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有機化學實驗論文范文1
體現在教學指導思想上,重視技能的培養和理論的驗證,忽視實驗對理論形成的推動作用,忽視創新意識的培養。在教學內容上,由于受經費投入、學生擴招等多方面因素的影響,基本操作、驗證型實驗多,綜合型、設計型實驗少;陳舊內容多,新穎內容少;實驗教學手段落后,傳統實驗技術多,新技術內容少。在教學方法上,教師按實驗教材講授,學生按實驗教材操作,操作過程程式化,過程簡單,結果分析單調,學生獨立自主思維不夠。
2.1樹立啟發式的實驗教育觀念
要實現由驗證型實驗教學方法向啟發式的實驗教學方法的轉變,教師應首先樹立啟發式實驗教育的教學理念,變傳統的單向知識傳授模式為知識傳授與啟發探索相結合的模式。這樣才能將研究能力和創新能力培養融入到課堂教學中,貫穿于教學的各個環節。同時,通過啟發式實驗教育,能使學生變“模仿”實驗為“探索發現”實驗。這種以學生為主體、教師為主導的課堂是將學習知識、培養技能和能力融為一體的載體,學生將會對課堂產生極大的興趣。
2.2教師啟發式的實驗教學
以往填鴨式的有機實驗課堂教學形式單調,難以激起學生的學習興趣、求知欲望和創造欲望,學生只是在眾多的知識當中被動地接受教師講授的現象、原理、規律等,缺乏主動、積極地去認知、探究。教師啟發式的實驗教學則在實驗之初,介紹目前幾種常用的實驗方案,啟發學生通過比較發現幾種方案的優缺點及適用范圍,然后引導學生提出適合實驗室應用的實驗方案或對某個步驟提出改進方案,最終讓學生分組實驗進行對比和驗證。實驗過程需要學生在全過程手腦并用,并讓學生在改進的實驗與已有的實驗步驟和現象的對比中發現問題,思考問題的根源。如用于液體混合物分離的蒸餾與分餾實驗,在教材中是兩個各自獨立的基本實驗操作,我們則將兩個實驗合并為一個實驗,讓學生通過分析自己得到的蒸餾與回流的實驗結果,得到蒸餾與分餾操作在分離液體混合物的異同,從而得到不同分離方法的適用范圍。又例如在乙酰水楊酸的實驗中,書中的方案是固定水楊酸與乙酸酐的用量,計算收率。而改進后的方案為,設置不同劑量比例的實驗組,讓同學分組操作,不同實驗組之間通過對比實驗現象與收率,分析原因,通過對不同劑量組數據的分析,使同學在這一過程中認識到?;瘎┑膭┝繉Ψ磻挠绊?。通過這種改革,使學生在一種探索研究性氛圍中幫助學生掌握實驗要點、難點及注意事項,使學生深刻理解實驗步驟的設置原理,規范實驗操作。通過這種啟發式實驗教學,激發學生探索和創造性研究的積極性,從被動接受者轉變成知識的創造者,為他們將來進行畢業設計、科研工作做準備。
3啟發式科研訓練在有機化學實驗課程的實施效果
以往傳統實驗教學主要以講授法和演示法為主,學生只要“照方抓藥”式被動開展實驗,缺乏思考、分析、提煉和整合歸納知識的能力。啟發式實驗教學則實現了教學與科研的雙贏。大二年級學生在實驗課結束后感言:“有機化學實驗很鍛煉我們實驗技能”。他們在有機化學課堂中了受到科研的啟蒙教育,能主動以較大的興趣投入到課堂的科研訓練過程中,在提高綜合實踐能力的同時,創新意識和能力能夠得到明顯提高。
4結語
有機化學實驗論文范文2
關鍵詞:演示實驗 問題 優化
演示實驗是有助學生理解物理概念和應用物理知識的基礎環節。根據當前新課標的要求,演示實驗的價值為取向指導應該以“學生發展為本”,然后根據實際的教學資源,對演示過程、手段、效果等各個維度進行積極的優化創新,以使得演示實驗教學的最佳功效得以實現。
一、演示實驗需要解決以下問題
1、實驗器材不足
實驗室里并不是所有的演示實驗所需設備都能夠配齊,有的演示實驗設備只有一套,究其原因,主要是辦學經費緊張,學校為了節約資金,在訂購實驗器材的時候就只征訂了一套,這樣就造成了實驗器材不足,例如有時某一節課會出現兩個班的物理課重合,這時由于實驗器材的限制,導致只能有一個班級可以使用演示器材進行上課,而另一個班級的任課教師只好不用。另外,有的實驗器材由于使用時間太久,次數過多,部分儀器或部件出現損壞,而實驗室里由于條件所限,又沒有必要的備用部分來加以替換?,F在普通高中的物理實驗員一般都是由任課教師兼職擔任,而任課教師由于平時的工作壓力和任務,一般沒有多少時間能到實驗室對儀器進行檢查,對于一些工作原理較為復雜的演示實驗儀器,實驗員沒有必要的維修設備,很多情況下也沒有所必須的維修技能,因此導致有的演示實驗儀器出現損壞后就只好放置在實驗室里,導致演示實驗不能開展。
