中学化学实验错误研究

中学化学实验错误研究（精选8篇）

中学化学实验错误研究篇1

化学是一门以实验为基础的学科,中学化学实验较注重对学生动手动脑能力的培养,如果把教材中的实验改为以学生自己设计实验方案的微型实验,则更具启发性、探索性,更利于培养学生的创新意识、环保意识、安全意识.

一、微型实验设计与实践

1. 氯气制取的微型实验设计

(1)实验装置

A、B、C为自由夹;P:20 mL4 mol/L Na OH;G:约1 g KMn O4;H:饱和NaCl溶液;D:烧杯;M:约4.5 m L 12 mol/L浓盐酸.

(2)实验步骤与现象

①如图1所示,打开自由夹A和C,关闭自由夹B,缓缓推动注射器M的活塞,按约1滴/秒的滴加速率逐滴滴入青霉素瓶G中.

②当观察到反应生成的黄绿色氯气充满青霉素药剂瓶G时,打开自由夹B,同时关闭自由夹C.

③此时便观察到氯气将青霉素药剂瓶H中的饱和NaCl溶液压入50 mL烧杯D中.

④当观察到青霉素药剂瓶H中的饱和Na Cl全部被氯气压出时,关闭自由夹B,同时缓缓回抽注射器M活塞(旨在平衡反应容器青霉素药剂瓶G中的氯气压力).

⑤制取氯气实验结束时,关闭自由夹A,将注射器M从装有自由夹A的输液管中拔出,换约6 mL 4mol/L NaOH溶液,再按如图1所示使注射器M与装有自由夹A的输液管相连接,关闭自由夹B,打开自由夹A、C,将注射器M中的NaOH溶液一次性注入青霉素药剂瓶G中.

(3)实验注意

为了更安全地控制氯气用量,更有效地、灵活地进行氯气性质实验,要缓缓抽拉10ml注射器N活塞,根据氯气性质实验所需,推动注射器N活塞,能安全地控制氯气用量,以保证氯气性质实验有效地、灵活地进行.

2. 乙炔制取和性质的微型实验

(1)实验用品

废青霉素瓶、微型U型管(用200 mm×7 mm或8 mm玻璃管弯制)、一次性使用废头皮针(5号或5号半,7号或8号),双向玻璃尖咀、一次性使用废注射器(规格为2.5 mL)等.电石、饱和硫酸铜溶液、0.05%高锰酸钾酸性溶液,3%溴的四氯化碳溶液.

(2)实验步骤

①取两只干燥的废青霉素瓶,分别装入2~3小块玉米粒般大的电石和饱和硫酸铜溶液(占瓶容积1/2).盖上胶盖,并用一根橡皮筋把两瓶捆在一起.注射器吸入半管水后按图2把仪器(从右至左)连接好.

1.水2.橡电筋3.电石4.饱和CuSO4溶液5.0.05%KMnO4酸性溶液(或3%溴的四氯化碳溶液)A为5号或5号半头皮针头,B、C、D为7号或8号头皮针头

②轻推注射器活塞,使水进入皮针并从针头上一滴一滴地慢慢落下.约数秒钟后即可在玻璃尖咀E上(青霉素瓶用来固定玻璃尖咀)点燃逸出的乙炔气(火焰大小可由滴水的速率控制).

③做完乙炔的燃烧试验后,从D针头处拔下连接尖咀的头皮针塑料管,换上另一个剪去注射器套头的头皮针塑料细管.先向U型管里的高锰酸钾酸性溶液(2~2.5 mL)通入乙炔(控制气流不可过大.细管插入液面下深度2~3 cm).不一会儿,便可看到通入乙炔一边的高锰酸钾酸性溶液几乎褪成无色,与另一边未通乙炔的溶液(保持原色)形成了鲜明的对比.再向另一U型管里溴的四氯化碳溶液(2~2.5 mL)通入乙炔.现象同上.

(3)注意事项

①使用小号针头向反应瓶中慢慢地滴水.②C针头尖要插至饱和硫酸铜溶液深处.③高锰酸钾溶液的浓度用0.05%最好,且要加稀硫酸充分酸化.现象紫红色几乎褪尽.

二、中学化学微型实验的评价

微型实验仪器具有小巧便携、不易破碎、液体试剂在多用滴管中不易流出等优点,微型实验与常量实验相比具有独到的特点,对学生的综合素质具有更高的要求,应用在教学上,效果十分突出,在知识技能、过程方法、情感态度和价值观念等方面都对学生有很好的教育意义,能更好地培养学生的良好品质,提高学生各方面的能力.微型化学实验的优越性主要体现在:

1.激发学习兴趣,传播绿色化学观念,增强环保意识由于微型化学实验仪器微型化、药品微量化,操作简捷,经济省时,安全便携,使得人人都能动手实验,微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,全面提高学生科学素质、培养学生的探索精神、实践能力和创造能力.

2.提高实验的科学性,培养严谨求实的科学态度微型仪器精巧细小,加入量少,所以实验过程学生必须小心装拆,规范操作,注意力高度集中,密切注意观察实验现象,随时记录反应过程中出现的变化,方能获得预期的结果,这有利于培养学生规范化的操作技能,培养严谨科学的工作态度.

3.确保实验的安全.微型化学实验为学生实验和边讲边实验提供了方便.无论是学生课堂实验还是课外活动实验,首要条件是安全,尤其是家庭小实验.微型化学实验用的药品量很少,能避免或减少实验引起的燃烧、中毒等危险.再加上设计时的防范,基本上可以确保学生的安全.

4.为第二课堂、化学兴趣小组的活动开辟新天地.微型化学实验仪器小巧、药品微量也便于学生自己保管和携带.有利于化学兴趣小组开展微型化学实验活动第二课堂,加强学生的劳动观念和勤俭节约的观念.

中学化学实验改进研究述评篇2

一、中学化学实验改进的研究现状

为了准确、全面地了解掌握中学化学实验改进的研究现状，笔者以“化学实验改进”、“中学化学实验改进”为主题检索词，在中国学术期刊网络出版总库和中国期刊网优秀博硕论文全文数据库对2009年至2014年发表的论文进行精确检索，之后人工筛选研究样本，剔除不符合要求的样本。

统计结果表明，2009年至2014年与中学化学实验改进有关的文章共有64篇，其中期刊论文60篇，硕士论文4篇，博士论文0篇，论文发表最多的年份是2014年，为21篇，其他年份相对平均，总体有上升的趋势。这反映了近年来中学化学实验改进研究的现状。

为了进一步了解实际情况，以便进行更加深入的分析，笔者对论文来源和作者情况进行了统计分析。

由统计结果看，64篇文章中发表在中文核心期刊的文章较少，仅有6篇，这也反映了这类研究多是对教学经验的总结，理论水平不高。

当前进行此类研究的主要群体是一线的中学化学教师，所占比例高达81.25%，是中学化学实验改进研究的中坚力量；高校和各地教研室（院）化学教学研究者发表的成果较少。从研究者的组成上看，有一线中学化学教师、高校化学教育专业教师以及在读的硕士生、教研室（院）的化学教学研究人员。中学化学教师的教学经验丰富，获得的数据资料往往是第一手的，但是他们的研究多是对经验的概括总结，缺乏一定的理论高度和系统性；而高校化学教育科学专业师生的论文理论性与系统性较好，但往往又缺少第一手数据资料的支撑。因此，建议该研究今后应走“高校+中学”科研模式，优势互补更为科学合理。

二、中学化学实验改进的原则

对中学化学实验改进的原则可谓是见仁见智，笔者结合众多研究者的观点和自身思考提出以下原则。

1.科学性原则

中学化学实验改进的核心原则是科学性原则。所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法必须与化学理论知识和化学实验方法相一致。比如对Na2S和Na2SO3的鉴别时在选择试剂时就不宜用硝酸等具有强氧化性的酸来鉴别。应该先溶解、取少量后加入试剂，而不能溶解后就加入试剂。

2.安全性原则

安全性原则是在实验改进时应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作。它要求在整个实验操作过程中不能危及自身和他人安全，不能造成环境污染或是将环境污染降到最低限度，保证改进后的实验能够安全的进行。

3.可行性原则

可行性原则是指在化学实验时所运用的实验原理在实施时是切实可行的，选用的实验药品、仪器、方法在中学阶段都能够满足。比如用化学方法对N2和Cl2进行鉴别，就不能用它们跟H2反应来区别，因为N2和H2反应条件在中学阶段很难满足，并且Cl2和H2的反应控制不好会有一定的危险性。

