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第6章 如何加强和改进实验教学(1)

加强实验教学的意义和方法

如何认识实验教学在整个教学活动中的重要地位和作用呢?

实验教学能够帮助学生理解、消化和巩固已学的基本知识,提高教学效果中学理科各学科是实验性很强的学科。这些学科的基本理论,特别是一些定理、定义、结论都是从生产实践和科学实验中产生和发展起来的。由于学生不可能也没有必要都去亲身经历,所以接受这些知识,学起来就很难理解,特别是对于低年级学生更是吃力。因而往往是生吞活剥,死记硬背;由于不理解,也就很难消化,更谈不上“举一反三”,融会贯通了。这是当前理科教学中比较普通存在的问题。但是倘若我们能够遵循科学理论形成的规律和学生的认识规律,运用实验手段将知识化繁为简,化静为动,化远为近,化抽象为具体,从现象到本质进行分析、比较、综合、概括,从中引出定理、定义和结论,把学生的感性知识上升为理性知识,学生就可能比较容易理解和掌握。譬如讲声波的波形曲线时,教师运用示波器作演示实验,让学生观察荧光屏上噪音和乐音所显示的不同曲线,把抽象的问题形象化、具体化,学生对这个问题的理解就会十分深刻,不易忘记。

实验教学能够培养学生学习兴趣激发学生的学习热情

有人说“兴趣是最好的老师”。然而学生的学习兴趣要靠教师在教学中激发、引导和培养。

在理、化、生等理科教学中,倘若老师只注意从理论到理论地讲授知识,只注意要学生死记硬背那些枯燥乏味的原理和定义,学生的学习兴趣会遭到抑制和破坏,甚至会产生厌倦情绪。相反,倘若教师能够一边讲述道理,一边恰当而又巧妙地运用实验手段进行教学,使教学过程生动活泼起来,学生的学习情绪和学习效果就会截然不同。譬如一位物理教师在讲“物体的导热性能”时,拿出一块手帕,用手捏紧,然后划着火柴去烧手帕,烧了一会手帕烧不破。这时教师一面引导学生思考这是为什么,一面从手帕里取出一枚硬币,然后三言两语就说明了“物体导热性能”这个概念。这样有趣的演示,不仅使抽象的理论化繁为简,而且大大地激发了学生的学习兴趣。

实验教学有利于发展学生的智力培养学生的能力

学生的各种能力,包括观察能力、注意能力、记忆能力、想像能力、思维能力和动手能力等等,是在各种教学活动过程中,在学生掌握知识的过程中逐步形成的,而实验教学则是形成各种能力的最有效的手段之一。因为在实验教学过程中,学生对实验现象的认识,对实验数据的记录,对实验过程和结果的分析、比较,无疑都是观察力、注意力、记忆力、思维力和实际动手能力的训练,它比单纯依靠学习教材和依靠教师的语言讲述的效果要好得多。据心理学家研究,学生接受知识时,看到的比听到的印象深刻,容易记忆。单靠听一般只能记住15%左右,单靠看一般只能记住25%左右,若把两者结合起来,又听又看就能记住65%左右。

实验教学能够培养学生许多优良的学习品质和学习习惯

在教学过程中我们不仅要重视学生智力因素的发展,还要重视学生非智力因素向良好方向发展。也就是说在重视知识传授的同时,还应重视学生良好学习品质和学习习惯的养成。例如要培养学生专心致志、精益求精的学习态度,坚韧不拔、锲而不舍的学习意志,实事求是,一丝不苟的学习作风以及耐心、细致、准确、按时的学习习惯等等。一个学生是否具有这些优良的学习品质,往往是学习好坏和成败的关键。有些学生的智力并不差,但由于他们对学习缺乏热情的意志,怕吃苦,不认真,粗枝大叶,了草敷衍,结果学习成绩很不理想。而实验教学帮助学生克服这些消极的品质。因为学生对实验过程进行观察,对实验结果进行分析的时候,只有认真细致、专心致志、一丝不苟才能得出正确的结论。学生在设计实验方案、进行实验操作的时候,只有耐心周到、遵守程序、不怕挫折才能取得成功。

实验教学能使学生学会初步的实验方法和实验技能,培养学生科学实验的兴趣

当今世界,无论是高科技领域,还是在工业、农业、第三产业以及管理部门,科技都在迅速发展和普及,科技已成为第一生产力。因此,要使我们的学生将来能适应这种形势,成为有知识、懂技术、会操作的一代新人,就必须通过实验教学(包括课外实验),使学生逐步学会设计实验方案、装置实验仪器、掌握操作步骤和方法,学会做实际记录、写实验报告,进而会分析总结实验成败的原因。使学生从小就养成通过实验探索问题、解决问题、把科技用于生产生活实践的兴趣和习惯。

