摘 要 实验是提高教学的形象性与趣味性的较好的手段,如果从追求教学实效性的角度考虑,那么,对实验室功能的忽略就是放弃了对高效课堂教学的追求。还原实验室的本来功能,向实验室管理诉求化学教学实效性,无疑是明智的选择。为此,作为化学教师就要从优化实验室的管理入手。
关键词 高中化学 实验室管理 途径
新课程实施以来,对新课程实施途径的探索也一直是广大一线教师比较注重的一个重要课题,启发式教学、探究式教学、自主学习、做中学,等等。所有的教学方式都强调对学生学习的主动性与积极性的调动,强调学习气氛、探究气氛的营造。但是,在这个过程中,很多人忽略了一个问题,那就是单位时间内教学实效性的问题。例如,有的教师为了引入环节能激发学生的兴趣,花费了很多时间,这样一来学生的兴趣固然调动起来了,可是由于教学时间成本太高而使教学实效性大大下降。新课程的核心理念是发展学生的实践能力、培养学生的创新精神,而要很好地贯彻这个理念,就必须要提高教学的实效性。在高中化学教学中,提高教学实效性的方法很多。但是,笔者认为,通过加强对实验室的管理,即通过研究实验室资源,使实验室资源充分体现出其价值,通过教师的科学管理、善加利用,使实验室资源的价值实现最大化,使化学教学也能“善假于物也”,以此提高高中化学教学的实效性。
一、强化实验室管理是提高化学教学实效性的迫切需要
作为实验学科的化学教学,实验是支撑起化学教学的重要的手段。且不说没有实验就无法交代清楚一些化学知识与现象,单单是为了提高学生理解、掌握知识的效率,也离不开化学实验。我们知道,抽象的概念与现象是很难被理解的,即使理解了,记忆起来也是个问题。而如果知识是经由实验获得的,现象是经由实验发现的,那么,这对于知识的掌握与消化吸收以及能力的提高等等,都是最佳的选择。可见,课堂上的实验是提高教学质量、提高教学效率的关键。而实验室是教学实验的最佳场所,因此,充分利用好实验室就可以最大限度的提高化学教学的实效性。但是,目前,由于诸多原因,例如教师观念的问题、高中教师时间紧张等问题,造成实验室管理存在问题。比如,仪器混乱,药品有的已经失效还在使用,实验前教师准备不充分以致学生做实验时常常由于仪器、药品等问题导致实验失败或者实验时间过长等等。教师的管理问题造成了教学效率的低下,只有改善实验室管理,变无序的管理为有序的管理,向管理要效率,向管理要质量,才能使化学实验室担当起服务教学的重任。
二、优化实验室管理的途径
优化实验室管理首先要解决好实验室管理存在的诸如仪器混乱、药品失效还在使用等问题。此外,还要把握好如下问题:
(一)教师提高自身素质是前提
通过优化实验室管理提高教学的实效性,要求教师必须首先提高自身素质。因为教师既要面对实验室、实验室资源,还要面对多媒体、教材、教参等辅助教学等。这就使得课程内容的综合性、弹性加大了,教材、教参为教师留有的余地加大,教师可以根据教学需要,采用自己认为最合适的教学形式和教学方法。素质高的教师能在中间找到最好的途径,使各方面有利的因素都为教学服务,做到教学效率最大化。甚至有的教师能在实验室资源“不对口”的情况下,能够“化腐朽为神奇”。实现了实验室价值的“超水平”发挥。因此,教师提高自身素质是优化实验室管理的前提。
1.转变实验教学的理念
很多教师简单的认为化学实验只是化学教学的重要手段,而没有认识到它是落实三维课程目标的关键;只是认为实验所起的是验证原理和加深印象的作用,而没有认识到在实验过程中通过教师的引导学生所产生的情感的、能力的等等方面的变化。这主要是由于部分教师的教学理念存在问题,不能及时的把实验教学观念与新课程理念保持一致。在现有的实验仪器配备基本上能够完成课程标准中要求的绝大部分实验的情况下,高中化学实验教学实施的整体情况却不好,其主要原因在于教师对化学实验的地位和作用的认识不足。由于思想认识存在问题,在教学时间紧张的情况下,教师就放弃了这种比较费时费力的教学手段。因此,必须让教师从化学史的角度和化学教育的角度,提高对化学实验的地位和作用的认识,加强对化学实验知识的学习,这是有效开发利用化学实验仪器,顺利实施化学实验教学的前提。