4.直观性原则

直观性原则即是实验现象直观、明显易于观察，结论可以直接得出，它是实验成功改进的一个重要标志。比如对氨分子运动实验的改进，运用缠绕在铁丝做成的“花树”上的浸有酚酞试液的棉花，从上到下依次变红可以让学生直观的感受到氨分子的运动。对学生感官刺激能够形成更好的感知。

5.简约性原则

简约性原则用尽可能简单的实验装置，用较少的实验步骤和药品，能够在较短的时间内来完成现象较为明显的实验。比如，中学教材中氢气还原氧化铜的实验，是用氧化铜粉末在加热条件下被氢气还原现象多数较明显，也易成功，但耗时过长，若用灼烧完的铜丝来代替氧化铜粉末，操作简便，缩短了实验时间，实验现象也更明显。

三、中学化学实验改进的策略

对于中学化学实验改进的策略研究相对比较多，从不同的方面进行了论述，形成了一定的理论。笔者结合前人的研究成果就这一问题谈下自己的看法。

1.对实验装置的改进

实验装置是实验的载体，是影响实验的一个重要因素，所以对实验的改进离不开对实验装置的改进。在二氧化碳熄灭蜡烛的实验中，在烧杯内做一个硬纸挡板，挡板宽度等于烧杯内直径，上端剪成二个卡耳，下端剪一个缺口，便于二氧化碳流动。实验时从挡板的一侧慢慢倒入二氧化碳，另一侧的低、高二支蜡烛依次熄灭。注意蜡烛不能提前点燃。

2.对实验原理的改进

化学反应原理是化学实验的核心要素，对反应原理进行实验改进就是抓住了实验的本质，成败的关键，是中学化学实验改进的重要策略。比如用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制备氢氧化亚铁，采取多种方法，例如溶液表面覆盖植物油、加热溶液除去氧气、长滴管伸到溶液中滴加等，但还是很难得到白色沉淀，若采用电解实验法就可以解决这一问题。

3.对实验过程的改进

对实验过程的改进就是对传统的实验操作过程的简化和优化，是顺利完成实验的保证，比如对燃烧条件探究的实验，按照教材上的步骤给学生演示，没有什么大的问题，但整个过程是手忙脚乱的。一会儿忙于排除铜片上的白磷燃烧所带来的有害白烟，一会儿要应付白磷被吹散的问题等等，总之，整个过程极为繁琐。所以可以根据具体情况来对实验的过程进行改进，使操作简单有效。首先将要用的红磷和白磷分别装入两个试管中并进行封闭，然后将其同时放入热水中进行实验并观察现象，之后白磷会迅速产生自燃现象。这样不但有效节约了时间，而且实验现象非常明显。

4.对实验药品的改进

实验药品是化学实验是否成功的关键，例如化学中催化剂就是个很好的例子，它能改变实验速率，进程，甚至决定该反应是否能够进行。同样对实验药品的形态，用量，加入的先后顺序等都会对实验构成影响。比如铝在空气中燃烧，由于表面生成熔点很高的氧化铝保护膜，即便用铝箔包住滤纸点燃后放入氧气中，实验的成功率也不高。若用铝粉代替铝箔，改变药品的形态，取一张滤纸，将黏合剂均匀涂在滤纸上，上面撒一层铝粉，晾干备用。使用时剪下一块在酒精灯上点燃后迅速伸到集满氧气的集气瓶中，可以观察到剧烈燃烧的现象，发出白光，实验的成功率很好。

5.多媒体技术的运用

中学化学研究性实验的探讨篇3

研究性实验就是运用一定的实验方法, 创设不同的实验情景, 探索某一化学反应的实质和规律, 从而体验和了解科学探索过程。为此, 就应对一些化学反应从多方位、多层面进行深入研究。这种研究有利于培养学生思维的灵活性。实施研究实验的关键是创设问题研究的实际情境, 学生的主体性研究活动和问题解决的过程。

中学化学教学中的研究性实验课题, 可以从以下几个方面进行考虑:

一、开展创造性实验教学的研究课题

要提高实验教学的质量, 必须改革现行实验教学模式, 充分挖掘课本中理论知识与实验的结合点, 加强实验的设计性和创造性, 使学生在实验过程中变被动为主动, 在实验技能、知识应用、观察现象、分析问题及解决问题等方面的能力得到全面训练, 从而培养学生对科学知识的创新。

例如:在铜和浓硫酸反应的演示实验中, 常出现以下异常现象:反应的试管内有大量灰白色沉淀, 静止后溶液呈现淡淡的蓝色。学生提出了铜片纯度低, 含有大量杂质的假设。为了检验学生的假设是否正确, 我们引导学生课后进行了实验设计:

称取一定质量的铜与足量浓硫酸共热, 充分反应后过滤, 滤液中加入足量氢氧化钠溶液后, 再过滤, 烘干氢氧化铜沉淀并灼烧恒重, 称量, 数据处理。经过学生的实验分析, 得出结论:灰白色沉淀物并非杂质, 主要成分是无水硫酸铜, 产生原因是由于硫酸铜浓度过高, 含水量太少。

在此基础上, 我们又向学生提出了以下探讨课题:

(1) 如何选取合适浓度的硫酸才能避免白色沉积物生成?

(2) 评价铜片与浓硫酸演示实验装置的优缺点。

(3) 如何重新设计铜片与浓硫酸实验, 做到反应可控制进行, 同时避免产生的二氧化硫污染空气。

通过这样的实验设计教学, 培养了学生的创造性, 加强了知识间的联系, 同时教给学生一种认知事物的方法, 即创造性地应用相关知识解决实际问题。

二、扩展延伸化学知识的研究性课题

1.研究化学反应“路线”

例如, 研究用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料制取氢氧化铝的最佳实验方案。在设计时, 应该从多方面反复分析、比较, 从多条思路中择优。

第一个方案为先使铝跟稀硫酸反应生成硫酸铝, 硫酸铝再跟氢氧化钠反应生成氢氧化铝。

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第二个方案为先使铝跟氢氧化钠反应生成偏铝酸钠, 再跟硫酸反应生成氢氧化铝。

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这两个方案虽然都是正确的, 都用了相同量的铝制得了相同量的氢氧化铝, 但方案一消耗的硫酸和氢氧化钠都比方案二多, 还较多生成了副产物硫酸钠。如果按照通常的思维处理问题, 可以决定选择第二种实验方案进行实验。为了培养学生突破思维定式和研究解决问题的能力, 引导学生思考能否设计一个更为节约试剂的方案。最后优选出用第一种方案得到的硫酸铝和第二种方案得到的偏铝酸钠直接以1∶6的量进行反应, 最后制得氢氧化铝, 这种方案最节约试剂。通过第三种方案的设计与实施, 能有效地培养学生思维的创新性。

2.研究化学反应现象和本质

例如, 研究相同浓度的三氯化铁溶液跟硫化钠溶液反应, 可能发生什么现象?生成哪些物质?

研究时可以采取将硫化钠溶液滴入三氯化铁溶液中, 和将三氯化铁溶液滴入硫化钠溶液中两种不同滴加的方式。若将硫化钠溶液滴入三氯化铁溶液中, 局部产生黑色沉淀。振荡后黑色沉淀消失, 但仍有淡黄色浑浊现象。还能看到红褐色絮状沉淀, 闻到轻微的臭鸡蛋气味。若将三氯化铁溶液滴入硫化钠溶液中, 产生黑色沉淀。振荡后, 黑色沉淀不消失, 同时可以闻到轻微的臭鸡蛋气味。根据上述实验现象, 可以对反应本质得出以下认识:

混合前两种溶液中可发生下列反应:

氯化铁溶液水解:

FeCl3+3H2OFe (OH) 3+3HCl

硫化钠溶液水解:

NaS+H2ONaHS+NaOH

NaHS+H2OH2S+NaOH

当将硫化钠溶液滴入三氯化铁溶液中时, 局部主要反应为:

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振荡后的反应为:

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同时还发生下列反应:

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当将三氯化铁溶液滴入硫化钠溶液中时, 局部发生的主要反应为:

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由于硫化钠溶液具有碱性, 所以振荡后生成的硫化亚铁也不会溶解。在反应时还有下列反应。

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从上述反应方程式可以看出, 应该有淡黄色的硫和红褐色的氢氧化铁絮状沉淀, 为什么看不到呢, 主要是黑色硫化亚铁遮盖了它们。

