张乾兵
初中化学教学中“生活化”实验介入的应用探究
张乾兵
(甘肃省玉门市第三中学,甘肃玉门735211)
初中化学实验在化学学科教学中占据了重要的地位,教师可以利用生活化实验融入到实验教学中,使实验教学与生活有机结合起来,形成生活化的实验教学模式,有助于激发学生学习兴趣,培养动手动脑能力。为此本文从引导学生观察、巧借生活用品代替实验药品、让生活化实验真正走进生活、引用生活化案例解决实际问题几个方面对“生活化”实验介入进行了探索研究。
初中化学;“生活化”实验;应用策略
化学是重视实验教学的自然科学,如何让化学实验更加贴合学生生活和经验水平,让实验教学更加生动、形象、趣味化,从而有效激发学生对化学实验的兴趣,促进学生理解和掌握化学知识,是当前教师需要解决的重点问题之一。生活化实验介入的应用探究是以化学课堂理论和实验教学为基础,结合生活用品、环境和实际案例开发的生活化实验教学课程,旨在让学生切实体会化学与生活的紧密联系,激发实验探究兴趣,提升学习能力。
在初中化学教学中运用生活化实验相较于传统化学实验有明显的自主性优势。生活化实验的介入完全符合学生探究生活的需求,不仅能最大限度地激发学生探究兴趣,且通过运用学生熟悉的生活材料为其能随时随地进行化学实验探究创造了条件,为培养学生善学乐学化学实验开辟新的路径。生活化实验的介入研究是以初三学生化学实验为基础,逐步引导学生从原有认知基础上通过自身的生活经验并结合化学实验室仪器寻找生活化的材料、器具等作为实验器材、药品等对传统化学实验进行改进和创新,培养学生通过生活化实验寻找事物、探究实验本质,再通过化学学习方法,不断从生活中获取更多知识,帮助学生解决实际问题。因此在引入生活化实验教学中,教师要指导学生拓宽思路,将课堂实验内容拓展到生活中,以培养学生的化学实验能力。
“生活化”实验作为一种高质量、高效率的教学策略,在初中阶段积极应用,可以为学生创建更加有趣的课堂学习体验,也能够在无形之中简化实验教学的难度。经过综合分析,笔者认为“生活化”实验介入化学课程具有以下必要性。
长期的化学实验教学工作开展过程中,为了引领学生取得可持续的进一步发展,教师除了给大家讲解教材上的知识,还会适当地拓展课堂教学内容。随着多媒体等设备融入到课堂之上,教师能够采用的教学方法越来越多元化,教师能够调动的教学元素也变得更加丰富。在诸多资源和教学元素之中,笔者认为生活化的资源可以最先吸引学生的目光,比如将日常生活中常见的物品转换成实验道具,学生的生活化认知在实验操作过程中被颠覆。很多学生在此前的生活中对这些实验道具的认知停留在表层,教师的引导刚好让学生加深思考,有利于丰富课堂教学内容,引领学生取得更显著的进步。
新课改背景下要求关注学生的学科核心素养,越来越多的教师转变教学方法、调整教学理念,就是为了培育学生的化学学科核心素养。作为一名化学教师,在这个过程中也探究出了很多有趣的教学方法,但综合分析下来,笔者认为生活化的教学策略可以简化实验教学的难度,可以给学生带来非常有趣的课堂学习体验,也能够让学生在有限的时间内理解更多、更复杂的化学实验知识。当学生的化学实验思维越来越饱满,学生的学科核心素养也就被培养了出来。
化学与人们的实际生活息息相关,因此在引入生活化实验过程中,教师不仅要引导学生积极观察生活,体会自然生活变化规律,而且要激励学生拥有将世界变美好的愿望并付诸行动,促使其善于运用化学思维将生活与学习联系起来。
以人教版九年级第四单元《自然界的水》为例,在实验教学中,教师可以引导学生利用自来水的净化和自制豆腐的生活化实验深入理解化学产生的原理。制作豆腐是生活中常见现象,其制作过程有一整套的工艺流程:先制作豆浆液,然后在豆浆液中加入盐卤使其中的蛋白质形成聚沉,接着分离固液,最后固定成形得到豆腐块。教师还可让学生在豆浆液中加入白糖得到香甜味美的豆浆。通过自制豆腐这个过程,使学生逐步明白絮凝剂的实际作用,这样也为高中的“胶体应用”的学习打下基础。在自制豆腐过程中通过固液分离使学生理解过滤的原理是把固体和液体进行分离且该固体物是不溶于液体的。同时通过闻豆腐的香气也进一步验证了分子是运动的。白糖加入后消失不见,为后面学习物质的溶解性教学打下基础。此外,为了进一步加强学生对过滤的认知,教师可结合日常生活经验,对生活中的物品进行观察,指导学生利用生活物品制作一个简易滤水器,体会浑浊的水是如何变成清澈的这一过程。
实验介入步骤:(1)选取制作材料,主要有纱布、棉花、木炭(或活性炭)、沙子、石头、吸管、空油桶(或矿泉水瓶)。(2)设计制作步骤,取油桶并从中间剪成两部分,在瓶口处扎一个小洞,插入吸管,瓶子中放入石头、木炭、棉花、纱布等物品,另一半油桶可作为接水装置。(3)进行实验操作:把浑浊的水导入实验装置,观察过滤前后的水有何区别。(4)结论:学生通过实验操作和观察结果得到实验结论,即过滤后的水比原来清澈了。(5)实验分析:教师让学生结组讨论过滤后得到的水是否可以直接饮用?这些水中有哪些杂质?