2.提高对实验的掌控能力
所谓实验的掌控能力,是指作为一名化学教师能够根据实验原理,分析实验的装置以及条件和操作是否合理,能够推断实验结果的正确性。在使用教材时能够辩证地看待教材中的实验,创造性地使用教材。能指出教材中个别实验存在的一些问题,能够提出可行的改进措施,并能加以改进。
3.提高开发资源的能力
提高教师开发资源的能力是有效利用好实验室,使实验室价值最大化的必然选择。化学实验教学资源是指有利于实现化学教学目标、在实验教学设计、实施、评价过程中可以利用的各种资源的总和。化学实验教学资源的开发利用就是要寻找一切可能进入化学实验教学活动的资源,使化学实验教学资源的开发利用成为实施化学实验教学的根本保证,同时,通过化学实验教学资源的开发利用,可以深化和完善实验教学内容,弥补化学教科书的不足。化学教师应树立全新的课程资源观,树立强烈的课程资源利用和开发的意识和责任感,利用一切可利用的实验教学资源,丰富化学课堂教学信息。这样,就会在为化学教学增添极富吸引力的感性材料的过程中,调动起学生学习的积极性以及思维的活跃性,使课堂教学高效起来。
(二)提高实验室的利用率是关键
教师管理化学实验室不同于实验室管理员,教师管理实验室主要体现在对实验室的资源的充分了解,并通过自己的努力使资源得以充分地发挥作用。同时,在资源不具备的情况下通过教师创造性的工作让替代性资源发挥作用,以满足实验教学的需要。经验表明,实验是最能激发学生兴趣的。因为化学实验能给学生展现诸如颜色变化、气体生成、燃烧、爆鸣等生动、新奇、鲜明的化学现象,可以引起学生的直接兴趣。学生通过自己动手进行实验操作,使化学变化呈现出来,实验的成功会进一步激发他们的求知欲。学生还可以根据自己掌握的化学知识和实验技能,通过化学实验去探讨新知识、解决新问题,使学习兴趣上升到更高层次。多带领学生做实验,还会令学生养成良好地学习品质。学生自己动手做实验,从中学到知识、了解原理与现象,这实际上正是科学探究的过程。这有助于学生形成科学的态度,养成独立探究的习惯。一旦学生养成了独立探究的动力与习惯,那么,化学课堂就不是“要我学”,而是“我要学”了,这样的课堂教学无疑是高效的。
因此,就要想法设想提高实验室的利用率,尽可能让学生多做实验。为了达到这个目的,首先,教师要善于开发原有实验仪器的探究教学功能。化学新课程改革倡导科学探究性。探究性实验成为化学实验教学的重要方式之一,但探究性实验活动并不要求把原有的仪器设备废除。原先配备的绝大多数仪器设备是能够适用探究性实验教学的,关键是要改变只以验证知识和训练技能为目标的实验内容和实验教学方式,充分挖掘原有实验仪器的探究教学功能。实验室的各种仪器、设备、模型都是宝贵的课程资源。善加利用就会变成学生探究活动的手段,学生通过科学探究,自己去设计实验,选择仪器,收集实验数据,归纳总结规律。其次,教师要有意识地扩大实验的范围,多为学生创造实验的机会,不要再局限于教科书上的几个实验。最后,教师要鼓励学生自己设计实验方案,选择实验药品和仪器、装置,进行实验探究活动,总结规律,得出结论。为了鼓励在这方面表现特别突出的学生,在可能的情况下,教师甚至可以随时为这样的学生开放实验室,让学生及时的到实验室实现自己的实验设计方案。教师在这个过程中要提前了解学生实验的原理、方法,为其提供实验的器材,并在适当时候给予必要的辅导。
(三)创造性地设计实验是重点