在上述研究过程中, 研究的内容包括复分解反应、水解反应、氧化还原反应等, 在研究方法上有定性的, 也有定量的, 在研究视点上有局部的也有整体的。通过这样多方位、多层面的研究, 不仅扩展了氯化铁和硫化钠的知识, 还学习了调整研究问题的方位和层面的方法, 训练了创造思维的灵活性。

3.研究化学反应最佳条件

例如, 乙醛跟新制氢氧化铜的反应是研究乙醛容易被弱氧化剂氧化的实例。因为新制的氢氧化铜是蓝色沉淀, 反应后应该生成红色氧化亚铜沉淀, 反应前后颜色变化十分鲜明, 所以常用此反应检验醛基的存在。

CH3CHO+2Cuundefined2O↓+2H2O

这个反应受各种因素制约, 会发生一些副反应。特别是在碱性强弱不同和温度不同时, 以及氢氧化铜跟乙醛的用量比不同时, 或使用久置的氢氧化铜而不是新制的氢氧化铜时, 都可能出现不同的现象, 最后看不到红色沉淀。当温度不高达不到反应所需的热量时, 氢氧化铜还原生成氢氧化亚铜, 是黄色沉淀, 氢氧化亚铜进一步反应才生成红色氧化亚铜。氢氧化铜用量较多时, 除还原生成红色氧化亚铜外, 还剩余一些氢氧化铜, 受热后分解生成黑色氧化铜。红色氧化亚铜跟黑色氧化铜相混, 就使反应生成物变成棕黑色。由此看来, 在反应过程中出现黄色沉淀、黑色沉淀, 以至最后不是红色沉淀而是棕黑色沉淀, 都是不足为奇的。为了使实验获得最理想的效果, 必须从不同方位入手探究最佳反应条件。为了使学生认识为什么必须用“新制”的氢氧化铜, 为什么必须在“弱碱性条件下反应”这两个因素的影响, 可以设计一个研究性实验, 指导学生从以下几方面探索。

(1) 在试管里加入10%的氢氧化钠溶液, 滴入2%的硫酸铜溶液4～6滴, 振荡后加入乙醛溶液0.5mL。加热至沸腾。

(2) 将氢氧化钠和硫酸铜溶液的浓度都增大后, 按⑴的操作方法进行实验。

(3) 用久置的氢氧化铜悬浊液进行实验。

(4) 在稀硫酸铜溶液中滴加浓氢氧化钠溶液, 生成悬浊液后再加入乙醛进行试验。

(5) 在稀氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铜溶液, 然后再向生成的悬浊液中加入乙醛。这一组实验所产生的不同现象, 会使学生产生好奇心, 从而激发探求欲望, 就会进一步从不同温度下、不同反应物的浓度及用量比、不同投料顺序等各个方位进行探索, 进而加深对知识的理解, 同时也提高了科学研究和设计实验的能力。

4.研究化学反应产物

例如, 盐酸跟碳酸钠反应生成哪些物质?可能有很多学生会根据碳酸钙跟盐酸反应制取二氧化碳的先例, 判断生成二氧化碳和氯化钠。这个判断是否正确, 可以作为研究课题让学生通过实验进行探究。在一个试管中倒入5mL 0.1mol/L HCl, 然后滴加饱和碳酸钠溶液, 由于盐酸过量而生成二氧化碳, 在另一支试管中先加入饱和碳酸钠溶液, 再加入5mL 0.1mol/L HCl, 由于碳酸钠过量而发生下列反应, 不生成二氧化碳。

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通过这两个实验的研究, 可以使学生知道物质之间的反应, 可以因反应物“量”的不同而获得不同的产物。有了这样从感性到理性的认识过程, 以后学生再遇到类似问题时, 就不会武断地做出错误结论。在观察现象和分析问题的过程中, 也训练了学生创造性思维的敏锐性。

5.研究化学反应产物的成分

例如, 在学习氯气的性质以后, 让学生通过实验研究氯水的成分。在设计这个实验时, 首先应考虑氯气溶解于水中是单纯的溶解, 还是发生了化学反应, 或者是二者兼而有之。还应该考虑要检验的体系中是否还有反应物的微粒, 是否有生成物的微粒, 从而判断物质与水反应后可能得到的产物。根据这些推断, 设计以下三个实验。第一, 向盛氯水的试管中滴加硝酸银和硝酸的混合液, 以验证氯水中含有Cl-。第二, 向盛有氯水的试管中滴加碘化钾淀粉, 以验证氯水中含有Cl2。第三, 向盛氯水的试管中滴加紫色石蕊试液, 根据溶液变红色, 可证明氯水中含有H+。但指示剂变为红色后又褪色, 这说明溶液中还存在具有漂白性或强氧化性的物质, 从而确定次氯酸钠的存在。学生从对这个实验的探究过程中, 不仅提高了设计实验的能力, 也培养了发散性的创造性思维。

三、改造实验装置的研究性课题

对于一个实验, 传统的实验装置的可行性是不容置疑的, 但或多或少也存在一些问题, 例如, 连接仪器多, 会产生有毒尾气, 操作起来不太方便, 反应操作时间长而不利于课堂教学等等。要进行实验创新与改革, 这些都应该成为考虑的因素, 因为它们意味着有可变之处, 要通过改造而优化。

例如, 在一氧化碳还原氧化铜的实验中, 在传统的实验中, 需要先制一氧化碳或准备一个较大的气囊, 同时要有还原氧化铜的装置, 而且要进行尾气的回收, 否则在演示实验时会对学生的健康有影响, 从这些方面来看, 操作十分烦琐, 如果在课堂上进行演示实验, 需占用过长的时间, 为此我们对实验进行了改进, 先在实验室制备好一锥形瓶的一氧化碳, 用橡皮塞塞紧, 在课堂教学的过程中, 取一螺旋状铜丝, 在酒精灯上灼烧变黑 (生成氧化铜) , 趁热立即放入装有一氧化碳的锥形瓶中, 很快就可以看到铜丝又恢复成光亮的红色, 此反应十分简单明了, 不用担心会有一氧化碳污染空气。

四、联系生活、生产实际的研究性课题

让学生运用已有的化学知识和实验技能, 通过实验研究解决与日常生活有密切关系的课题, 不仅是活动课的内容, 也应是课堂教学的延伸。例如, 结合卤素的教学研究含碘食盐的成分的检测;结合学习硬水及其软化, 研究纯净水的制取及检测。学习金属时研究铁的锈蚀和防锈蚀措施等等。

现以研究食物中维生素C的含量为例:

维生素C又名抗坏血酸, 是人类营养中最重要的维生素之一。因为人体内不能自身合成维生素C, 必须由新鲜的水果、蔬菜中提供。猕猴桃、青椒、蕃茄、红枣等含维生素C较多。每天必须有计划地食用新鲜蔬菜、水果, 来补充人体对维生素C的需要。

维生素C易溶于水和乙醇, 具有还原性, 能把单质碘还原为碘离子。根据这个原理, 可以用淀粉作指示剂, 用已知浓度的碘液测定水果或蔬菜中维生素C的含量。

此外, 由于维生素C在中性溶液中遇氯化铁溶液显紫色。在碱性条件下, 使亚甲基蓝溶液由蓝色变为无色。所以也可以用下列方法测定水果蔬菜中是否含有维生素C。

取要检测的果品蔬菜浸取液3mL, 用碳酸钠溶液调至弱碱性 (pH约为8—9) , 滴入一滴亚甲基蓝溶液, 观察蓝色是否褪去。

取要检测的提取液3mL, 用碳酸钠溶液调整至中性后, 向其中滴入2滴氯化铁溶液, 溶液呈紫色, 证明含有维生素C。

综上所述, 通过加强化学实验教学, 我们明显感受到了学生的学习积极性和主动性得到了提高, 学生的智力和思维的深刻性、严密性、创造性、广阔性和敏捷性等得到行之有效的开拓和训练。在知识应用、方法设计、思维创新诸方面创新能力明显提高。为此, 实验教学要改变过去那种“教师演示, 学生依样画葫芦”缺少创意的实验氛围。实验教学从内容到形式也应顺应时代的潮流, 要体现时代特征, 也就是素质教育的要求。为了更好担负起培养新世纪合格人才的重任, 我们应共同努力, 在实验教学的创新上加大研究力度, 力求有所突破, 有所创造。

摘要：在现实的化学实验教学中, 模式单一, 学生做实验只是被动验证, 机械重复, 忽视了对学生能力的培养, 要提高实验教学的质量, 必须改革现行实验教学模式, 变注入式实验为研究性实验, 从而培养学生的创新精神和实践能力。