将生活化的经验引入化学课堂,可以培养学生的学习兴趣,也能够用一些简单的问题集中学生注意力,保证实验教学的基本效果。从以上案例中就能够看出,学生在这种趣味引导下可以感受到更鲜明的学习乐趣,实践应用此类教学方案,可以给学生创建更加有趣的课堂学习体验。通过本次生活化的实验介入,学生能够体会到实验操作前后的对比、流水的速度、棉花前后颜色的变化,分析得出过滤操作时要注意“一贴、二低、三靠”的操作要点。
在化学实验教学中实验药品是不可或缺的。在探究生活化实验研究过程中,教师引导学生巧妙利用熟悉的生活用品代替实验药品,促进学生将生活与化学实验紧密联系起来,同时为其创造更多实验机会,进一步激发学生对科学实验的探究兴趣,使其乐于学习化学,爱上实验探究。在家庭实验中可以寻找实验的替代物品或将一些改造物积极利用起来,有助于培养学生的创新能力和化学思维能力。
以实验室制备氧气为例。教师可以通过多种教学方式,如利用牙膏进行实验,使学生体会到气体产生时的强烈现象,并逐步指导学生对生活用品材料中的双氧水、高锰酸钾产生氧气的实验方法和操作过程进行研究。学生在教师指导下分析牙膏实验的原理,找出使双氧水分解的催化剂,并对催化剂产生的效果进行详细分析。整个的实验探究包含查询资料、找寻实验材料、实验操作、实验设想等环节,帮助学生提高生活化实验的探究和操作能力。实验前教师提出探究性问题——找出新的催化剂。目的是调动学生对实验的主动参与性和积极性。学生首先需要查询资料,教材中演示的两个实验中探究到二氧化锰对分解双氧水具有催化作用,要想从牙膏中找出催化剂需探究其对同类别的氧化铜、氧化铁能否产生催化作用。在此基础上学生可从生活中寻找相关的实验材料。如将废弃铜片加热后可以得到氧化铜,氧化铁则可以从生锈的铁片上表面提取,准备医用过氧化氢。接着教师引导学生设计实验步骤、探究催化作用的主要辨别方式、观察实验现象以及分析质量变化。学生通过实验操作后观察和分析可知氧化铜及氧化铁均会产生气泡。最后在实验结束后教师引导学生展开设想:医用双氧水能让受伤的创面产生气泡,是什么让双氧水实现分解?可以再通过探究猪肝对双氧水的催化作用进一步验证。
通过运用生活化用品介入实验教学,让学生在实验活动中获得主动权和自主权,在引导学生通过原有认知探究催化剂作用时,学生分工合作寻找不同催化剂,有助于激发学生不断探索、不断创新发现的热情,使其在生活化实验中体会到创新的快乐。平时开展化学实验教学,学生也可以积极在生活中挖掘实验素材,把学生平时积攒下来的生活经验和课堂上的化学探究学习巧妙结合起来。这样,在提升教学效率的同时,也能够培养学生生活化的实验学习思维。更重要的是,在这个过程中教师会提出一系列的问题,拓展学生的创新思维,有利于激发学生更全面、更科学的化学思考,综合满足中学生多元化的学习需要。
初中化学生活化实验的介入研究可以对课堂实验进行生活化改进,以便于学生能够在课堂以外的场所体验化学实验和探究的乐趣,真实实现化学实验走进生活。如在教学制取二氧化碳实验时,教师引导学生对实验进行改进后在家里就可完成实验,极大地激发学生在生活中进行实验探究的兴趣。实验材料可选择矿泉水瓶、吸管、注射器、气球作为实验装置,用康乃馨、玫瑰花、紫甘蓝代替酚酞与石蕊溶液。在这个实验中主要包含的实验内容是二氧化碳可以让石蕊溶液变红,可以使澄清的石灰水变为浑浊。为了让实验变得简单易操作,教师可以设计利用生活化材料制取并检验二氧化碳性质的简易实验装置,方便学生在家进行实验。
