改进化学实验教学 培养学生科学素质_化学实验教学的改进

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改进化学实验教学

培养学生科学素质

洛阳市第二实验中学

盛华鹏

化学作为一门自然科学，化学教学对培养学生科学素质有着义不容辞的责任，也有着得天独厚的优势，化学实验在这方面更有巨大的优势。下面就我在进行《氧气的实验室制法》中用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气的教学时，如何通过氯酸钾制取氧气这一载体，挖掘其科学素质教育因素，有效的实施科学素质教育。

1、科学观察品质的形成实验室用加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，这个实验有：“反应速度慢，信息呈现多”的特点，学生初步观察这个实验，觉得好奇、有趣，甚至有学生说：这样就能制氧气吗？他们怀着这样的心态观察此实验，一般很难一次收集到全面的信息，或招架不住，顾此失彼，或把“观察”等同于“看”，突出视觉刺激，忽略其他感官的感知。教学中，我改以往“一次实验、交流补充信息”为“二次实验、自我完善信息”的教学方式，先让学生分组实验，自主观察、自我发现。当多数小组信息记录不完整，就及时安排他们再做一遍，并适时调控学生的情绪，提醒他们不能只看热闹，更要看“门道”，观察既要有序全面、又要敏捷，善于捕捉转瞬即逝的实验现象，及时唤醒各种器官，眼观色形态，手感冷和热，鼻嗅其味，耳听声音，全方位收集信息，以获取对事物全面深刻的认识。学生通过第二次试验，不仅观察兴趣得到满足，收集到的信息更多更全，更重要的是“悟”出了观察的窍门，掌握了观察的要领。

2、科学处理信息能力的提高

在科学研究活动中，处理信息比收集信息更重要。有效地进行信息的筛选、整合、重组，得出科学判断是科学探究的核心。教学中，既要引导学生全面进行信息积累，更要指导他们合理取舍，正确判断。如加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，并用排水法收集到的氧气中会有白色烟雾，并伴有刺激性气味这一信息，会影响他们做出正确判断，我肯定学生观察仔细的同时，引导学生分析是由于催化剂二氧化锰也参加了反应所致。氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，看似是一个化学反应，实际上伴随着多个化学变化、物理变化，物质物理性质也表现出来了，如：

2KClO3 + 2MnO2 加热

2KMnO4 + O2↑+ Cl2↑

4KMnO4 加热

2K2MnO4 + MnO2 + 2O2 ↑

2K2MnO4+Cl

2总反应式：2KClO3 加热，二氧化锰

2KCl + 3O2 ↑

这是氯酸钾分解（二氧化锰催化）制氧气的反应机理。把这些知识告诉学生，引导学生整合所有信息，学会筛选，合理取舍。根据学科知识结构进行重组，加热2KCl+2KMnO抽取关于物理性质和化学性质的信息，把交织在一起的实验现象进行优化处理，提高信息处理能力。

3、科学探究习惯的养成学生观察氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气并用排水法收集氧气实验后，得出这就是氧气的结论，面对这一结论，以往为节约时间，顺水推舟，不多做解释，很快转入下一个环节的学习。实际上学生形成这一判断的思维过程存在偏差，我在指导学生实验时发现，他们观察到产生的气体中有白色烟雾时低声议论，我以此为切入点，追问“标准状况下，氧气是白色的吗？”再问“你真的看到了氧气吗？”学生这才恍然大悟，氧气在标准状况下，是没有颜色没有气味的气体。那为什么收集到的气体中会有白色烟雾呢？带着这样的疑问，我引领学生深思探究：为什么我们收集到的气体中会有白色烟雾呢？并且还有刺激性气味？经分析学生真正明白此反应有白色烟雾和刺激性气味生成的信息源，也深深体会到善于思考，刨根问底的习惯对科学研究的重要性。

4、科学精神的培养

实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气这一教学素材蕴含着诸多科学精神教育因素。实验时，由于催化剂二氧化锰也参加了反应，会导致异常现象，所以才会使收集到的氧气中有白色烟雾，并伴有刺激性气味。为此，教学中我进行了大胆改进，克服了上述弊端，用事实教育学生，形成不盲目迷信、敢于怀疑与批判的精神。

我在教学中引进科学史：“1807年英国化学家汉弗莱.戴维，通过电解熔融的氢氧化钠首次制得金属钠，在实验时因反应剧烈发生爆炸，致使右眼受伤，他没有退缩，总结经验教训，之后又用类似方法得到了几种活泼金属，在化学元素发展史上，作出了卓越贡献。”鼓励学生在科学上要有勇于进取、勇于奉献、顽强拼搏的精神，树立敢于超越前人的远大志向。

5、科学创新思想的发展

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。而创新思维又是创新的灵魂。传统实验教学，强调学生去模仿、去继承，忽视学生主观能动性的体现和创新思维的训练，学生掌握的技能是机械、僵化的，很难创造新价值。教学中我注重从思想上鼓励学生敢于突破常规，求新求异，批判的继承，辩证的扬弃，从行为上重视启发创新思维：为什么改？怎样改？改进后效果如何？有无进一步改进的可能性和必要？如用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气的反应，用排水法收集的氧气中有白色烟雾，除去白烟的方法一般是静止除去，这样实验仅仅起了一个呈现的作用，有的学生提出若在集气瓶口放一小团棉花，也可除去。这正是创新思维迸发的火花，我给予充分的肯定和表扬，并给学生介绍产生的白色烟雾是什么物质？为什么会产生？以及产生的刺激性气味的气体是什么气体？当然这个反应是二氧化锰做催化剂，所以才伴随了这些异常现象，能不能用其他的物质代替二氧化锰作催化剂呢？这个问题，学生们广泛交流，集思广益，将思路通过语言或实验的方法展示出来，我也将自己的想法与同学们交流，并从多种资料中收集了可以用于该实验的替代二氧化锰作催化剂的物质，介绍给学生，极大的开阔学生的思维视野，他们很受启发，意犹未尽，把创新的激情迁移辐射到学习活动的各个方面。

6、科学价值观的确立

学习的最终目的不仅仅是获得知识，更重要的是利用知识创造财富，造福人类。伴随氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气这一反应的，还有能量变化、物理变化，我引导学生思考：除认知功能外可否产生更大的实用价值呢？并把从网上获取的信息介绍给学生。同时也向学生警示：我们很多的化学反应一定程度上会对人类造成伤害，古有科学家戴维做实验时被炸伤眼睛，今有同学做实验时因操作错误被烫伤皮肤，正如有人说的“科学是把双刃剑”，事物都有双重性，关键是扬其长，避其短。这样，把隐含的化学实验与变化中的价值因素挖掘出来，从经济价值与人文因素角度加以分析，促成学生树立价值意识，促进学以致用科学观的形成，倡导科学教育与人文教育相结合，促进科学技术的人文化。

实验教学是培养学生科学素质的重要途径，看似一个简单的实验，其中很可能蕴含着丰富的科学素质教育因素，关键是要我们善于发现，肯于挖掘，精于引导，贵在坚持。