中学化学实验错误研究篇4

分析化学实验是高职实践教学的重要组成部分, 是培养学生的动手能力和提高职业素养的重要环节。目前高职学生大多为“90后”, 主要是高考分数较低的考生及“三校生”, 基础参差不齐, 学生文理混编成班, 无论是前期知识准备还是动手能力都比较弱。对学生在分析化学实验中基本操作的常见错误及时指出并加以正确演示, 对培养学生快速、准确的分析能力, 提升学习效率、养成良好的行为习惯, 进而形成优良的职业素养有着明显的效果, 通过实践环节对学生潜移默化的影响, 使之更符合现代企业的要求。

1 电子天平称量操作

常见错误: (1) 拿到样品立即开始称量; (2) 用手直接接触称量瓶; (3) 称量试样后未复原即离开。

正确操作: (1) 在称量前应首先检查天平托盘是否干净, 如有灰尘或杂物应用毛刷轻轻清理干净, 其次检查水平仪中的气泡是否在中心, 如偏离则缓慢调节左边或右边调整脚螺丝使气泡位于中心, 第三通过功能键选择至恰当的精密度档位并清零, 这时才能进行称量。如一拿到样品未经过上述步骤操作即开始称量, 将直接影响称量结果的准确度; (2) 称量瓶是减量称量法最常用的容器, 称量的时候不能用手直接接触称量瓶, 需带手套或用纸条套住称量瓶中部用手捏紧纸条进行操作, 这样可以避免手汗的影响; (3) 有些同学在用称量瓶称取试样后留给下一位同学继续称样或者干脆把称量瓶留在托盘上就去做下一步实验, 这是非常不规范的行为。正确的做法是称量操作完毕后应将称量瓶取出, 检查天平是否回零, 如果超过±0.2mg, 说明称量过程有瑕疵, 需检查各称量环节, 查出问题所在后重称。如不超过±0.2mg才可关闭天平将称量瓶放回干燥皿离开或将样品留给下一位同学称量。

2 溶样操作

常见错误: (1) “精确”量取溶样所需的蒸馏水; (2) 用玻棒搅拌待滴定试样。

正确操作: (1) 在滴定操作中, 常有用25m L或50m L蒸馏水溶样, 部分同学就会用移液管或量筒精确量取, 力求液面刚好与刻度线相切, 美其名“精益求精”, 其实这样操作完全没有必要, 这个环节要求精确的是溶液的物质的量而不是溶液的浓度, 蒸馏水的取用量只需要大致达到要求即可, 毕竟精确量取是要耗费时间和精力的; (2) 待滴定试样是不可以用玻棒搅拌加快溶解的, 因为搅拌后取出玻棒会带走部分溶液, 给测定带来误差, 加快待滴定试样的溶解可通过摇动锥形瓶或遇热不分解的试样可适当加热。

3 滴定操作

常见错误: (1) 滴定管不排气泡; (2) 滴定管调零后直接滴定; (3) 滴定结束后发现气泡; (4) 两手一上一下拿着滴定管读数。

正确操作: (1) 不少学生在加注标准溶液后不注意检查是否有气泡就直接调零, 如果旋塞附近 (或橡皮管内) 及管端有气泡, 在滴定时气泡体积发生变化将形成误差。所以, 在调零前必须检查滴定管是否有气泡, 如有, 应彻底排出; (2) 滴定管调零后通常会有半滴或1/4滴溶液挂在滴定管出口尖嘴上, 滴定前应用锥形瓶外壁碰掉, 然后才可进行滴定, 否则会引入误差; (3) 不少学生明明在滴定前已经赶过气泡, 可在滴定结束时常常会发现碱式滴定管尖嘴处有气泡, 其原因是学生的操作手法不对。正确的操作是在使用碱式滴定管时, 拇指与食指向侧面挤压玻璃珠所在部位稍上处的乳胶管, 使溶液从缝隙处流出, 注意不能使玻璃珠上下移动, 更不能捏玻璃珠下部的乳胶管, 否则滴定结束后就会出现气泡, 从而产生误差; (4) 两手一上一下拿着滴定管读数, 一是无法保证滴定管保持垂直状态, 二是手的温度可能会导致滴定管液面变化从而引入读数误差。因此, 读数时应该用手指夹持滴定管上部无刻度处、保持滴定管垂直、使视线与液面成水平。

4 数据记录

常见错误: (1) 实验数据随便记在一张纸条上或手上; (2) 有效数字处理不当; (3) 记录出现错误时完全涂黑或者用涂改液覆盖。

正确操作: (1) 实验原始数据是得出实验结论的唯一依据, 学生从一进实验室起就应养成良好的职业习惯, 认真如实地记录实验数据、实验现象, 所有原始数据都应边实验边准确地记录在专用实验预习报告本上, 而不是随便将实验数据记在一张纸条上或手上, 这样容易造成数据灭失, 导致实验前功尽弃; (2) 在数据记录时, 除能准确读取的数据外, 应该且只能再估读一位后进行记录。如液面正好处于6m L处, 则应记录为6.00m L, 若记录为6m L、6.0m L或为了刻意追求4位有效数字而记为6.000m L则均是错误的。前面两个数据没有准确读取到估读位数, 而第三个数据则矫枉过正, 为了记为4位有效数字而出现了两位估读数据, 这也是不允许的, 这是对分析数据要记录成4位有效数字的教条理解; (3) 如发现数据记录错误, 应在错误的数据上轻轻划一条线, 将准确的数据记录在旁边, 而不是将所谓错误数据完全涂黑或者用涂改液覆盖, 这将有助于实验者对整个实验过程有个清晰的记忆。

通过对分析化学实验中常见基本操作错误的梳理, 有助于教师在实验课中对学生进行有针对性的指导, 规范学生的操作, 减少系统误差, 提高实验的流畅性, 促进学生的分析专业理论和职业技能的提升, 培养学生的职业素养, 对提高学生的学习兴趣和专业课的教学质量都有很大帮助, 能大大提高专业技能的考证率, 实现高职院校高素质技能型人才培养的目标。

参考文献

[1]高职高专化学教材编写组.分析化学实验[M].第3版.北京:高等教出版社, 2008.

[2]于宝霞.对分析化学实验中常见错误的分析[J].河南广播电视大学学报, 2002, 15 (4) :59-59, 29.

[3]韩金土.分析化学实验教学改革的探索[J].广州化工, 2011, 39 (23) :186-187.

中学化学探究性实验教学设计研究篇5

一、教师示范, 学生感知的探究性实验设计

进入初三, 学生刚接触化学, 对如何学习化学还不是很清楚, 设计实验的各种基本要素还不完全具备, 探究性实验的过程还不是完全了解。因此, 教师要逐步完善学生的基本能力。在学习化学初期, 为了让学生具备化学探究性实验的基本技能, 教师首先要示范探究性实验的设计方法及过程。

探究案例:人呼出的气体与吸入的空气成分有何不同。教师设置问题情境:为什么冬天呼出气体会产生“白气”, 而吸入空气时看不到?学生:人呼出气体中水蒸气含量比空气中多。⑴教师提出问题:人呼出的气体与吸入的空气成分还有何不同?⑵师生猜想与假设:a.水蒸气含量不同b.二氧化碳含量不同c.氧气含量不同⑶教师引领设计实验方案:对照实验法 (两瓶空气, 两瓶呼出气体) a.对眼镜片哈气b.用澄清石灰水c.用燃着木条⑷师生进行实验: (1) 教师演示排水法收集两瓶呼出气体, 准备另两瓶空气。 (2) 学生完成水蒸气验证。 (3) 教师演示另两个实验, 学生观察。⑸收集证据、结论与解释:学生表达现象, 讨论, 得出结果。⑹表达与交流:师生以精准语言把上述实验结果表达出来。⑺拓展与应用:⑻通过上述实验, 师生总结化学探究实验的环节:提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等。

通过教师示范, 学生对化学探究性实验的设计思路, 探究过程有了一定的了解, 实验技能得到提高, 为下一步学生参与探究活动打下了坚实基础。

二、教师引导, 学生参与的探究性实验设计

经过一段时间的学习, 学生的实验技能、化学探究性实验的环节及设计方法已基本熟悉。此时, 教师要逐步放手, 学生能完成的教师绝对不能代劳, 慢慢地让学生去完成实验, 教师适当引导, 进一步培养学生的探究欲望及探究能力, 让学生在摸索中逐步得到锻炼, 探究能力进一步得到发展。