2、照書演示分析而忽略實踐
當前高中教育把追求升學率放置在了首要的位置,為了有個好的升學率,為了使學生在考試中取得一個比較高的分數,限于條件,教師普遍參照書上的實驗插圖進行解釋和說明,對于書上的演示實驗,一些物理教師采取將其畫到黑板上,以黑板上的實驗圖像代替真實演示實驗的直觀教學法,他們認為這樣做能節省做演示實驗的時間,可以著重講解注意事項和原理,繼而提高上課的教學效果,而且還能避免演示實驗儀器導致的分心問題。
3、演示過程簡單
教師在上課做演示實驗的過程中,多數人都是匆匆了事,一般情況下都是以教師自己在講臺上做、學生在講臺下觀看的形式,演示實驗的教學方法比較陳舊單一,究其原因,很多情況下是由于教師沒有把演示實驗的教學作為教學的重點環節來抓,純粹是為了完成教學任務,或者是在講完一個知識點(例如某個公式或者定理)之后,然后通過演示實驗來驗證一下所講授知識的結論。每次做演示實驗的時候并沒有什么明確的指導思想,純粹是為了做演示實驗而做實驗。
在課上演示的過程中,很多教師缺乏和學生的互動,更多的時候教師是把自己置于一個講解員和演示者的角色。演示實驗的過程,其實就是教師一個人唱“獨角戲”的過程,而且演示實驗開始之前,很多教師并沒有明確向學生們提出觀察的要點和需要思考或注意的問題,當演示實驗開始的時候,學生們很大程度上就好像在看表演或變魔術演出,當演示實驗做完了,“戲”也就結束了,純粹就是看一個熱鬧。
在這樣的教學環境下,教師把所有的實驗過程都自己包辦,學生在下面機械的聽講、觀察,長此以往,學生的學習積極性得不到提高,更不要說培養學生認真觀察和獨立思考的習慣和能力了。這樣教出來的學生,很難具有良好的科學素養,而且實踐動手能力偏低,其理解能力和創新能力更得不到訓練和提高,對知識的掌握和運用會大打折扣,教師的教學效果反而也不會很理想,最終影響的其實還是物理教師本身的教學質量。
二、高中物理如何進行演示實驗的教學優化
演示實驗作為高中物理教育中的重要一環,如果能夠合理利用,使其取得理想的效果,則對高中物理的課堂教學和學生的素質提高,都有著巨大的提升作用。所以在當前的實際物理教學中,教師要大力提倡多做演示實驗,有時還可通過自己的努力,大膽的對課本里的演示實驗進行改進和完善,以使其更好的適應自己的物理教學工作。
1、充分運用演示實驗教學,解決實驗教學資源匱乏
演示實驗的教學需要數量眾多的教學儀器,隨著社會的發展,學校里配備的實驗儀器也是越來越好,越來越現代化,尤其是隨著互聯網技術的發展,很多的演示實驗現在在網絡上都有了多媒體視頻。在現在的物理教學當中,即使實驗室里沒有演示實驗所需的器材,教師也可以通過互聯網搜索到相關的視頻錄像和模擬動畫,并通過教室里的多媒體投影播放給學生觀看,從而省略了自己的動手演示。
2、引導和吸引更多學生參與演示實驗教學
在演示實驗進行的過程當中,可引導學生思考和分析實驗內容,如果有的同學看不清楚,例如后排的同學,長此以往,就會使得學生得不到鍛煉學習物理的科學方法,不能培養學生正確認真的科學態度,無法提高學生動手探索物理規律的能力。應盡量吸引學生仔細觀察、大膽猜想、小心求證,逐步引導學生對實驗現象和原理進行歸納總結。讓學生在老師的指導與點撥下,化身于上幾個世紀的科學家,通過自己親自動手實驗,經過自己的獨立探究和思考,從而總結出所要掌握的物理規律。通過這樣的變化,可以使得學生在演示實驗進行的時候,通過自身的親身經歷,會把有關的知識掌握的更為牢靠,同時也會使得自己學會科學的處理生活中的問題,學會科學的思維方法。
三、有關高中物理演示教學問題如何優化及未來展望
高中物理演示實驗過程中,操作和示范的主要任務由教師承擔。學生由于自身條件的限制,每天都有很多功課要學習,學習任務和壓力較大,很難有太多時間能參與演示實驗教學的設計與創新。因此,從另一方面給我們物理教師提示:如果想要學生們也能參與進演示實驗的開展,有時必須要提前通知他們抽時間做好儀器或設備的準備工作,這對他們的作業時間勢必要造成沖擊,進而影響到學習時間的分配,甚至其它學科的學習成績,這就需要學生能夠具有一定的規劃和統籌能力,能夠安排合理學習時間,提高主動探索能力。另外,演示實驗的教學效果如何,有時不限于教師自身采取的教學策略,還與演示實驗的合理準確性和學生學習狀態密切相關。但只要教師在教學的過程中肯鉆研,在演示實驗的教學上肯下功夫,則演示實驗的教學肯定會對教師的教學帶來質的變化。