根据教学需要,教师要灵活的设计实验,并引导学生会利用身边的资源自行设计实验,教师做好指导、评价等工作。
1.引导学生自行开发实验资源
高中化学教材中,设计了“实践活动”这一板块。教师要引导学生根据要求在家里、社会上寻找能完成实验的资源,然后带到实验室,在教师的指导下完成实验。例如 “铝盐和铁盐的净水作用”、“利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等制作原电池”这类实验都可以发动学生自行找到做实验的资源。这些学生生活中随处可见的小物品,都是可以代替化学仪器的,小玻璃药瓶——试管,青霉素药瓶——集气瓶,装药丸的塑料凹槽——点滴板,一次性纸杯——烧杯,小塑料勺——药匙,塑料漏斗——漏斗,等等。把这些日常器具带到实验室,不仅可以丰富实验室资源,而且,用日常器具做实验,具有简便、直观、原理单一等优点,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。提倡用日常器材做实验,决不是权宜之计,而是丰富实验室课程资源和全面提高学生科学素养的需要。即使是发达国家,在实验条件相当优越的情况下,仍然将学生身边的各种器材列入实验室资源。因此,“坛坛罐罐当仪器”的经验在实施课程标准时,仍然是开发实验室资源的基本原则。
2.开发微型实验
微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取化学信息的实验方法和技术,它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验。微型化学实验作为绿色化学的一项内容,具有药品用量少、仪器容量小、基本无污染等特点。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。在中学实验教学中具有操作简单安全、方便省时、实验现象直观明显、成本低、易人手一套、利于强化动手能力训练等优势。如做“过氧化钠与二氧化碳反应”的实验,可以用微型实验来做。具体做法如下:
(1)制作微型气体导管
把两段废圆珠笔芯在酒精灯上微烤一下,弯成两个90度的气体导管,中间用一小段输液管连接并用一个小铁夹或曲别针夹好,即为一套微型气体导管。
(2)设计过氧化钠与二氧化碳反应的装置
将一次性输液管上的莫非氏滴管上端侧管熔封。把莫非氏滴管中部剪一个小口,装入过氧化钠用透明胶带粘好,用青霉素药瓶,微型气体导管按图1连接实验装置。
图1 Na2O2与C O2反应的实验装置
1表示石灰石和稀盐酸,2是Na2O2,3是火柴余烬
先在青霉素药瓶中加入几个小块石灰石,再加入1:1盐酸2毫升,塞紧塞子,在导管口用火柴余烬检验气体,观察莫非氏滴管中过氧化钠的变化。
3.充分利用化学实验的软资源
化学实验的软资源主要是指先进的计算机技术、网络通信技术、多媒体技术,教师可以利用这些技术将现实化学实验室中的各种实验资源进行处理,建立网络实验室。化学网络实验室是集网上实验管理、实验室教务管理、实验室仪器设备管理、实验室资料管理、实验室开放管理于一体的实验室管理系统。充分利用化学实验的软资源一方面可以使教师随时控制实验的进程,使实验效果趋于更加理想和完美,还消除了实验者在化学实验过程中受到臭、腐蚀、有毒等的危害。另一方面使用多媒体可以将实验过程随时定格,将某些在常规实验操作中不易观察或观察不清楚的现象显现给教师和学生,弥补了实际实验操作的一些缺陷。而且,化学实验的软资源具有简单快捷的特点,可以大大节省准备实验的时间,从而提高实验教学的效率。
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