探究案例2:金属防锈探究过程设计。学生活动:获取信息:每年钢铁锈蚀造成的损失提出问题:钢铁锈蚀的原因讨论:课前三天提出猜想, 设计方案, 完成实验、观察讨论并归纳钢铁锈蚀条件拓展应用:如何防止金属生锈交流讨论:日常生活中防止金属锈蚀的措施讨论归纳金属防锈的具体措施。教师引导:先提供学习情景, 再引导学生提出问题, 组织学生交流、实验, 指导学生讨论归纳。

另外, 当面对难度较大的探究性实验课题时, 学生的化学知识和技能、科学探究的程序性知识都难以适应探究活动的要求, 此时, 教师的适度引导可以保证探究活动的顺利进行。

为了让学生自主实验探究化学问题, 教师首先在前面“拽着学生的手”, 让学生熟悉“走路”, 越走越熟, 当学生学会探究方法时, 学生就会自己“走路了。

三、学生自主, 教师给予帮助和指导的探究性实验设计

当学生参与多次化学探究实验活动后, 学生对探究的热情、对探究实验的认识以及探究能力都有所提高。在这样的基础上, 学生可以通过小组合作或自主探究的方式完成某些探究性实验。对于一些比较简单的探究实验或家庭探究性实验可以采用自主探究方式完成, 而对于一些较难的探究性实验可以采用组内或组间合作探究方式完成。通过学生之间的讨论、交流, 用集体的感知丰富个体的感知, 用集体的讨论来活跃、改进个人的思维, 用集体的概括来修正、丰富、强化个人概括, 通过学习者之间的交叉反馈来强化、矫正、丰富个体的探究结果, 弥补学生个性的差异不足, 起到互相促进的作用。同时, 学生的探究空间和自由度进一步开放, 教师的适度指导只是能保证学生安全、更好地完成实验。

探究案例3:稀盐酸与稀硫酸的化学性质

模式:教师创设问题情境学生确定研究课题学生做出猜想与假设学生设计研究方案学生合作自主探究学生讨论交流得出酸的化学性质。

“热化学”问题常见错误剖析篇6

一、审题不细心出错

例1已知:

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

AH=-Q1 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-Q2 kJ/mol

2H2(g)+O2 (g)=2H2O(1)

ΔH=-Q3 kJ/mol

取体积比4:1的甲烷和H2的混合气112 L(标准状况),完全燃烧后恢复到常温,放出热量为()

(A) 4Q1+0.5Q2 (B) 4Q,+0.5Q3

错解:不少学生未注意题目中“完全燃烧后恢复到常温”这个条件,误认为生成气态水,错选(A).

正解:,

所以甲烷和氢气的物质的量分别是4 mol和1 mol,由于在常温条件应生成液态水,根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);AH=-Q3 kJ/mol可以计算出,放出热量是4Q1+0.5Q3,所以正确答案为(B).

二、热化学方程式意义认识出错

例2热化学方程式

表示()

(A)碳和水反应吸收131.3 kJ能量

(B) 1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量

(D) 1个固体碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ

错解:不少学生混淆了化学方程式和热化学方程式的意义,认为热化学方程式既有宏观意义也有微观意义,而多选答案(D).

正解:热化学方程式只有宏观意义,化学计量数不表示分子个数,而是表示物质的量,可以是整数,也可以是分数,所以选项(D)错误;相同物质的化学反应,ΔH大小不仅与化学计量数有关,也与物质状态有关,则选项(B)也错误,所以正确答案为(C).

三、反应放热还是吸热决定因素不清出错

例3下列说法正确的是()

(A)吸热反应需要加热后才能发生

(B)放热的反应在常温下一定很易发生

(C)反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小

(D)吸热反应在一定条件下也能发生

错解:不少学生可能根据自己知道的实例“如C+CO2=2CO(吸热反应),中和反应(放热反应)很容易发生”作出一个普遍性的结论,这样容易犯以点概全错误,而错选(A)和(B).

正解:反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,对整个反应而言,与反应条件没有必然的关系,不能得出吸热反应需要加热,放热反应不必加热的结论.放热的反应在常温下不一定容易发生,如煤的燃烧,只有先加热才能使反应进行;有的吸热反应不需要加热可以进行,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应.所以正确答案为(C)(D).

四、焓变与热量区别不清出错

例4已知

下列关系式中正确的是()

(A) Q2>Q4 (B)ΔH1>ΔH2

(C)ΔH2<ΔH4(D)2 Q3=Q4

错解:不少学生认为某反应放出热量越多,该反应ΔH就越大,而忽视ΔH与热量的区别而错选(C).

正解:焓变与热量是两个不同概念,比较热量大小只比较数值就行,而焓变可能是正的,也可能是负的,比较ΔH大小必须连同正负号一同比较.从气态水到液态水会放热,生成等量液态水比生成等量气态水放出热量多,所以Q3>Q1、Q4>Q2,但由于反应放热ΔH为负值,放热越多ΔH越小,则ΔH1>ΔH2,ΔH2>ΔH4,所以正确答案为(B)(D).

五、运用十字交叉法标准不统一出错

例5已知:A(g)+B(g)=C(g)ΔH1;D(g)+B(g)=E(g)ΔH2,且ΔH1<ΔH2,若A和D的混合气体2 mol完全与B反应,反应热为ΔH3,则A和D的物质的量之比为()

(A)(ΔH3-ΔH2)/(ΔH3-ΔH1)

(B)(ΔH2-ΔH3)/(ΔH3-ΔH1)

(C)(ΔH2-ΔH3/2)/(ΔH3/2-ΔH1)

(D)(ΔH3-ΔH2)/(ΔH2-ΔH3)

错解:不少学生不注意十字交叉法的运用条件,标准不统一,直接对ΔH进行十字交叉:

认为反应热的差值之比就是A和D的物质的量之比,而错选(B).

正解:运用十字交叉法时候,对ΔH标准必须统一,单组分A和D以及A和D的混合气物质的量均应为1 mol,则有:

A和D的物质的量之比应为,所以正确答案为(C).

六、图示法求解反应热符号含义不清出错

例6化学反应

N2+3H2=2NH3

的能量变化如图1所示,该反应的热化学方程式是()

错解:不少学生不理解图中ΔE的含义,只机械记住焓变取决于发生反应破坏旧的化学键吸收的能量与形成新的化学键放出能量的相对大小.如果生成1 mol气态氨,不知道ΔH=(a-b) kJ·mol-1还是(b-a) kJ·mol-1而错选(B)(D).

正解:首先要弄清楚图中ΔE的含义,a为氮气和氢气分解为氮原子和氢原子吸收的能量,b为氨分子分解为氮原子和氢原子吸收的能量,c为液态氨转化为气态氨吸收的能量.氮气氢气合成氨气的反应热取决于氮气氢气分解为氮原子氢原子吸收的能量与氮原子氢原子合成氨气放出能量的相对大小,由图中反应物和生成物能量高低知

N2+3H2=2NH3

为放热反应,如果生成2 mol气态氨,ΔH=-2(b-a)kJ/mol=2(a-b) kJ/mol,如果生成2 mol液态氨ΔH=-2(b-a+c) kJ/mol=2 (a-b-c) kJ/mol,所以正确答案为(A).

七、盖斯定律内涵理解出错

例7已知:CH3OH (l)的燃烧热ΔH=-726.64 kJ/mol;HCHO(g)的燃烧热ΔH=-563.58 kJ/mol.

求反应

的反应热ΔH.

错解:根据燃烧热定义则有:

先将

的反应分成三步实现,图解过程如图2.

然后不少学生运用盖斯定律(如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的)时,把反应热错误认为是能量,不考虑反应放热还是吸热,只管相加,认为过程④放出能量等于图中①②③三个过程能量总和,其中过程③不放出能量,则有726.64 kJ+563.58 kJ=1290.22 kJ,得出错误热化学方程式:

正解:根据燃烧热定义则有:

要实现

的反应可以分三步实现,图解过程如图3.

根据盖斯定律应有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3.

过程②中发生的反应是CO2(g)+H2O(l)→HCHO(g)+O2(g)ΔH2=+563.58 kJ/mol,有1 mol H2O(1)没有参与反应;过程③中没有发生反应,只是从体系中放出O2(g),正好与过程①中吸收的O2 (g)抵消,所以,ΔH3=0.

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-726.64 kJ/mol+563.58 kJ/mol=-163.06 kJ/mol.

则有CH3OH(l)+O2(g)→HCHO(g)+H2O(l)

AH=-163.06 kJ/mol

八、误把化学计量数当成实际含有价键数求算反应热出错

例8有关键能数据见表1.

晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s);ΔH=-989.2 kJ·mol-1,则x的值为()

(A) 423.3 (B) 460(C) 832 (D) 1664

错解:根据焓变等于断裂旧化学键所吸收的能量之和减去反应中形成新化学键释放的能量之和,不少学生根据Si(s)+O2(g)=SiO2(s);ΔH=-989.2 kJ·mol-1,错误认为1 mol Si含有1 mol Si-Si键,1 mol SiO2含有1 mol Si—O键,则:ΔH=176 kJ·mol-1+498.8 kJ·mol-1-xkJ·mol-1=-989.2 kJ·mol-1,x=1664,而错选(D).

正解:根据Si(s)+O2(g)=SiO2(s);ΔH=-989.2 kJ·mol-1,其含义为1 mol Si(s)与1 mol O2(g)生成lmol SiO2(s)时放出989.2 kJ热量,应考虑物质Si、SiO2晶体结构特征,每摩尔Si含有2 mol Si-Si键,每摩尔SiO2含有4 mol Si—O键,则:ΔH=2×176 kJ·mol-1+498.8 kJ·mol-1-4x kJ·mol-1=-989.2 kJ·mol-1,x=460,所以正确答案为(B).

九、可逆反应的反应热理解出错

例9已知298 K时,2SO2(g)+O2(g)2SO3;ΔH=-197 kJ/mol.在相同温度和压强下,向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时放出热量Q1,向另一个体积相同的容器中通入1 mol SO2、0.5 mol O2和1 mol S03,达到平衡时放出热量Q2.则下列关系式正确的是()

(A) Q2=Q1=197 kJ

(B) Q1

(C)(Q2

(D) Q1=Q2<197 kJ

错解:相同温度和压强下,向密闭容器中通入①2 mol SO2和1 mol O2;②1 mol SO2、0.5 mol O2和1 mol SO3,通过转换两种情况气体物质的量相同,不少学生根据可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3;ΔH=-197 kJ/mol,错误认为2 mol SO2和1 mol O2反应放出197 kJ热量,而错选(A).

正解:首先要弄清楚可逆反应2SO2(g)+O2 (g)2SO3;AH=-197 kJ/mol意义,因为若2 mol SO2和1 mol O2完全反应(或有2 mol SO3生成)才放出197 kJ热量,而根据可逆反应的特点,2 mol SO2和1 mol O2反应生成SO3物质的量肯定小于2 mol,所以Q1和Q2都小于197 kJ,虽然根据起始加入的各物质的物质的量,同条件下建立相同的平衡,当生成的SO3物质的量前者大于后者,因此2个容器中的反应都达平衡时Q1必大于Q2,所以正确答案为(C).

练习:

1. 在同温同压下,下列各组热化学方程式Q2>Q1的是()

2.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-1411.0 kJ·mol-1和-1366.8 kJ·mol-1,则由C2H4 (g)和1H2O(1)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()

3. 已知298K时,2SO2 (g)+O2 (g)⇋2S03(g);ΔH=-197 kJ/mol.在相同的温度下,向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时放出热量Q1,向另一体积相同的密闭容器中加入1 mol SO2和0.5 mol O2,达到平衡时放出热量Q2,则下列关系正确的是()

(A) Q2=Q1/2

(B) Q2

(D) Q2=(Q,<197 kJ

4. 已知(见表2):

工业上高纯硅可通过下列反应制取:

该反应的反应热ΔH=______kJ/mol.

5. 已知破坏1mol N=N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ、391 kJ.试计算1 mol N2 (g)和3 mol H2 (g)完全转化为NH3 (g)的反应热的理论值,并写出反应的热化学方程式.

中学化学概念学习模式研究篇7

关键词：化学概念,学习模式,学习行为

在中学化学中, 化学概念一直是化学教学中最关键、最中心的内容。化学概念不仅是学生学习基本理论、定律、公式的前提和基础, 也是发展智力, 特别是培养科学思维能力的必要条件。但很多学生在学习过程中反映化学概念抽象、零碎、枯燥、难记, 究其原因, 很大程度上在于学生不能清楚地、准确地理解化学概念, 无法正确把握概念之间的联系和层次关系, 以至随着知识的扩展深化不能做出正确的判断和合理的推理, 难以形成全面正确的化学知识。而对于化学概念教学的研究又大多集中在“教”的阈限内, 对“学”的层面则较少涉及, 对学生的学习行为关注不多。教学是教与学的互动过程, 其中, 教是外因, 学是内因, 教师的教只有通过学生的学才能完成教学任务, 实现教学目标。因此, 研究学生学习化学概念的过程, 建构有助于学生学习化学概念的学习模式, 对提高化学概念的学习效果具有积极意义。

1 理论基础

本研究以认知学习理论为指导, 以学生的认知性学习为主要研究对象, 研究学生获得、保持和运用化学概念的过程。认知学习理论把学习过程看作是一个主动的、有目的的和有策略的信息加工过程。在认知学习理论看来, 获得知识的关键是理解, 是使输入的信息获得意义。有意义的学习就是要建立新旧知识之间的非人为的和实质性的联系。认知学习理论揭示的学习一般原理在具体的化学学习活动条件下演绎、应用, 有助于揭示化学学习活动的内部机制, 它的某些观点和研究方法可以作为化学学习研究的基础和借鉴, 因此, 可以为化学概念学习模式的研究提供理论依据。

2 研究方法

本研究主要采用“演绎——归纳”相结合的研究方法。这是基于查有梁先生对“理论↔模式↔实践”三者间关系的论述而确定的研究方法。即从理论到模式再到实践的过程与从实践到模式再到理论的过程同时存在。模式沟通理论与实践, 既能促进理论的提高, 又能促进实践的发展。所以, 在研究过程中, 我们先以认知学习理论为指导, 演绎出相应的学习模式, 再采用范达士的“学生课堂学习行为记录表”以一分钟为单位对学生课堂学习行为进行观察、记录、分析, 在此基础上归纳、提炼, 对演绎出的学习模式做补充、调整, 以建构出中学化学概念学习模式。

3 实验样本的选取

本研究以天津市南开区63中、河北区78中和和平区20中的学生为实验样本, 这三所学校分别为天津市的普通中学、区重点中学和市重点中学, 所以综合考虑其化学课堂的教学情况, 基本能够代表天津市中学化学教学活动的平均水平。

4 实验数据的分析及学习模式的建构

4.1 学生课堂学习行为时间分布

采用范达士“学生课堂学习行为记录表”以一分钟为单位对学生的课堂学习行为进行记录, 数据如下:在进行化学概念学习时, 学生静听28.2min, 占62.7%;静思3.2min, 占7.1%;提问0.7min, 占1.6%;回答3.6min, 占8.0%;练习3.9min, 占8.7%;操作1.2min, 占2.7%;讨论1.1min, 占2.4%;观察1.7min, 占3.8%;阅读1.4min, 占3.1%。

4.2 化学概念学习模式的建构

由以上的数据统计, 我们可以看出, 学生在学习化学概念的过程中, “静听”行为所占比例最大, 占课堂时间的62.7%, 而“操作”、“讨论”和“提问”三种行为分别仅占课堂时间的2.7%、2.4%和1.6%, 这说明在学习化学概念的过程中, 学生主要以静听教师讲解来获取知识, 而学生的实验探究学习则较少出现。这是因为, 化学概念是通过观察、实验、抽象、假说并经过实践检验而建立起来并用化学语言进行表述的, 一般较抽象和概括, 学生很难做出清晰准确的界定。所以, 宜采用“言语接受、主动建构”的学习模式。依据现代认知学习理论, 可建构出如下的课堂学习模式:

4.3 操作要领

4.3.1 明确学习课题阶段

这是学生学习化学概念的起始阶段, 学生认真听取有关学习课题的信息, 从而使自己的认知活动得到定向, 同时积极调动自己的思维活动, 尽快进入新的学习情境。教师则应开宗明义, 确定学习内容、学习目标, 语言要简单、明了、准确。

4.3.2 寻找新旧知识的契合点阶段

在此阶段, 学生在教师的引导下对已学过的知识进行复习, 从而意识到将要学习的新课题与自己原有知识之间存在着某种联系, 学生也许并不明确这种联系是什么, 但由于经过前一阶段的认知定向, 学生会努力寻求两者之间的联系。教师的主要任务是“以旧引新”, 激活学生原有知识, 使新的学习材料与学生认知结构中的有关知识清晰地发生联系, 增强新旧知识的相互作用, 以促进新知识的学习以及以后的保持、记忆。