參考文獻:
有機化學實驗論文范文3
根據不同專業的培養目標以及教學對象的特點,我們在實驗教學內容上進行了精心的選擇和安排,教學課程內容注重培養學生的基本實驗技能?;緦嶒灢僮饔柧毑糠终伎倢W時數約30%,綜合性實驗占40%,研究性實驗占20%,設計性實驗內容占10%。充分考慮基本實驗方法和技術出現的順序及頻率,重要的實驗操作至少要訓練兩次以上,幫助學生靈活運用這些實驗基本功打好基礎。為此前期我們安排熔點和沸點測定、常壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、折光率測定、旋光度測定、重結晶等實驗,盡可能對各種基礎操作進行訓練。運用前期所學的實驗方法和操作技術,對物質進行合成,然后對產品進行鑒定及含量分析,對學生實驗技能的綜合訓練做到由淺到深、由簡到繁、循序漸進。
2開設多步驟合成實驗培養學生綜合能力
在有機實驗教學安排上,一般是學生先做一些基本實驗。掌握了一些基本實驗方法、實驗技術,經綜合性實驗的訓練。進行設計實驗實踐。因此,在學生掌握了一些最基本的操作技術,完成了一定數量的有代表性的、典型的、重要的有機反應類型的制備實驗之后。盡可能將單個的合成實驗變成多步驟的合成實驗,用前一步反應所得的產品,作為后一步反應的原料,即多步驟有機合成。比如可以設計合成1-溴-2甲基-3硝基苯。該系列實驗涉及到的基本操作有滴液漏斗的使用、回流、蒸餾、萃取分離、重結晶、抽濾、熔點的測定、脫色等。涉及到的反應有苯的鹵化、烷基化、硝化、磺化及去磺化等諸多反應。在這個實驗中,學生能獲得較多的信息,較深刻的理解到欲給甲苯的鄰位引入硝基或鹵素,首先要利用磺?;鶎ξ贿M行占位反應,從而避免對位產物的生成。由于是系列實驗,每一步產品的產率及純度都關系到下一步實驗能否進行,學生必須仔細認真地對待每一步反應和每一步操作。通過這些操作既加強了基本實驗技能的訓練,又加強了理論與實際的聯系,并且前一反應的產物要用來作為后一反應的原料,因此對中間產物的質和量提出了較高的要求,杜絕了部分學生的弄虛作假。培養了學生實事求是的科學態度。
3滲透綠色化學理念,引入現代有機化學實驗技術與方法
(1)我們在實驗教學過程中有意識地向學生滲透環保意識,使學生充分認識到保護環境必須要“從自我做起”,從而養成良好的實驗行為習慣,在實驗中所產生的廢液必須分類回收,如果可能盡量做到循環利用,盡可能做到“三廢”對環境的零排放。(2)對某些有毒反應,尋找無毒替代物。如間二硝基苯的制備實驗,所用的原料硝基苯及產物間二硝基苯均為劇毒致癌化學物質,我們選用毒性較小甲基橙制備實驗取代間二硝基苯的制備實驗。而甲基橙為實驗室常用酸堿指示劑,可以大大增加了學生對甲基橙合成的興趣。(3)充分利用學生的產品,將該反應產品作為另一反應的原料,實現無廢物排放。如上面實驗合成的甲基橙,甲基橙可以作為光催化降解的模型化合物,甲基橙可以被分解為無毒的小分子。
4選擇聯系學生專業的實驗內容
基于我?;瘜W、材料及生物類專業畢業后大部分將從事與化學、材料及生物制藥有關的工作,教學上有意為學生將來的發展做好知識方面的儲備。在實驗教學中,我們在教學內容上根據專業的不同,選擇了一些與專業聯系緊密的實驗內容,如:針對高分子材料專業及金屬材料專業我們選擇雙酚A(BPA)的制備實驗作為教學內容,雙酚A是一種用途很廣泛的化工原料。它是雙酚A型環氧樹脂及聚碳酸酯等化工產品的合成原料。雙酚A主要是通過苯酚和丙酮的縮合反應來制備,一般用鹽酸、硫酸等質子酸作為催化劑。由于高分子專業及金屬材料專業在后續課程中會講到環氧樹脂及環氧樹脂涂料的制備。前期的實驗會讓學生對環氧樹脂有更深的認識。另外我們也適當增加了精細有機合成,天然有機物提取等實驗內容如針對應用化學專業開設具有解熱、鎮痛和消炎作用阿司匹林的制備實驗。對生物工程專業學生開設茶葉中提取可作為中樞神經興奮藥的“咖啡因“等。這些實驗既激發了學生學習有機化學的興趣,又培養了學生將實驗成果及時轉化為經濟效益的意識。