实验装置的材料主要有水瓶、吸管、石蕊浸泡过的滤纸、注射器、细木棍(或一次性筷子)。安装方法:取出水瓶,把注射器与水瓶的左下侧连接起来,用细木棍和吸管固定在瓶盖上,把滤纸折成蝴蝶形状后用橡皮筋将其固定在细木棍上,盖好瓶盖,把吸管放入水中,按压矿泉水瓶检验是否有漏气的现象,若有漏气可以涂上凡士林或玻璃胶。实验步骤:打开瓶盖向瓶中慢慢加入少量的小苏打粉末,把滤纸的下半部分浸湿润,往烧杯中倒入一些澄清的石灰水,盖上瓶盖,使用注射器向瓶子中注入少量食醋。观察实验现象:(1)观察烧杯中澄清石灰水的变化;(2)观察滤纸上下两部分的颜色变化;(3)打开瓶子取出滤纸,将其放置十分钟左右,观察滤纸下半部分的颜色变化;(4)继续做对比实验,在石蕊试纸上滴上几滴醋酸观察现象,静置一会儿后再观察变化;(5)如果将烧杯用一高一低的燃烧的蜡烛代替,双手握住瓶子挤压气体,会发现低的蜡烛先熄灭,高的蜡烛后熄灭。最后得到的实验结论是:通过实验现象发现食醋与小苏打反应后能产生二氧化碳气体,滤纸干的一部分没有颜色变化,湿的一部分则变为红色,因此表面二氧化碳与水反应后产生了酸性的物质,取出滤纸后颜色恢复为紫色,说明了产生的酸性物质其稳定性不强,常温条件下易分解失去酸性,同时二氧化碳能够让澄清的石灰水变浑浊。通过鼓励学生在家中进行实验,学生意外发现由于自己放入的小苏打和食醋的量过多,澄清的石灰水先变为浑浊后,逐渐又浑浊变为澄清。从而使学生明白只要积极进行探索就会有不同的收获,并懂得化学实验反应物的使用量对其反应结果产生一定影响。
通过将课堂实验进行生活化改进,使学生更深刻地体会到化学与生活的实际联系,并通过简易的生活实验装置为学生创造了更多实验机会。在实验中通过实验过程及操作,将化学课堂教学知识与学生的实践操作结合起来,从单纯性的知识输入变为化学思维输出及迁移运用,锻炼学生的动手、动脑能力和观察能力,让化学实验教学从静态的被动学习变为动态的主动探究,有助于学生将实验知识更好地内化并构建完善知识体系,提升其学习和实践能力,促进学生化学综合能力的全面发展。
化学与生活之间不仅有十分紧密的联系且很多情况下它能解释一些日常生活中人们不理解的现象,这就需要引入实际的生活案例为学生创设生活化的学习与实验情境,以此进一步激发学生对生活中的化学知识的学习及探究兴趣,同时也能帮助学生解决实际生活问题。在《探究燃烧的条件》一课中,学生通过学习,明白了燃烧的条件必须为可燃物、有氧气以及要达到可燃物的着火点。而生活中人们总能见到面粉厂、加油站在醒目位置张贴“严禁烟火”的标识牌,加油站的汽油是易燃易爆物品对于初中生而言这是基本的常识,但是面粉是可燃物这就引起了学生的质疑。此时教师可以充分利用学生的这一个质疑点提出实验假设:如果面粉不是可燃物,面粉厂怎么可能会爆炸呢?人们应当如何预防?接着教师继续提出问题激发学生思考:在什么条件下会发生爆炸呢?学生依据问题和燃烧的条件展开实验探究。实验材料主要有打气筒(用来提供氧气)、废弃塑料瓶、蜡烛、筷子、一小包面粉。安装方法:用打气筒与小包面粉连起来,点燃蜡烛,把废弃的塑料瓶盖住蜡烛和面粉。操作过程:向面粉袋打气,观察塑料瓶内的现象。学生观察发现,当打少量气体时,瓶内产生火焰但随即熄灭,过一会蜡烛也熄灭,当快速连续向瓶内打气时面粉迅速在瓶内扩散,瞬间瓶子被弹出,发生爆炸。通过这个实验学生推断出面粉是可燃物,且当其在有限的空间内剧烈燃烧会引发爆炸。可见通过引入生活案例介入到化学实验中,使学生明白存储可燃固体粉末的场所必须要严禁烟火。这样的教学方式不仅让学生加深了对知识点的学习,也促进学生将化学学习与生活之间建立紧密联系,培养和提升学生解决生活问题的能力。
总之,初中化学教师在生活化实验介入教学中,要积极引导学生从生活化角度体会化学,主动进行化学实验探究,使其在学习过程中将二者有机结合起来,以促进其更好地理解和掌握化学知识,激发实验探索兴趣,培养化学核心素养。
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