初中化學實驗改進研究結題報告鎮(zhèn)安教研室 鎮(zhèn)安柴坪中學內(nèi)容摘要對于化學實驗，更新實驗思路，改變過去為做實驗而做實驗的意識，讓實驗能在學習中創(chuàng)新。采用多種實驗方法，活躍學生思維。要創(chuàng)設實驗問題使實驗的教學效果得到提升，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學生學習興趣，提高課堂的有效性。為達這一目的，本課題研究主要內(nèi)容是：初中化學實驗自制教具；化學部分實驗儀器替代品的研究；初中化學實驗部分實驗改進的研究。關鍵詞：初中化學 化學實驗 實驗改進 替代實驗一.課題提出的背景化學教學必須以實驗為基礎，實驗在化學教學中占有舉足輕重的地位。課改后，教材中的實驗(演示實驗、分組實驗、家庭實驗)明顯增多了，結合教材和農(nóng)村化學實驗教學條件，初中化學實驗教學存在如下問題：1.實驗不夠精煉，導致實驗教學工作量大；2.現(xiàn)象不明顯或現(xiàn)象持續(xù)時間短；3.實驗成功率低；4.不夠環(huán)保或安全性低；5.藥品用量大，廢棄物多；6.在農(nóng)村，部分儀器缺乏；7.學生實驗探究能力差，處理實驗探究墨守成規(guī)，方法不靈活，無變通。任何實驗都不可能盡善盡美，課本中的實驗也不例外，難免有某些不足之處。要從中找出毛病，要對所做的實驗持挑剔的態(tài)度，學會發(fā)現(xiàn)缺點的方法，同時要有強烈的創(chuàng)新意識。二.課題研究的目標化學實驗是手段也是目的，是技能也是知識，是能力也是智力，是方法也是途徑，是學習也是探索。所以不能只為教學而做實驗，將實驗簡單重復，使實驗簡單化、單一化、表面化。因此，本課題研究目標有以下幾方面：.就實驗本身來說：1.通過改進，使實驗方法或過程簡單化，便于操作,減少教學工作量。如：氧氣性質(zhì)實驗，每節(jié)課間要制4-5瓶氧氣，連續(xù)幾節(jié)課就非常忙碌。2.通過改進，使反應的時間更長、現(xiàn)象更明顯。如:鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，在一集滿氧氣的集氣瓶中點燃鐵絲，鐵絲燃燒的時間比較短，現(xiàn)象會在學生“看興”正濃時戛然而止；木炭在氧氣中燃燒的實驗，將點燃的木炭伸入集滿氧氣的集氣瓶，耀眼的白光會隨著氧氣的消耗很快消失，和在空氣中燃燒幾乎一樣了。3.通過改進，使實驗更易成功，增強演示實驗的課堂示范作用。4.通過改進，消除對環(huán)境的污染和對實驗者本人的不利。如：有毒氣體，有刺激性氣味氣體。5.通過改進，減少藥品用量，利于節(jié)約藥品和保護環(huán)境。如：實驗室有分子間隔演示儀，但其容積在200ml400ml之間，幾個班的演示實驗會浪費很多酒精。6.自制儀器，彌補實驗儀器不足。 .從學生角度說：1.在思維方式上，實驗操作的訓練可以對全面的、系統(tǒng)的、動態(tài)的思維方式有綜合地促進作用。能對各種能力發(fā)揮直接作用。讓學生有寬廣的思維空間，讓思維插上靈感的翅膀。2.在操作能力上，操作本身是理論與實踐的結合，是認識過程的深化和物化，實驗操作過程可以培養(yǎng)學生的獨立工作能力、合作能力和科學習慣，同時還能提高學生耐心、細心、慎思、膽大等心理品質(zhì)。3.在審美和價值觀上，學生對改進過的實驗進行學習操作，對學生的品行、審美等方面也有積極作用，使他們有計劃、講節(jié)約、講效益、注意維護他人和自身安全，注意環(huán)保等。.從化學學科角度說，化學實驗是培養(yǎng)化學工作者或化學家的必經(jīng)之路，是進行化學科研的出發(fā)點和歸宿。而學生經(jīng)改進的實驗的啟發(fā)，思維會更活躍，從這個意義上說，學生所學的化學實驗有一個活的源頭，那化學之流就會源遠流長。