5建立開放型實驗室,培養學生的創新能力
創新教育應當融入所有教學環節,讓學生多接觸需要發現、分析和解決的問題,進行思維訓練和實踐鍛煉。首先,加強開放性實驗項目的設置與管理。開放性實驗項目目前已成為應用化學專業培養方案的一個有機組成部分。而且有的項目還根據低年級與高年級學生知識水平和實驗動手能力的差異,因材施教,把科學研究訓練、科研實踐訓練分成要求不同的兩個層次,使低年級學生盡早接受研究氣氛的熏陶;高年級學生的訓練選題則盡量與教師的科研課題結合,條件具備的還與其畢業論文工作相銜接,使他們得到系統和全面的鍛煉,以期獲得更好的效果。在開放性實驗方面,我們針對基礎較扎實,求知欲較強,對化學有濃厚興趣的學生開展“大學生創新與實踐活動”。其形式將學院論證、設立由教師或學生建議的具有科研或開發背景的課題與項目,然后由學生自行組合的小組(3~5人)在教師的指導下完成研究工作,提交研究論文或研究報告。通過這種活動進一步提高學生的實踐能力和綜合素養,了解科學研究方法,鼓勵他們積極參與各項競爭,展示自己的才華。其次,繼續組織學生積極參加省內外的各類競賽,如課程競賽、化學實驗競賽等。以江蘇省化學化工實驗競賽為例,參賽以小組為單位進行,要求參賽者針對一個綜合的化學問題,設計出制備、分離、分析等詳細步驟,包括提出所需藥品及儀器設備的要求,完成論文式報告,并進行答辯。這種競賽方式可以綜合考察學生的分析解決問題的創造力、實驗動手能力、數據處理能力、科研論文撰寫能力及口頭表達能力。通過這種競賽可以總體考察學生在化學學習與實踐中的能力和團隊合作精神;檢驗化學教學的狀況。
6改革實驗考核體系,實現客觀全面評價
考核是實驗課的重要組成部分,是對學生掌握知識水平的操作技能情況的綜合客觀評價。(1)考前開放實驗室,給學生創造良好的復習條件??记皩⒄麄€學期的實驗儀器都擺出來,學生可以來實驗室進行復習,并有教師輔導。(2)正確擬定考核題目,制定統一評分標準。命題原則是以大綱為依據,注意不偏離所學的基本內容,又要考核學生靈活運用所學過知識和技能;既要反應基本要求,又要有綜合試題,使考試真正能夠起到對學生全面檢查,并利于提高學生分析問題和解決問題的能力。(3)以組為單位,現場觀摩,單兵考核。每班學生分成四組,每組7~8人,以小組為單位分批進入實驗室現場考核。按序抽簽,單兵考核,其他學生現場觀摩?,F場抽簽,使學生無法猜題,這就促使學生必須對本學期所學的內容進行全面的復習,考前開放實驗室,學生積極參加,扭轉學生死記硬背應付考試的被動局面。現場觀摩受益面大,效果好。每個學生雖然只抽一個考題,但要觀摩6~7個學生的考試,觀摩別人可以發現自己的問題。(4)評定總結。小組考核完畢后,學生進行評定總結,由于考核情況相互了解,學生發言積極,氣氛活躍,最好老師補充總結。小組講評,既肯定成績,又指出存在的問題,激發了學生的進取精神,活躍了學習氛圍。教學實踐證明,改革實驗考核方法,嚴格實驗教學管理,不但使學生對實驗課的重視程度加強,也使學生的操作技能得到進一步加強。
7總結
有機化學實驗論文范文4
關鍵詞:大學物理實驗;項目優化;內容拓展
近年國內外經濟發展形勢對人才類型的需求產生了深遠的影響,就目前分析,高素質應用型人才的培養是工科院校的首要目標。大學物理實驗主要是針對高等學校工科學生開設的一門必修基礎課程,該課程對提高學生初步的研究能力和實踐學習能力是至關重要的。因此,大學物理實驗的教學內容和方式與高素質應用型人才的培養息息相關。我國一般高等院校的多數物理實驗項目、內容仍采用老舊的模式,主要偏重對經典驗證實驗,而對有助于提高應用能力、創新能力,解決實際問題的能力的拓展實驗缺少開發,這與當代科學發展的綜合性和交叉性趨勢是相違背的,也不利于當代所需應用型人才的培養。進行大學物理實驗項目優化和內容拓展勢在必行[1-3]。針對大學物理實驗項目、內容的改革也引起了國內學者的關注[4,5],依據遼寧工業大學(以下簡稱我校)的實驗室設備投入情況和師資條件,抓住我校實施提高大學物理實驗教師教學能力和實驗設備維修能力,開發設計性、綜合性實驗項目能力,指導創新、創業項目的能力活動之契機,對大學物理實驗項目進行了優化,對內容進行了拓展。通過具體實施、實踐,結果表明,新的項目優化與內容拓展的教學模式有效地提高了工科學生應用能力、創新能力和解決實際問題的能力。