总之,实验教学是进一步提高教学质量,使学生得到全面发展的重要的教学环节。对于理科,没有实验的教学是脱离实际的不完整不充分的教学。所以我们一定要采取切实措施逐步地把实验教学开展起来。

要加强实验教学,除了转变观念以外,必须重视教育投入,着力抓好实验室建设,为开展实验教学创造物质条件。学校实验室建设应该纳入各级教育事业发展规划和学校基本建设规划,应该成为实施九年制义务教育的重要内容。要抓紧抓好农村实验中心网络化建设,然后有计划有步骤地向着全面普及和标准化方向发展。为此,各级地方财政,教育事业费,教育费附加,以及学校自有资金都要有一定的比例用于实验室建设,使学校的仪器设备不断得到充实和更新。当前,首先要充分发挥现有设备的作用,发挥投资效益,进一步提高实验室和教学仪器的利用率,演示实验和分组实验的开出率以及实验的成功率和仪器的完好率。已经实现农村实验中心网络化的地方,要尽可能的提高实验中心的覆盖率。

要加强实验教学,必须建设一支数量足够,质量合格的教师队伍和管理队伍。目前有一部分教师不重视实验教学,虽有实验设备也不愿意使用,有的缺乏实验教学的知识和技能,缺乏经验,实验的成功率低,因而对实验教学不敢问津。实验教学队伍的这种状况与整个中学教师队伍合格率不高是相关的。现有实验室管理人员的合格率更低。有些地方把实验室当着安排闲杂人员的地方,老弱病残、顶职子女都往里面塞。

对于实验教学不过关的中学理科教学和实验教师,除了尽可能的组织他们脱产培训外,要经常广泛地开展教学研究活动,通过集体备课、观摩教学、以老带新等方法帮助他们补课,不断提高他们的实验教学水平。中学实验教师和实验管理人员的专业知识达标,要同中学理科教师一样要求,注意配备热爱实验教学工作,具有大专以上专业文化水平,并有一定实验教学经验的人员来担任。并且要按规定的比例配齐。对于现有人员中的不合格人员,要进行调整或安排他们去培训。要重视落实实验教师、实验管理人员的各项政策,晋级调资、评聘职称、评选先进等,要与中学理科教师一视同仁,教育激励他们献身实验教学事业。

加强和改进化学实验教学几点尝试

化学实验不仅是对课本知识的验证,也是培养学生观察能力、思维能力和记忆能力的重要手段,为此,我们对实验教学做了如下几方面的尝试:

注重实验宏观现象的观察与微观实质的分析的有机结合在实验教学中,我们根据学生的认识规律采取两种形式:一种是先观察宏观现象后分析微观实质,这是一个从现象到本质的认识过程;另一种是先分析微观实质,推出可能出现的宏观现象,然后再观察外在表现,这是一个思维推理的过程。

如我们在研究Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液反应时,先组织学生讨论这两种溶液中都存在哪些微粒,其量各多少,溶液中存在何种平衡,溶液的性质如何。使学生通过观察宏观的透明溶液,通过想象在脑海里展现出微观“图像”,然后引导学生推测二者相混合时,各种微粒及量有何变化,平衡如何变化,可能发生什么宏观现象,然后再以实验验证。接着,再把Al2(SO4)3溶液换成AlCl3溶液,把NaHCO3溶液换成Na2S溶液,先混合看现象,然后再引导学生进行微观变化的分析,这样,多次训练学生看着宏观现象,在脑海中展现微观图像的能力,最后使学生进一步认识二者反应的实质是:可形成弱碱的金属阳离子与可形成弱酸的酸根阴离子相遇,分别生成其相应的弱碱和弱酸。

创造更多观察实验的机会,积累丰富的形象思维素材,提高学生分析问题和解决问题的能力

具体做法是通过实验进行课前提问和留课后思考题。另外,增加边讲边实验的内容,如在研究Al(OH)3两性时,又补充了在NaAlO2溶液中通入CO2,观察实验现象,进行分析。再者是加强实验习题,变“死习题”为“活实验”,如讲完“卤代烃”后,我们把习题中1-氯丁烷的水解反应这一性质的习题改成实验,并提出一系列与实验有关的思考题:①该实验的程序是什么?②在水解之后,未经酸化就加硝酸银溶液会出现什么现象?③怎样通过实验来证明氯化钠、氯酸钾和1-氯丁烷中都含有氯元素等。有的内容当堂就进行了演示。

加强分组实验,进行实验的结构教学使学生理解形成知识的来龙去脉,通过初步的实验探索,引导学生去发现去创造如有机化学实验对学生的动手和观察能力的培养较为注意,这无疑是必要的,但还应加强对实验的综合设计能力的培养。同时,为了进一步揭示物质间的内在联系,我们注意将实验结构化,使之形成系列。

