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如何用化学实验培养学生的科学素质

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  化学是一门以实验为基础的自然科学,是在实验中诞生和发展起来的。新课标对初中化学教学的基本要求指出:没有实验也就没有化学的今天,离开实验化学的发展就会停滞不前。目前,化学基础教育课程改革十分强调学生科学素质的培养,而科学素质是“科学兴趣”、“科学精神”、“科学能力”等基本要素的整合。没有实验也就没有创新,也是人们在认识自然和应用科学知识的过程中所表现出来的基本素质。为此,我们化学课题组围绕“用化学实验培养学生科学素质”课题,进行了多年的研究与实践。
  
  一、用化学实验来培养学生化学兴趣
  
  “兴趣是最好的老师”。奇异的化学现象,变幻莫测的化学魔术,能激发学生的创造力,诱发学生的好奇心,诱发学生对化学实验的跃跃欲试,使他们对化学实验产生浓厚的兴趣,对今后的化学学习更加有利。
  利用化学实验的趣味性,培养学生的化学兴趣。俗话说:“万事开头难”。初中学生第一次接触化学,就决定了他们是否感兴趣。为此,学生在学习化学课程之前,组织学生参加化学“魔术会”。在会上,每位化学教师表演1~2个魔术,如“会变色的字”、“烧不坏的手帕”、“变色茶”、“魔棒点灯”、“自制汽水”等趣味表演,引人入胜。当学生知道了学好化学之后,他们自己也可以玩这些“魔术”时,高兴极了,有些学生甚至希望立即上化学课。每个班上第一节化学课时,每位教师又补做了几个趣味化学实验,甚至让学生动手做简单的演示实验。通过千奇百怪的实验现象,激发了学生学习化学的兴趣,使学生始终处于一种激活状态,有利于掌握知识,有利于激发学生的求知欲望。
  根据化学实验的实用性,培养学生的化学兴趣。我们知道,初中化学与日常生活联系紧密。如空气的污染,灭火的方法,分子的运动,水垢的形成,铁制品防锈的方法,农药化肥的使用等。我在讲二氧化碳的实验室制法时,让学生验证水垢的主要成分是碳酸盐,回家后帮助家长除去水壶、水瓶里的水垢,并且,让学生了解通过硫酸与碳酸钙反应生成石膏而使海岸“提高”等等;在讲到溶液的酸碱性时,我组织学生用pH试纸测量濑溪河水的 pH值,分析河水被污染的原因,提出可能的解决办法,并将整个实验的过程、数据,整理分析写成论文,交到有关部门,引起了有关部门的高度重视;在讲到铁制品生锈及防锈方法时,要求学生回家帮助家长防止厨房中铁制品生锈,解除了许多家长“锈刀、锈锅、锈锄”的困扰,受到家长们的赞扬。学生能够学以致用,感受到了化学实验在日常生活中的作用,同时,也激发了他们动手做实验的兴趣,培养了他们关心社会、关心生活、运用化学知识解决实际问题的能力。
  
  二、用化学实验来培养学生的科学精神
  
  “精神是生命的支柱”。当学生对化学感兴趣后,教师应及时通过实验培养学生的科学精神,即化学实验的科学方法,对待化学问题的科学态度和探究化学知识的科学意识等。
  设计探究实验,培养学生的科学方法。如:在研究燃烧的条件时,首先提出:“物质在水中能够燃烧吗?”然后让学生大胆假设。在实验之前,大部分学生认为水有灭火,因而特质不能在水中燃烧。这时,学生通过白磷分别放在冷、热水中,在有无氧气情况下能否燃烧的实验。不仅知道燃烧是既要有可燃物,又要的氧气,同时温度还要达到着火点。而且懂得尽管水能灭火,但物质在水中满足了燃烧条件后,也能燃烧。二氧化碳也能灭火,但是不是所有的物质都可以用它来灭火,如镁能在二氧化碳中燃烧。又如:在实验室制取二氧化碳的研究性学习中,讲解了反应原理后,通过不同碳酸盐与不同酸溶液反应速度的实验探究,学生不仅掌握了实验室制取二氧化碳的反应原理和选择药品的方法,而且认识到在化学应用中理论虽然成立,但实际能否应用,要以科学的方法来检验,要用实验的方法来探究,这样便激发了学生学习化学的激情,培养了他们的科学方法。
  运用演示实验,培养学生科学态度,如:在水电解实验中观察产生的氢气和氧气的体积比时,理论值与实际比有较大的差异:点燃两支高低不同的蜡烛,罩上一个火烧杯时,结果是上面的蜡烛先熄灭,下而后的蜡烛后熄灭,等等与预先设计不符的每一个实验现象都不能放过,要以科学的态度,启发学生思维,强调科学的严谨性,并适时教育引导学生,许多科学家就是抓住这些细微的与常规不同的变化,才得出了惊人的结论。如酸碱指示剂的发现、氮气的发现、溴的发现等。另外,还要教育学生敢于与伪科学作斗争,指出“水能变油”、“铝、铅能变黄金”等的谬论。
  
  三、用化学实验来培养学生的科学能力
  
  化学实验所涉及到的知识、素质、能力,要求是全面的,对人才的成长影响极大。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣。不仅对培养学生的科学精神大有裨益,而且在提高学生的科学能力方面起到了很大的作用。
  通过“绿色化学”实验,培养学生的环保能力;针对实验室的污染问题,在学生做实验后,我迅速组织学生分别测量实验室、教室、树林和操场上的气体的pH值,结果发现实验室的气体pH值最小,说明实验室酸性气体过多,老师及时讲解酸性气体各成分对环境产生的危害,及时引导学生分析;全世界千千万万的实验室都是这样,一年将排放多少酸性气体到空气中?若每个实验室或化工厂,对废渣、废气、废液不进行处理就排放,对环境的危害有多大?学生明白了这些道理后,自觉地按照化学实验的要求取药实验,在没有量要求的情况下,也自觉地取最少量,废渣、废气、废液皆能妥善处理。在学了“水”这一节后,组织学生对濑溪河上游无污水排放处和下游污水排放处进行测量,让学生了解到生活污水对水质的影响,进而认识到对水生物、农业等的影响;组织学生将了解的这些知识进行宣传,唤醒人民的环保意识,提高学生的环保能力。
  重视探究实验,培养学生的探究能力。在学习“铁”前一周的某天,我偶然发现某同学文具盒生锈了,便在班上问那个同学“要是一个崭新的文具盒不生锈,该多好啊!文具盒由什么材料做成的?为什么会生锈呢?”学生讨论出铁生锈的主要假设,并回答实验。在学习“铁”后,再提出此问题时,学生踊跃发言,气氛非常热烈。在此基础上,进而向学生提出“怎样才能让文具盒保持崭新的面貌――如何防止铁生锈呢?”这样,学生自然而然地得出了“保持干燥”或“隔绝氧气”,特别是“不要用汗手拿文具盒”的结论。学生虽然通过自己的实验研究得出了正确的结论,但没有将成果广泛运用到实验生活中,至此,我又提出:你家的厨房中有哪些铁制品,你回家后,能与家长共同讨论一些防锈的方法吗?不少学生回家后,帮助家长解决了厨房中铁制用具生锈的现象,受到家长的称赞。他们的探究能力得到了锻炼,思维品质得到了提高。
  总之,学生科学素质的形成和提高,需要我们教师潜移默化的引导,需要我们孜孜不倦的教诲与诱导,培养学生的动手动脑的能力。更需要我们注重实验教学,发挥实验的功能帮助引导学生利用现有条件付诸实践,培养学生的科学素质。

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