一、大學物理實驗項目優化
針對我校工科學生的專業特征和應用型人才培養的需要,在現有實驗室面積和實驗設備數量及實驗室教師的師資水平基礎上,對本學期開設的實驗項目:用復擺測重力加速度、穩態法測量不良導體的導熱系數、用雙臂電橋測低電阻、用惠斯登電橋測電阻、用模擬法測繪靜電場、計算機仿真-熱敏電阻的特性研究、熱電偶的定標、電子束綜合試驗儀的使用、電子示波器的使用、光的干涉-平凸透鏡曲率半徑的測定、邁克爾遜干涉儀、衍射法測量微小長度、用衍射光柵測光波波長、霍爾效應測磁場這14個實驗項目進行優化。為了兼顧工科各專業的學科特點和培養目標,通過現有的大學物理實驗網上選課系統,將學生所上實驗項目分為必做項目和選做項目兩大類。必做實驗項目為具有代表性的經典實驗,必做實驗可以使各專業學生對基本的實驗知識、實驗方法和實驗技能得到系統地學習和掌握;而選做實驗可以使學生按照自身的專業特點自行分類,發揮自己的專業特長??紤]到知識的全面性,力學、熱學、電學和光學實驗都不能缺少,故用復擺測重力加速度和穩態法測量不良導體的導熱系數保留作為必做實驗項目。同為電學實驗的用雙臂電橋測低電阻和用惠斯登電橋測電阻有較大的相同之處,故保留經典的用惠斯登電橋測電阻作為必做實驗項目。電子束綜合試驗儀的實驗有助于學生進一步理解電子示波器的原理,同時電子示波器又是多數工科學生必用的儀器,因此,兩個實驗都作為必做實驗項目。用模擬法測繪靜電場和計算機仿真-熱敏電阻的特性研究這兩個實驗同為模擬實驗,計算機仿真實驗是目前模擬實驗的典型,故選計算機仿真-熱敏電阻的特性研究作為必做實驗。霍爾效應測磁場作為電氣、電子類專業學生的選做實驗項目會更為合適。光學實驗選干涉和衍射的典型實驗——光的干涉-平凸透鏡曲率半徑的測定和用衍射光柵測光波波長作為必做實驗,可以達到對光學實驗的基本方法和基本操作的掌握。經過上述分析,優化后的大學物理實驗項目如表1所示。在原有的大學物理實驗項目的基礎上進行篩選,將實驗項目調整為必做實驗和選做實驗兩大類,各工科專業學生通過必做實驗可以獲得有關物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能。通過選做實驗,學生按照專業特點、興趣愛好自主分類,充分調動了學生的學習興趣。同時要求學生做選做實驗時,能自己預習、自己選擇實驗器材、自己設計實驗過程和自己分析實驗結果,教師給予最后的指導和評判,實現開放式的實驗教學過程,這樣可以大大促進學生的獨立思考和創新能力的培養。
二、大學物理實驗內容拓展
通過必做和選做項目的分類固然可以使學生在專業上獲得各有所長的發展,但是學生物理實驗能力和水平也是參差不齊的,一些學生對物理實驗的渴求遠不是這些經典物理實驗能夠滿足的。因此,還需要通過內容拓展來開發出一些創新性拓展實驗,使得有這方面愛好和專長的學生有用武之地。創新性拓展實驗源于基本的大學物理實驗項目,但也不拘于原有的基礎實驗。飛速發展的電子技術使得一些基礎物理實驗項目的方法顯得落后,而基礎物理實驗項目中的物理思想又是永遠值得保留的智慧精髓。針對邁克爾遜干涉儀,可以拓展出一系列的創新性實驗項目,如用邁克爾遜干涉儀測量鈉黃光的光波長和相干長度,用邁克爾遜干涉儀測量薄玻璃片的厚度等。針對衍射法測量微小長度實驗,可拓展出金屬細微絲的直徑的測量。在衍射法測量微小長度項目內,又可增加利用劈尖干涉測量金屬絲直徑的內容。針對霍爾效應測磁場實驗可以拓展出非接觸方式測量導線電流強度的實驗,利用霍爾原理設計實驗測量裝置,通過測量霍爾元件兩端的電勢差和工作電流等物理量,利用單片機編程自動進行數據計算與處理,最后通過LED屏輸出計算載流導線的磁感應強度。針對用復擺測量重力加速度實驗進行內容拓展,可以要求利用光電管制作一個計時器測量周期,利用單片機處理、分析數據,計算出加速度值和不確定度,再利用LED將結果顯示出來。實驗內容拓展所需的軟件和硬件部分分配給不同專業學生完成,又可以培養學生們團結協作的精神。這些創新性拓展實驗項目被安排在必做和選做實驗項目之后,而且不要求全體學生參與,也不作為必修課程,只鼓勵對物理實驗具有強烈愛好又擁有專業特長的學生參與,并有專門教師指導,學生以研究性的論文和作品形式展示成果。這些成果可以參加各類創新競賽,可以用于發表文章,還可以作為畢業設計內容。