三.課題研究的內(nèi)容1.自制初中化學實驗教具。2.初中化學部分實驗儀器替代品的制作研究。3.初中化學實驗部分實驗改進方法的的研究。4.利用現(xiàn)有資源創(chuàng)造性的進行實驗。四.研究的過程和方法為了充分發(fā)揮化學實驗在教學中的作用，我們有責任不斷對教材實驗加以改進和完善。一般來說，化學實驗改進最終想達到的目的是：以簡代繁、以快帶慢、或是變無形知識為有形知識，或是讓現(xiàn)象更明顯持久等。以下是這幾年研究該課題用到的的方法：1.引入法，就是根據(jù)某一特定需要，靈活的引用其他實驗成功的方法和經(jīng)驗。利用這種方式解決問題時，要從中尋找事物間的相識之處，從中尋求啟發(fā)。例如：用啟普發(fā)生器可以制取氫氣，具有可是使實驗隨時發(fā)生和停止的優(yōu)點。那么，用該裝置就可以制取二氧化碳和氧氣，制取氧氣時選用過氧化氫溶液，當然我們會考慮有沒有塊狀的二氧化錳，若沒有，將二氧化錳換為土豆片照樣可以完成實驗，效果也很好。本例中引入的原則：就是考慮反應物的狀態(tài)和反應條件。因此，應用引入法，引入新技術、科學的方法，創(chuàng)造出具有學科特點適合當?shù)噩F(xiàn)有條件的化學實驗。也是化學實驗改進的重要研究方向。2.替代法，替代法是改進實驗的一條重要思路。其實很多創(chuàng)造發(fā)明都廣泛用到了替代法，就是利用具有相同或相似功能的其他物品來代替原實驗規(guī)定的物品。這種方法簡單，卻可以解決很多問題。例如：將比重計稍作加工來替代原有的分子間隔演示儀，我校原有兩個分子間隔演示儀，它們的容積分別為200ml、400ml，五個班的演示實驗會浪費很多酒精，而用比重計做的分子間隔演示儀每次用掉4-5ml酒精，節(jié)約藥品顯而易見，而演示效果比大演示儀要明顯。再如：用輸液管制作膠頭滴管等。利用此法，可將很多便宜易得的物品，甚至廢棄物，代替正規(guī)儀器、藥品來完成實驗，且不降低實驗的效果。所以，在缺少儀器和藥品的農(nóng)村中學，積極研究和利用實驗代用品，對實驗教學有積極的促進作用。3.組合法，許多創(chuàng)新發(fā)明，就是先把現(xiàn)有事物的各要素分開，然后再按新的方法加以組合，從而產(chǎn)生了新事物、新方法。利用組合法來改進實驗時，就是把整個實驗方案或整套實驗裝置先分解成若干部分，然后在科學的組合，從而創(chuàng)造出新的實驗方法。例如：氧氣性質(zhì)實驗，教材中都是在集滿氧氣的集氣瓶中進行，而這有一個缺點，氧氣很快被消耗，現(xiàn)象會減弱甚至反應停止。鑒于此，我們可以把氧氣的發(fā)生裝置和性質(zhì)驗證裝置連接起來，以得到源源不斷的氧氣，再在兩個裝置之間連接一個帶有三孔塞的廣口瓶，瓶內(nèi)裝入適量水，可觀察氧氣產(chǎn)生的速度。另一個孔插入帶有氣球的玻璃導管，用于暫時貯存氧氣。這樣這個實驗就更完美了(氧氣性質(zhì)實驗改進)。也不必每節(jié)課后忙著制取氧氣，使課間可以休息。因此，組合法可以簡化實驗裝置，便于操作，節(jié)約時間等優(yōu)點。4.加減法，有時在一些裝置上再加上一個具有不同功能的組件，或把一些裝置中不需要的部分去掉，就創(chuàng)造出具有新功能的裝置。在實驗中，先找出應增加什么，應減少什么。例如：在常溫下，固體和液體作用制取氣體，用注射器加入液體，可隨時控制加入液體的量，便于操作，節(jié)約藥品。再如：在點燃可燃性氣體實驗時，在導管末端再連接一個氣體燃燒的安全裝置，便可避免發(fā)生爆炸。5.顛倒法，有時把事物倒過來看，變換順序試一試，說不定問題就解決了，產(chǎn)生了新的創(chuàng)造發(fā)明。因此，顛倒法也是改進實驗的一種思維技巧。