探究趣味实验在初中化学教学中的应用

2023-04-27 06:36:19周文斌
天津教育·上 2023年3期
关键词:趣味化学实验

周文斌

初中是学生化学核心素养发展和逻辑思维形成的关键时期,为调动学生的化学学习兴趣,教师应抓住化学学科的实践性和探究性,通过组织形式多样、内容丰富的趣味实验来提升初中化学教学成效。基于此,本文从趣味实验的实施价值和实施原则出发,结合粤教版初中化学实际教学经验,从导入环节、情境设置、素材应用、课堂互动和任务引导等方面对趣味实验的具体应用方式进行探究。

随着新课改进程的不断深入,初中化学课堂教学方式发生了巨大改变。在学科核心素养培养目标的指导下,教师逐渐突破了传统的课堂教学方式,并尝试在教学过程中运用多样化的授课策略。趣味实验是从学生的兴趣出发,根据学生化学认知水平和生活经验来设计的化学实验活动,将其应用于初中化学教学中,能有效提高学生的实验参与度,积极发挥学生在化学课堂中的主动性,使化学教学收获更好的成效。教师应认识到趣味实验对化学教学的价值,在遵循组织原则的基础上,积极探索将趣味实验应用于化学教学的有效策略。

一、在初中化学教学中应用趣味实验的价值

化学实验是初中化学教学中的重要组成部分,通过化学实验教学,学生能够直观地认识物质的基本规律,掌握相应的化学定理,从而达到教学目的。然而初中化学实验所涉及的内容广泛,包含多种微观抽象概念,且部分实验的操作较为复杂,对初中生而言具有一定的学习难度,因此需要教师创新化学实验教学方法。趣味化学实验在新课标“以生为本”原则的指导下优化初中化学实验内容,提升初中化学实验的趣味性,将趣味实验应用于初中化学课堂教学,有助于调动学生的实验学习热情,帮助学生更好地掌握化学实验技能,促使学生更轻松地理解化学原理,最终提高化学实验教学质量,为学生的化学学习奠定良好的基础。

二、在初中化学教学中应用趣味实验的原则

第一,安全性原则。安全操作是化学实验的关键原则,由于化学实验中常使用到明火、腐蚀性化学物质等危险物品,教师在组织学生动手实验时应确保其掌握基本的实验操作能力,并牢记实验规范,严格按照实验步骤和实验要求开展化学实验。此外,教师必须确保学生在趣味实验中所使用的化学材料和实验器材符合要求,确保实验流程科学合理,并在学生实验过程中时刻关注其安全问题。

第二,趣味性原则。增加实验的趣味性是教师组织趣味实验时应关注的核心内容。为实现这一目标,教师可以从学生的化学基础能力水平出发,根据其化学学情、年龄特征、兴趣爱好综合设计化学实验内容,并尽量选择贴近学生实际生活的化学实验,以激发学生对实验内容的好奇心。

第三,简易性原则。为提升化学实验的趣味性,教师应尽量为学生准备操作简单、化学反应直观的实验作为趣味实验内容,避免学生在实验过程中将过多的精力放在实验操作上,而忽视了对实验结果的观察,出现本末倒置的问题。

第四,教育性原则。确保趣味实验契合课堂教学目标,努力发挥实验的教育功能是教师组织趣味实验时必须考虑的根本问题。教师在应用趣味实验时不能脱离教学实际需求,防止出现实验、教学“两张皮”的情况,保障学生能够从实验过程中掌握所需的化学规律和化学定理。

三、趣味实验在初中化学教学应用中的优化策略

(一)优化导入环节,激发学生学习兴趣

初中化学课堂授课时间较短,为提升课堂教学效率,使学生更快地进入学习状态,教师必须把握课堂导入环节,充分利用课堂开端5-10分钟时间来吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。在传统的化学教学中,教师通常喜欢在导入环节通过点名提问、布置习题等方式进行旧课复习,以检验学生上节课的学习成果,这样的导入方式容易使学生失去对新课的期待感,将注意力集中在旧课内容上,并不利于新课的衔接。基于此,教师应结合新课内容,将趣味实验灵活应用于课堂导入环节,通过实验演示引发学生对实验现象的好奇,从而为接下来的化学教学做好铺垫。以第八章《溶液的酸碱性》一课教学为例,为激发学生对课程主题的兴趣,教师可通过如下趣味化学实验导入课程。

导入实验“花朵魔术”