有機化學實驗論文范文5
關鍵詞:高中; 化學; 實驗教學
1 引言
化學作為自然科學的一部分,伴隨時代已發展成為一門關系社會前進、國計民生,并與科學技術密切相關的科學。美國化學家布里斯羅(Breslow R)概括稱“化學是一門中心的,實際的和創造性的科學”[1]。
滿足國家發展對人才的需求,進入新世紀,我國啟動了基礎教育新一輪的課程改革。順應改革趨勢,2001年下半年起,高中化學課程標準研制工作啟動。2002年初,按高中課程改革的新思路對《全日制普通高中化學教學大綱(試驗修訂版)》進行再修訂,修訂后的《全日制普通高中化學教學大綱》在突出科學探究、聯系社會生活實際和增強學生社會責任感等方面有所加強,著重了學生的實驗活動。2003年4月《普通高中化學課程標準(實驗)》出版,與以往高中化學教學大綱相比,化學課程標準在課程思想、課程目標、內容體系、學習方式、教學建議、評價建議、教材編寫和課程資源開發等方面均有質的飛躍,在課程研究方法上也有新的突破?;瘜W實驗是化學科學的基礎,更是高中化學教學的基礎?;瘜W實驗對于提高化學教學質量,全面落實培養科學素養的目標,具有其它教學內容和形式所不能替代的作用。本文對化學實驗及實驗教學探究進行闡述。
2 高中化學實驗教學
教師將化學實驗置于一定的化學教學背景下,為實現一定的化學教學目的,而開展的一系列教學活動,稱之為“化學實驗教學”?;瘜W實驗教學是化學教學的重要組成部分。
2.1化學實驗對于化學教學的基礎性
化學是一門以實驗為基礎的學科?;瘜W實驗是人們探索和驗證化學規律的手段,是學生學習化學的重要方法,是學生進行科學探究的重要途徑,是培養學生創新精神和實踐能力的重要過程。而且,實驗還是化學教學的基礎,它以豐富的內涵在化學教學中發揮著獨特的功能和作用,正確認識化學實驗的多種作用,對于深化化學實驗教學理論,培養學生科學的實驗素養,全面提高化學教學質量,具有重要的理論和實踐意義[2]。
2.1.1 化學實驗的認識論功能
一、化學實驗是提出化學教學認識問題的重要途徑之一;
二、化學實驗能為學生認識化學科學知識提供化學實驗事實;
三、化學實驗能為學生檢驗化學理論、驗證化學假說提供化學實驗事實。
2.1.2 化學實驗的方法論功能
實驗不僅是一種實踐活動,從教學認識角度來看,它還是一種重要的感性認識方法,具有方法論功能。實驗方法論是科學方法論的重要組成部分,在化學實驗教學中有著十分重要的作用,它是落實科學素養的“過程與方法”目標的重要手段[3]。通過化學實驗可以使學生經歷科學實驗的一般過程,學習實驗方法。
2.1.3 化學實驗的教學論功能
一、化學實驗能夠激發學生的化學學習興趣 學習興趣是學習動機中最現實最活躍的成分。按照水平高低,可將化學學習興趣分成“感知興趣”、“操作興趣”、“探究興趣”、“創造興趣”四種水平[4]。
感知興趣 感知興趣是指學生通過感知教師演示實驗的現象和對觀察各種裝置、儀器而產生的一種興趣。這種興趣對于初學化學者有積極的作用。
操作興趣 操作興趣是指學生通過自己動手操作來獲得化學實驗現象興趣。
探究興趣 探究興趣是指學生通過探究物質及其變化產生的原因和規律而產生的一種興趣。探究興趣對學生形成和發展科學探究能力有重要影響。
創造興趣 創造興趣是指學生利用所掌握的的信息、技能和方法進行一些新事物的嘗試活動所形成的一種興趣。這種興趣是學習興趣的最高水平,是推動學生形成較高科學素養的最強勁動力。
二、化學實驗能夠創設生動活潑的化學教學情景
首次在“情景認知和學習文化”中被提出的情景認知的觀點認為:知識是具有情景性的,知識在情景中通過活動與合作而產生;當學習發生在有意義的情景中才是有效的;只有在情景中呈現的知識,才能激發學習者的認知需要,從而產生學習動機和學習興趣[5]。 所以,情景創設是化學教學設計的重要要素。
三、實驗探究是轉變學生學習方式和發展科學探究能力的重要途徑
化學教學中的科學探究主要有實驗探究、調查探究和理論探究三種形式,其中實驗探究是最重要的一種形式。實驗探究是指在實驗中進行的一種探究活動。
四、化學實驗是落實“情感態度與價值觀”目標的重要手段