4.3.3 感知言语、文字信息, 观察实验样例阶段

经过前一阶段的准备, 学生在新旧知识之间的碰撞中达到了“愤悱”状态, 于是认真感知言语或文字信息并进行语义分析, 理解关键字词, 但可能仍会处于一种似懂非懂的状态, 所以要寻求一种更直观、更感性的方式来促进自己的理解。此时, 教师可进行相关的实验演示或展示相关的实物、样例, 对概念加以说明, 学生则有针对性、有目的、有重点地观察实验现象或实物、样例。观察时, 要从众多现象中找到可能被掩盖的主要现象, 以此促进对刚刚得到的言语或文字信息的理解。同时, 要不断地与原有的相关知识进行对比, 从而使新知识得到确认。

4.3.4 同化新知识, 发展认知结构阶段

在这一阶段, 学生应积极调整自己原有的认知结构, “同化”新知识。在“同化”过程中, 要辩析新、旧知识之间的关系, 以便在“结构网”中找到“固着”新知识的正确的“结点”以避免认知结构出现混乱。心理学研究表明, 新的知识只有纳入到原有的相关系统并与系统中的相关要素发生确定的联系时, 才会被学生全面、深刻地理解、掌握, 并长时间地保持。

4.3.5 变式识别, 迁移应用阶段

这是学习过程的最后阶段, 学生积极进行识记性练习、辨认性练习以及应用性练习来巩固新学习的知识。同时要举一反三, 主动列举更多的变式拓展概念的外延, 为后续学习做好充分的准备。同时, 教师通过提供宽泛的变式促进学生对概念内含的理解和对概念外延的把握, 以避免学生在对概念的理解认识上带有片面性、局限性。

5 对研究结果的几点认识

(1) 该学习模式以“明确课题”为起点, 以“迁移应用”为终点, 说明学生的学习应从“认知定向”开始, 而以“实践”告终, 这体现了“理论指导实践, 实践检验理论”的辩证关系。

(2) 虽然化学概念抽象、概括, 主要以主动接受式学习为主, 但从实验数据的分析中可以看到, 学生的“提问”和“讨论”行为占课堂学习时间的比例较低, 这与新课程倡导探究学习的指导思想相悖。所以在课堂教学中, 可以适时安排一些讨论探究活动, 培养学生的科学素养和合作意识。同时, 应引导学生对学习的知识进行质疑, 不迷信权威, 敢提问, 会提问, 以此培养学生的求真精神, 提高学生的思维能力。

学习是一种灵活多样的、充满创造性和艺术性的活动, 我们很难也不应该试图用一种单一的、固定的模式去规范它。所以, 我们在此提供的概念学习模式是仅供参考的范式, 教师和学生可以依据不同的教材、不同的课型以及学生不同的特点对范式进行模仿和演变, 从而得到具备一定适应性的变式, 在学习过程模式化的基础上实现学习模式最优化。

参考文献

[1]查有梁.教育模式 (第1版) [M].北京:教育科学出版社, 1996, (7) .

[2]曹南燕.认知学习理论 (第1版) [M].郑州:河南教育出版社, 1991, (8) .

[3]吴俊明, 王祖浩.化学学习论 (第1版) [M].南宁:广西教育出版社, 1996, (11) .

中学化学实验错误研究篇8

关键词：数学课堂教学,有效利用,错误资源,生成,策略

在平时教学、作业和测试过程中, 学生解题时出现各种各样的错误.这其中的“错误”, 有的是教师不曾预料的, 也就是即时发生的错误.面对这些错误, 传统的做法是直接把正确的答案教给学生.因为这样可以节省教学时间, 增加课堂训练的密度和强度.但不久便发现, 同样的错误又发生了, 有时屡次犯下同样的错误.学生的错误大有“野火烧不尽, 春风吹又生”之势.究其原因, 课堂教学是一个动态的变化、发展过程, 也是师生、生生之间交流、互动的过程.在这种过程中, 必然会不断地产生许多学习信息, 学生即时发生错误是每位教师必然遇到且须直面的学情信息.而有的错误是所能预料到的.对于学生即时发生的错误, 教师必须准确辨别及时筛选, 选择相关策略, 努力挖掘“错误”的潜在资源, 使得纠错增值, 对于能估计到的学生错误, 教师要把来自学生错误当作一种宝贵的资源.加以研究、开发、利用.即从学生的角度去模拟错误情境、体验错误原因, 探索改错方法、提出防范措施.师生之间才能产生思维的共振和情感的共鸣, 才会做到有的放矢、深入人心.从而提高课堂教学效率.

一、学生解题错误产生常见归因

《数学课程标准》指出:“让学生在数学学习活动中获得成功的体验, 锻炼克服困难的意志, 建立自信心.”学生在数学实践时常常会出现一些意想不到的错误, 如抄错数字、符号, 混淆了概念, 弄错了运算顺序等.其实, 学生的错误是不可避免的, 学生产生错误原因是多方面的, 同样的错误结果可能由不同的原因和过程引起.教师要帮助学生认真寻“错”、纠“错”, 寻“错”是为了纠“错”, 寻“错”是为了尽量减少学生的错误.

1.由于概念不清而产生的错误

概念是学生思维的基本形式, 是学生做题的重要依据.学生在解题过程中所出现的由于对概念、规律的内容认识不清或不能正确理解它们的确切含义而产生的一些错误就是概念性错误.如分解因式:6x2y-3xy2+12x2y2, 有学生就把它分解为:原式=xy (6x-3y+12xy) .产生原因就是对公因式这一概念没有真正理解, 忽视了数字因式.

2.小学数学的负迁移

从初中一开始, 学生在小学数学学习过程中形成的一些认识会影响他们学习代数初步知识.比如:一个两位数, 个位上的数为x, 十位数是个位数的y倍, 则该数为x (1+10y) .有些学生在解答该问题时, 受结果是确定的数的影响, 填写了35, 78等具体数值, 把用x表示该数与求该数的值混为一谈, 暴露出其思考过程受到上述干扰的痕迹.教师要帮助学生克服这种干扰, 就要讲清新学知识的意义、数的范围、数学方法、与旧有知识的联系与区别.

3.中学数学前后知识的冲突

任何数学问题都是一边建构在旧知识上面, 一边挂靠着新知, 新知是在用旧知无法解决问题的情况下反思再进的结果, 而由旧知到新知往往存在着认知上的矛盾和冲突.如初一时有一名同学课后跑到我办公室, 神秘地说, 我证明了“2=1”.且看他的证法:

设a=b, 则a2=ab.

∴a2-b2=ab-b2, 即 (a+b) (a-b) =b (a-b) .

∴a+b=b.

由a=b, 得2b=b, ∴2=1.

同学热心探索数学、不迷信权威的精神值得肯定.但是我想, 若把如下问题问他们:在a=b前提条件下, (a+b) · (a-b) =b (a-b) 能否两边同时除以a-b从而得到a+b=b的值为多少?相信他们因提取、运用的知识少, 因而受到知识面的干扰小, 产生错误的可能性小;而一旦遇上综合问题, 则在知识的选取上、运用上受到的干扰大, 容易出错.

4.由于能力缺陷而产生的错误

数学是一门逻辑性、抽象性很强的学科, 而学生在观察事物时, 往往注意新鲜、感兴趣的东西, 他们的注意力不稳定、容易分散, 以形象思维为主……学生认知发展的一般特点, 决定了学生在数学学习过程中, 出现错误是难免的.①对于学生由于生活经验不足而引起的错误, 教师要关注学生在课堂活动中的状态, 把学生在学习过程中产生的问题作为一个教学资源加以开发利用, 或组织讨论, 或实践验证, 促进学生对知识的进一步理解.②学生因认知缺陷而引起的错误, 教师可以采取以下措施:培养学生良好的学习习惯, 包括作业的习惯、书写的习惯、审题的习惯、检查的习惯等;教师及时反馈, 拓宽学生的解题思路.解决这些问题要采取相应的训练措施, 引导学生自己观察, 认真审题, 以避免发生类似的错误.③学生因心理影响而产生的错误, 首先要让学生充分暴露其思维过程, 要让学生明白练习的目的是为了更好地掌握知识、提高能力, 明白练习的重要性, 不能一味求快而忽视了学习习惯的培养.④由于对数学自信心不足而产生的错误, 对这些自信心不足的同学, 首先教师平时要更多一些关心, 逐步解决他们在基本概念、基本规律理解和简单应用上的困难;其次教师要正面引导学生、激励学生, 因人而易让他们少做几道难题, 逐渐地建立自信, 慢慢地培养数学学习兴趣.

