靠、最有力的方式。学生是否有明确的问题以及对问题的预期和假设是探究性活动与验证性活动的一个重要区别。

例如,质量守恒定律

【创设情境】 通过前面的学习,同学们能不能回忆一下学过哪些化学变化?

【提出问题】 从物质种类的角度分析,化学反应的特点是什么?(有新物质生成)

在化学反应中,反应前后各物质的质量之间到底有一种什么样的关系呢?

【提出假设】 ①反应后各物质的质量总和大于反应前各物质的质量总和;

       ②反应后各物质的质量总和小于反应前各物质的质量总和;

       ③反应前、后各物质的质量总和相等。

【实验验证】

【实验1】 镁带燃烧前后的质量变化

【实验2】 氯酸钾与二氧化锰混合共热前后的质量变化

【实验3】 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后的质量变化

【得出结论】

参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律叫做质量守恒定律。适用范围:一切化学反应。

【交流与应用】 电解水示意图

质量守恒定律的实质:在化学变化前后,原子的种类和数目不变。

实验探究教学模式Ⅰ和模式Ⅱ的划分并不是绝对的。同一教学内容既可以按照模式Ⅰ,也可以按照模式Ⅱ来设计,但二者在培养学生能力方面的作用程度是有区别的。以假说及其验证为主要内容的模式Ⅱ,由于要求学生大胆地进行想象和推测,发表自己的见解,因而更有利于培养学生的创造能力。中学生在不同的学习阶段的思维特点不尽相同,在高年级更善于进行推理和判断,主动思考问题,发表独立见解。因此教师可以根据教学内容和学生实际情况,灵活运用不同的教学模式,以达到教学最优化的目的。