落實化學課程中觀念、情感、態度與價值觀等體驗性目標,要運用“體驗”的方法。體驗作為一種方法,要通過具體的活動來承載,而化學實驗活動,尤其是實驗探究活動,則是學生獲得各種體驗的最基本、最重要的載體。學生通過親身經歷實驗探究過程,可以自我體會、自我感悟。
2.2 新課程標準下的化學實驗
2003年國家教育部推出了《普通高中化學課程標準(實驗)》,在新課標中明確指出:高中化學課程在九年義務教育的基礎上,以進一步提高學生的科學素養為宗旨,激發學生學習化學的興趣,尊重和促進學生的個性發展;幫助學生獲得未來發展所必需的化學知識、技能和方法,提高學生的科學探究能力;在實踐中增強學生的社會責任感,培養學生熱愛祖國、熱愛生活、熱愛集體的情操;引導學生認識化學對促進社會進步和提高人類生活質量方面的重要影響;理解科學、技術與社會的相互作用,形成科學的價值觀和實事求是的科學態度;培養學生的合作精神,激發學生的創新潛能,提高學生的實踐能力[6]。
2.2.1 新課程下化學實驗的功能
化學實驗教學是一種將形象思維和抽象思維相結合的有效的教學形式,是學生獲取知識和培養能力的重要途徑。高中化學課程的改革突出了對化學實驗的重視,實驗教學以其課堂教學沒有的特殊效果,在提高教學效益方面占據絕對優勢。面對新課程理念下教師施教模式和學生學習方式的巨大轉變,重新認識和挖掘實驗教學的功能顯得尤為重要。
一、創設教育情境,引發積極思考?;瘜W實驗是化學教學中固有的教學情境,可以積極有效地激發學生學習化學的熱情。學生在化學實驗提供的實驗情境中,可采用獨立探究或分組合作等形式,通過對實驗過程和實驗現象的觀察分析,直接歸納結論,獲得知識?;瘜W實驗具有較強的直觀性和具體性,是學生求得知識的有效途徑?;瘜W實驗能夠模擬關于化學問題的“案發現場”,學生在情境中學習,能夠更加主動的思考。
二、引導科學探究、自主獲取知識。探究性學習是新課程所倡導的一種學習方式,運用探究性學習方法能讓學生從探究中主動獲取知識,應用知識。化學科學探究實驗是探究性學習的具體體現。教材中的實驗都是比較經典傳統的,一般是標準的答案,學生在學習這些實驗時,易產生固定的思維模式,以靠近或達到標準答案為目標,這明顯無益于學生獨立思考能力的培養。
2.2.2 新課程下化學實驗的特點
培養學生的學習興趣,是新課程改革中重要的目標之一。對于高中生來說,正處于人生重要的學習階段,根據他們生理心理的發展狀況,應充分契合他們的求知欲,掌握其好奇心理展開教學,從而使課堂實踐教學的改革更好的推進。對于教師需要配合學生的特點,使學生能夠主動進入實踐活動的教學中。新教材中的實驗,讓學生學會探究,使每位學生都成為學習的主體,積極參與實踐。
2.2.3 化學實驗是高中化學新課程的重要組成部分
高中化學課程改革后,采用模塊組織課程內容,分必修和選修兩部分。在高中化學課程標準中,化學實驗的內容也分為兩部分,但不是以選修和必修為標準,而是以其組織方式進行劃分。以分散的方式,即將實驗內容穿插在“化學 l”、“化學 2”、“化學與生活”、“化學反應原理”、“化學與技術”、“有機化學基礎”、“物質結構與性質”模塊的“內容標準”和“活動與探究建議”中,實驗內容主要以觀察與思考、活動與探究兩類欄目體現。以集中的方式,即專題形式展開的“實驗化學”模塊,該模塊體現了對化學學科特征的強化。
2.3 對實驗教學現狀的調查分析
我國在加強實驗教學方面做了大量工作,也取得了一定進展,但從充分發揮并落實化學實驗和實驗教學的各種功能、體現化學實驗的重要性來說,仍然處于相當薄弱的地位。在開展實驗教學上存在著諸多的問題。教師作為教學活動的組織者和實施者,對教學效果起關鍵作用。從教師開展教學方面出發,主要存在的如下問題。
一、價值取向:以試為主,以分為標 化學實驗教學的價值取向,主要是指教師對化學實驗教學的認知與理解,實施化學實驗教學的目標與意義所在的認識,即對化學實驗教學行為起導向性的認知。教師們基本能夠對新課程價值標準的取向有正確的判斷。
二、設計目標:單維從者多,三維者少 新課程強調實驗教學要以“三維”目標為引導,教師在規劃施教內容時,也應依據此目標。
三、實驗模式:繼承傳統,創新不夠 新教材中提供了很多實驗資料和完整的實驗設計,必修1、必修2兩本教材中設計的實驗,大多數是有代表性的實驗,有俗成的模式。這就要求教師在這些實驗的基礎上進行創新教學,即可開展豐富的、有深度的實驗設計。