例如測定空氣中氧氣含量的實驗，教材中是先點燃后密封，那可以把紅磷換成白磷，先密封后點燃。將操作順序倒過來克服了教材實驗實驗的慌亂感，也減少了實驗誤差。6.減少污染，在初中化學實驗中，常常出現(xiàn)有毒的物質(zhì)，若處理不當，對環(huán)境會造成污染?；瘜W實驗綠色化是化學發(fā)展的需要，是學生身心健康的需要，是進行素質(zhì)教育的需要。在實驗中設法減少或消除污染，可以將有害物質(zhì)吸收，也可以將有害物質(zhì)隔離。例如：在做探究燃燒條件的實驗時，我們可以用大鐘罩罩住整個裝置，避免五氧化二磷白煙擴散。再如：演示氨分子擴散的實驗時，可將實驗放在密封容器中進行，將教材中裝試劑的小燒杯換成蘸有同樣試劑的濾紙粘在密封容器內(nèi)外，然后用注射器注入氨水，即可避免刺激性氣體的擴散。環(huán)保減污，簡化實驗操作，使實驗產(chǎn)生的效果更明顯，而且把實驗中產(chǎn)生的污染物盡量消滅在實驗過程中，并對學生進行環(huán)保教育，培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的素質(zhì)。其實，在設計改進實驗方案的思考過程中，往往不是單獨運用某一種方法。所以在改進實驗時要根據(jù)化學實驗的實際情況，思考實驗有哪些方面需要改進，每一項怎么改。還有沒有更好的辦法？有什么可以代替嗎？需要添加什么？需要縮減什么？調(diào)換順序會怎樣呢？等等。還可以列出更多的檢核項目。運用時，再從檢核表中選擇幾條思路，并以此圍繞某一抽象的問題，充分進行發(fā)散思維。例如，當你選定的思考方向是“可以縮減些什么”，就可以想到“減少藥品用量，減少反應物濃度，減少輔助裝置，把反應容器改成小的，加熱的時間減少，反應的溫度降低一點等等。思考的范圍越廣，就越有可能獲得創(chuàng)造性的突破。選擇思考的方向及展開思維時，也應該根據(jù)實驗改進的目的和有關實驗原理等，把握思維的策略。五.取得的成績1.通過本課題的研究，課題組成員精誠團結、齊心協(xié)力、相互學習、相互促進。使課題組的成員能力得到提高，業(yè)務能力得到鍛煉，成為我縣化學學科實驗探究領域的帶頭人。2.通過課題的研究，培養(yǎng)了學生的科學探究能力，符合新課標的要求，也使近幾屆的學生喜歡上了化學，在課余也加入到探究的行列，提出一些有價值的看法和建議，化學成績也在逐年提高。3.通過本課題的研究，我們獲得了一些成功經(jīng)驗，并有相關論文在國家、省、市刊物上發(fā)表，獲有獲獎證書，為課題組迎來一定聲譽。六.課題反思課題研究雖取得一定成績，但由于課題組成員水平有限，本課題在深度和廣度上的研究還很不夠，但作為化學教育工作者，我們會繼續(xù)努力，一如既往的對化學實驗進行研究。我們已初步擬定了以下研究內(nèi)容：1.安全、微型：這是普及化的動向，可以把一些演示實驗轉化為學生實驗、隨堂實驗和家庭實驗。由于安全、用藥量少，很適合農(nóng)村的教學現(xiàn)狀。同時，這一改變在防止污染方面，也有教育意義和現(xiàn)實意義。2.可靠性增強：這是做演示實驗非常重要的要求，在課堂上演示的失敗，若不科學的說明失敗原因，會給教育教學帶來嚴重的消極影響。因此，設法提高實驗的成功率，使實驗便于操作、直觀性強、適應性強、合理節(jié)約時間等，這也是我們下一步研究的方向。3.新材料、新方法、新手段、新技術等的引進和研究。隨著新材料的應用以及電熱、電光、聲波、電弧、電磁、電火花等能量傳遞手段的應用，讓化學實驗向直觀、安全、快速、科學等方面改進。以及與電腦科技的結合。4.有待補充和開發(fā)的實驗：開發(fā)貼近社會、生產(chǎn)、生活的實驗，使學生在實驗中體會到化學離我們很近，與我們息息相關。總之，重視化學實驗和對其進行研究，既是必要的，也是可行的。我們在以后的工作中會繼續(xù)努力，一如既往。