如高三化学中乙醇、乙醛、乙酸的性质实验,在课本中是分散出现的,缺乏知识的系统性和实验的连贯性,我们便打破教材的章节,将它们有机地结合起来,搞了一个实验的结构教学。其做法是先提出实验课题:如何完成由乙醇→乙醛→乙酸→乙酸乙酯的转化过程?然后让学生提出实验方案,独立完成实验。实验中涉及有关物质的性质、制备、分离、鉴别等多方面的内容,以及仪器的选用、组装、物质的制备和分离等基本操作,这些都需要学生把所学的知识加以活用才能完成。实验后组织学生讨论、总结。

在有机化学教学中,既要使学生掌握结构决定性质这一规律,也要使学生了解如何通过物质的性质去推导有机物的结构,教学中,我们注意将验证性实验变为论证性实验,如在讲乙醇和葡萄糖的结构时,我们安排了一系列与推导葡萄糖结构有关的实验,并提供有关数据、材料,让学生通过实验推出物质的结构,分析得出结论,在此过程中,教师应能根据学生的心理特征和知识结构,设计一套学习程序,使他们能按一定的思路回答问题,其一般的思路如下:

有机物定性分析定量分析组成元素及重量比分子量分子式官能团分子结构加强对实验的研讨,活跃学生思维,培养他们的探究精神如:在醋酸钠溶液中滴入酚酞指示剂,最初溶液呈无色,这是因为指示剂的变色范围为8~10,而若7<PH<8,则溶液虽显碱性但仍无色,使学生明白不能以无色而掩盖其碱性的道理。再加热溶液,出现了浅红色,学生认识到加热促进了盐的水解,碱性增强,进而分析水解平衡的移动,归纳出影响水解平衡移动的因素。

加强对比实验教学(1)对比结构——性质。

如乙醇、苯酚和乙酸的分子中具有相同的官能团,在讲授其性质时,除课本中的演示实验外,我们又分别做了三种有机物与金属钠、氢氧化钠溶液和碳酸氢钠溶液的实验,然后引导学生自己归纳、总结,列出下表:

并提出问题:①这三种有机物有何共性?如何从结构上加以解释?②化学性质有何不同、原因何在?③通过实验比较它们羟基的活动性。

所加试剂有机物NaNaOHNaHCO3C2H5OH√××C6H5OH√√×CH3COOH√√√(2)实验装置的对比分析。

如在做完石油分馏的演示实验后,引导学生对乙醇和氢溴酸制溴乙烷、乙醇分子之间脱水制乙醚和乙酸乙酯的制取等实验进行对比分析,找出其共性——都需蒸馏,因而都可采用类似石油分馏的实验装置。然后再引导学生思考上述有机物的制取对其冷凝效果的要求是否相同(结合沸点)?能否用简易的实验装置来完成溴乙烷和乙酸乙酯的制取?进而让学生比较不同装置的优缺点,并进行实验操作,这样既能举一反三,也可提高学生设计实验的能力。

加强化学实验教学的途径与方法(一)

几年来比较重视实验教学的改进,探讨提高实验教学质量的途径和方法。我们的做法是:在认真学习、钻研教学大纲和教材的基础上,各年级明确本段实验教学要求,落实措施、严格把关。下面是对各年段要求的认识、想法和做法。

初三:初三是学习化学起始年段。要着重为今后做好各类化学实验打基础,是今后提高实验教学质量的关键之一。为此我们要求做好以下几点:

(1)培养学生良好的实验习惯和态度。

从第一次做实验开始,就向学生进行遵守《实验室规则》的教育。要求学生实验前一定要预习,了解实验目的、内容、方法,估计实验现象和成败关键,写好预习报告,经教师检查合格后才能进入实验室。动手实验前应先清点仪器和药品;实验过程中应严格按照操作规程操作,认真观察现象,做好必要的记录,注意实验的条理性和安全性;实验结束后要清洗仪器,整理药品,处理废液,做好卫生,经组长检查符合要求后,方能离开实验室。实验后必须实事求是地整理好实验报告交给老师。个别学生实验进行不理想或未观察清楚现象,可在课余安排时间到实验室重做。经常教育学生要爱护仪器,节省药剂,保持实验室的整洁和安静,对违反操作规程或粗心大意而损坏仪器的,除进行教育外,还严格按赔偿条例赔偿,使学生从中吸取教训,提高认识。要使学生养成认真负责、一丝不苟、严谨的科学态度和习惯。

(2)着重化学实验基本操作的训练。

大纲要求初三阶段必须学会10种仪器的使用和16种实验操作技能,熟练掌握4种仪器的使用和3种实验操作技能。我们认为:提高教师的示范能力是搞好化学实验基本操作训练的前提。为此,要求教师对每一个演示实验必须经过充分准备和预试。演示过程注意操作的敏捷、准确和规范化,使学生领会到操作的要领和难点,在头脑里留下深刻的印象。教师应该经常查阅有关参考资料,不断改进实验方法和仪器装置,探讨反应的最佳条件,掌握实验的成败关键以提高演示效果。

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