2.4 對化學實驗教學的優化
高中化學課程的深入改革,明確指出了化學實驗教學對化學教學的重要性。
結合新課程標準,分析當前高中化學實驗教學的現狀,有必要對其優化。
2.4.1 對化學實驗教學創新的思考
創新有兩種:一種是科學發現與技術發明,這是一種徹底的革新的創造;另一種是對已有科學發現的補充與技術發明的改進,這是精益求精的再創造。對教師來說,教育或教學需要不斷追求完善。高中傳統化學實驗偏重于結論的驗證,傾向于動手能力及技能的的訓練,過于看中實驗結果的的認知,輕視學生對過程的切身感受,學生缺乏自主思考的機會,丟掉了其方法論和教學論的主要作用,不利于全面提升學生科學素養[7]。
2.4.2 對“育人”和“育己”的思考
教師有“育人”的職責,而“育人”必須先“育己”。教導學生富有創新精神和實踐能力,教師本身必須先具備創新的實踐基礎。事實上,對于每個學生或老師,都有創新的潛能。
2.4.3 化學實驗教學的優化策略
一、做好演示實驗,鼓勵學生主動參與實驗操作,培養其對實驗的興趣。教師的身教對教學很重要,在做演示實驗時,教師操作越熟練,學生越有信心,無形中消除了實驗的緊張氣氛;另外實驗的成功率越高學生越有助于培養學生科學的態度。
二、組織好學生實驗,培養學生的實踐能力。要提高教學的有效性,教師應重視創設與教學情境相似的實驗情境,促進知識和技能的正遷移,培養學生的實踐能力。“少說話多做事”,提供充裕的實驗時間。引導學生不要受限于書本實驗的條框。分工分組精細化,一人一組或多人一組,培養獨立實驗的能力。
三、組織好課外實驗活動,開辟實踐活動的場所。教學心理學家皮亞杰的認知建構理論認為,“知識是個體與環境交互作用的過程中逐漸建構的結果”,“個體的智慧和認識是通過與環境相互作用而得到生長和發展的”。由此學生實踐能力的習得和提高,同樣依賴于學生主動參與學習和研究的過程。摒棄傳統“重結果輕過程”的課堂教學弊端,鼓勵學生自主探究,體現化學教學重在做的教學特點。
四、開放實驗室,充分培養某些學生的創新能力。俗話說“上有政策,下有對策”,課程的改革就要求有相對應的教學方式,對此可以考慮增強實驗室的利用度。在美國,除了正常的上課時間,其他的時問,化學實驗室都是向學生正常開放的,這樣,學生就可以按照自己的興趣和想法設計出各種各樣新穎的實驗,然后在實驗室中進行操作,這種開放的實驗體制能夠提高學生實驗能力。
2.5 化學實驗教學的健康發展
高中實驗教學健康發展之路,從教師、學校、教育行政部門和高考命題方四個方面分析[8]。
一、教師是實驗教學的實踐者與領航者
教師要轉變教學中重“實驗結果”輕“實驗過程”的教育觀念?;瘜W實驗功能的不僅體現在于獲得“正確”的實驗結果,更重要的是學生在實施實驗的時候能感受探索所帶來的樂趣,通過這種切身的經歷,更能深刻的理解科學實驗的內涵,建立科學的態度、情感和價值觀。
二、學校要做實驗教學健康開展的管理者與組織者
學校以促進素質教育為辦學理念,拋除不適應現行教學的應試教育觀念,將升學率僅看作為教學目標的輔助參考因素。
三、教育行政部門要做實驗教學健康開展的指導者與監管者
教育行政部門被分配了引導、監督學校教育教學肩負的任務。學校辦學是否合法規范,是否進行素質教育等情況,都屬于加大實驗教學的內容,教育行政部門應給予及時全面的檢查與督促,將實驗教學列為學校評價的內容,強力規范學校實驗教學。
四、高考命題機構要做實驗教學健康開展的引導者
目前高考的試題內容依然是高中化學教學的指揮棒,在高考制度近時段內不可能有沒有大變化的情況下,命題方向完全可以引導實驗試題的考查側重點,側重考查學生的實驗操作能力,加大對操作細節的考查,使試題有利于動手實驗能力強的學生,當然從長遠來說應該改革高考制度,更加注重考查學生的實驗能力。
3 總結
本文的主體分為四個部分對高中化學實驗教學進行了闡述。首先闡述化學實驗的基本功能,明確化學實驗對化學學習的重要性;其次分析新課程標準,對高中化學實驗進行新定位,進一步明確現階段化學實驗的新功能及重要地位;接著分析化學實驗教學開展中存在的問題;然后結合新課程標準,提出有利于當前實驗教學的具體策略;最后對高中化學實驗教學健康發展的展望。
參考文獻:
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