二、宽容学生错误, 激活合理成份

传统教学观念中, 学生对知识的认识完全被教师控制在已确认的标准中, 倘若出现一些偏离标准的错误, 则会马上被老师防微杜渐.学生的学习过程是一个自主构建自己对数学知识的理解的过程, 从这个意义上说, 错误不过是学生在数学学习过程中所做的某种尝试, 是非常正常的.对于学生的错误应该宽容, 我们要允许学生出错, 不嘲笑、不挖苦学生, 正确引导学生, 让学生在宽容中学会分析错误, 自己发现错误, 改正错误.让学生在心理上人同和接受, 并自觉对思维过程作出调整与修正.如在轴对称中, 学生对轴对称的概念还比较模糊, 由于受先前经验的影响, 好多学生都认为“平行四边形是轴对称图形, 它有两条对称轴”, 对这种情况, 我没有简单的否定, 而是把球又踢给了其他同学.“你们同意他们的观点吗?”这时教室里响起了一片争论声.这时我问:你们能想办法证明一下自己的答案是对的吗?或是证明其他同学的答案是错误的吗?在我的引导下, 很快学生找到了验证错误的方法:拿出身边的平行四边形动手折一折.通过动手实践, 学生再次深刻感悟了轴对称图形的本质特征是:平面图形对折后, 对称轴两边的图形完全重合, 而不是对称轴两边的图形大小相等.所以, 一般的平行四边形不是轴对称图形.学生的错误在教师的宽容、鼓励下, 让学生大胆地说出了自己的想法, 并让学生们自己开展辩论, 最后达成了“共识”.这样, 学生在课堂上才会没有精神压力, 思维最活跃, 通过师生互动、生生互动取得了意想不到的效果, 展现了学习之美.

三、正视错误, 多维互动的出发点

曾经我对学生出现解题错误倍感头疼, 对错误采取严厉禁止的态度.渐渐的我感觉到:学生虽片面接受了正确的知识, 但对错误的出现缺乏心理准备, 看不出错误或看出错误但不知如何纠正, 甚而弄不清错误的缘由.只关心学生用对知识而忽视学生会用知识, 这种对待错误的态度会对教学带来一些消极的影响.

其实, “吃一堑, 长一智”.我们应该把错误看作是正确的先导, 成功的开始.学生所犯错误是学生在学习过程中对所学知识不断尝试的暂时性结果, 其对错误的认识是学生获得和巩固知识的重要途径.当时老师讲过a2-b2= (a+b) (a-b) 后, 让我们自己分解x4-y4.很快大家就做完了.老师一边巡视一边督促检查.但在最后教师宣布只有1人做正确时, 我们都感到非常吃惊.我们把x4-y4分解为 (x2+y2) (x2-y2) 错在哪里呢?做正确同学的答案是 (x2+y2) (x+y) (x-y) , 两相对照, 我们发现原来x2-y2还可以继续分解.于是, 分解因式要进行到每个因式都不能再分解为止给每名同学都留下了深刻的印象.由此也可以看出, 利用学生典型错误并进行正确诱导会收到良好的教学效果.

因此, 作为教师, 应当正确认识到:错误是正确的先导, 里面隐藏着丰富的教学资源.数学学习实际上是不断地提出假设, 修正假设, 使学生对数学的认知水平不断深化趋于成熟.正是由于这些假设的不断提出与修正, 才使学生的能力不断提高, 这是与学生独立解题的过程相吻合的.如此, 学生在教与学的过程中学到的就不仅仅是正确的结论, 还领略了探索、尝试的过程, 使学生学会自主学习, 自己分析、发现错误、改正错误, 这对学生知识的完善和能力的提高会产生有益的影响.

随着新一轮课改的深入, 我们应当要重新给课堂中的错误重新定位, 要以欣赏的眼光去正视学生的错误, 给予学生足够的辩错的时间, 暴露学生的思维过程, 从而捕捉其中有利于师生、生生多维互动的信息.课堂要创设和谐宽松的学习环境, 就需要教师从“允许学生出错, 善待学生出错”做起, 实际上“出错”并非是坏事, 而恰恰是宝贵的教学资源, 使师生关系变得亲密, 是课堂中生生、师生之间多维互动的出发点.

四、捕捉错误, 动态生成的切入点

上课是获取信息的主渠道.课堂教学过程应该是一个动态的、变化生成的过程.在师生、生生交流互动的过程中, 随时可能发生错误的学情信息.教师仅凭过去的经验或主观愿望去估计是不行的, 必须在课堂上认真观察学生反应, 及时调整教法.

例如:某地的出租车按如下方法收费:起步价10元, 可行3km (不含3 km) ;3 km到7 km (不含7 km) 按1.6元/ km计价 (不足1 km, 按1 km计算) 7 km以后都按2.4元/ km计价 (不足1 km, 按1 km计算) 试求出某人坐了4km, 6km, 7km, 车费为多少?

在课堂上, 学生根据题中的条件, 顺理成章地求出13.2元、16.4元、18.8元.

接着有一同学问:“老师, 我认为这个代数式有问题.我打的时从来没有付过零钱, 都是整数的.”

另一同学嚷道:“四舍五入不就得了呗.”

“行不通的, 肯定是出租车司机多收钱!”

“那乘客太亏了吧!”

由于没有把问题和现实生活联系起来, 如何组织学生深入学习呢?我想到了综合实践课程中的学习方式——项目学习.何不把项目学习引入数学课堂, 以此增加社会实践能力.于是, 我就项目学习过程进行设计和组织实施.通过同学讨论拟订学习任务.

学生利用星期天分组进行活动, 在学生有了第一手资料的情况下, 我又把问题回到课堂上.经过各小组的调查汇总和全班集体综合分析, 结果显示主要分:打表计费和不打表计费两种计价方式.

教者及时捕捉教育资源, 利用数学的方法解决生活问题时, 还要考虑生活实际情况, 灵活安排解决.在开放互动的教学情境中学生往往会萌发出许多奇思妙想, 会有灵感与顿悟, 其中有合理的, 也有不合理的, 教者机敏把握, 为教学所用, 不仅能拓宽学生的学习内容与思维空间, 更能体现学生的数学学习活动是一个生动活泼、主动的和富有个性的过程.在某种意义上来说, 捕捉住课堂中那些“鲜活”的错误资源, 正是课堂动态生成的切入点.

五、反思错误, 意义建构的延伸点

从心理学的角度来说, 反思是指自己思维和学习、工作过程中的自我意识和自我监控, 反思是一种主动“再认识”的过程.“教学相长”提醒我们要学会反思错误, 让学生在错误中有所感悟, 实现真正意义上知识的主动建构.

例如在解决下面的问题时:先将undefined化简, 然后自选一个适合的x的值, 代入化简的式子, 求值.

某名学生的解题过程如下:

undefined

取x=1时, 原式=1.

课堂上有学生附和着, 也有学生露出疑惑的眼神.很显然, 学生的解答之所以出现这样的错误, 主要是没有考虑到x>2的条件.面对这样的错误, 我把它看作一种可生成的动态资源, 于是抛出这样的疑问:如果把x=1代入到原式能不能成立?再要求学生找出上述的解法错误所在, 并给出正确的解法.然后再要求学生根据自己解题的内心体验和感悟, 写一篇数学日记.适时地引导学生反思、回顾, 培养他们超强批判性的数学思维品质, 有助于学生养成独立思考、善于提出疑问、及时发现并纠正错误的良好习惯.因此, 教师要好好利用课堂中的突发性错误, 化弊为利, 将错就错, 这样既拓宽了学生的思维空间, 又训练思维的灵活性和创造性.给予学生充分的时间, 让他们亲历整个辩错的过程, 抹去了头脑中那些错误的猜想, 主动去建构新知.

谁愿意在解题中出错?可谁不会在解题中出错?更有谁不乐于超越错误?新的课程改革要求教师必须转变角色, 成为课堂中与学生平等的“首席”, 促进学生实现学习方式的多元化, 因此传统的用正确答案替换学生头脑中错误观念的评讲课受到质疑, 而以学生自我体验错误, 经过自查自纠、反思交流、自我评价等多种形式的纠错教学已呼之欲出, 但这并不意味着削弱教师的主导作用, 而是要求教师从更高的观点去指导学生把评议引向深入, 以提高学生的“元认知”能力, 引领学生走出固有认知的“迷宫”, 体验数学学习给人带来的成功愉悦感.从这意义上讲, 来自学生的错误, 确实是一笔宝贵的课程资源.

参考文献

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