【实验准备】使用铁丝制作成一朵小花,在铁丝表层附上棉花,并准备好无色酚酞溶液、浓氨水、广口瓶、滴管等实验器材。

【实验展示】授课开始后,教师对学生说:“同学们,今天老师为大家准备了一个趣味小魔术!现在请大家仔细观看老师的操作过程,看看哪位同学能够看穿这个魔术的奥秘。”接着,教师使用滴管在棉花花朵上均匀地滴入无色酚酞溶液,将花朵放入广口瓶中,再使用新滴管将8滴浓氨水滴入瓶中并盖上瓶盖静置一会,然后向学生展示花朵变红的过程。

【课程导入】实验结束后,请学生结合课本知识猜测花朵变红的原因。在学生得出这与溶液酸碱性及酸碱试剂相关后,可告知学生魔术的原理在于无色酚酞溶液与碱性的浓氨水发生了反应,并请学生猜测如果在瓶中滴入酸性试剂,花朵会变成什么颜色,由此引入课堂教学内容。

在案例中,教师通过“花朵魔术”趣味实验第一时间抓住了学生对课堂的注意力,并结合问题引导学生主动思考实验原理,让学生对后续的教学内容产生探究欲望,从而提升化学课堂教学的有效性。

(二)创设趣味情境,营造良好实验氛围

初中化学实验中通常涉及许多微观的物质转化原理,但由于初中生的抽象思维尚处于发展阶段,在实验学习过程中有时会难以理解化学实验中的微观概念和抽象原理,或是无法很好地掌握化学语言和化学符号的使用方式。为降低学生的实验理解难度,教师可在组织趣味实验时为学生创设丰富的实验情境,结合学生熟悉的生活场景开展实验教学,将学生的化学认知作为实验设计的起点,从而营造良好的实验氛围,让化学实验教学变得生动有趣。

以第五章《二氧化碳的性质和制法》一课教学为例,在组织“认识二氧化碳的性质”化学实验前,为丰富实验的趣味性,拉近学生与二氧化碳知识点的距离,首先,教师可向学生提出问题:“同学们,二氧化碳在我们的生活中无处不在,你能说出生活中哪些场景与二氧化碳有密切关系吗?”等,请学生自由分享观点,由此让学生感受到二氧化碳与人类生活息息相关。其次,为了让学生体会到二氧化碳对人类的利与弊,教师可借助多媒体设备向学生播放“煤气中毒新闻”“舞台干冰特效”“灭火器灭火”等生活情境,指导学生学会辩证地看待二氧化碳的作用,并借助场景内容初步了解二氧化碳不支持燃烧、不供给呼吸等化学性质。最后,教师可布置“证明二氧化碳不支持燃烧性质”的趣味实验,为学生提供蜡烛、火柴、稀盐酸、石灰石等实验物品,请学生参考课本知識自主设计一个化学实验来证明物体在二氧化碳中无法燃烧。例如,学生可将燃烧的蜡烛置于密闭的烧杯中,也可利用稀盐酸和石灰石来制取二氧化碳,再将点燃的火柴放入充满气体的容器中等。创设实验问题情境,设计开放性的趣味实验,不仅能在课堂教学中营造良好的实验探究氛围,还能充分锻炼学生的化学逻辑思维,使其更深入地了解和记忆二氧化碳相关知识,使化学课堂教学取得更好的成效。

(三)挖掘生活素材,丰富化学实验形式

由于初中化学多关注物质的微观变化,容易使教学内容远离学生的实际生活,导致化学教学内容集中于物质化学性质的分析和化学反应公式的记忆上,让学生的化学学习出现“去生活化”的问题,不利于学生知识应用能力的培养。为了帮助学生将课堂所学知识用于解决生活实际问题上,教师应努力挖掘化学实验中的生活元素,运用生活素材开展趣味化学实验活动,将实验内容与生活场景相连接,引导学生了解生活中的化学现象,由此提升学生对化学学科的认同感,使初中化学达到学以致用的教学目的。

例如,在开展第四章《我们的水资源》课程中“水的净化和纯化”板块教学时,为了让学生更好地体验“过滤法”是如何净化水体的,教师可带领学生自制简易的污水过滤器,一起开展污水净化趣味实验。首先,教师在课堂中讲解污水过滤净化的原理,并向学生介绍常用的污水过滤物质,如活性炭、砂石等。其次,教师可请学生利用课余时间在生活中收集可用来制作污水过滤装置的器材,如塑料瓶、纱布、棉花、鹅卵石、沙子等,并在家中自己动手制作一个污水过滤装置。再次,学生将制作好的污水过滤装置带到化学课堂,由教师提前准备好混有泥土的污水,并为学生发放烧杯、玻璃管等必要的实验用具。完成实验准备后,教师可请学生将污水倒入装置中进行污水净化实验,观察各自装置的净化效果。最后,教师组织学生共同评选出净化效果最好的几个装置,并邀请制作者上台分享自己所使用的材料、制作方法和污水净化方式等。分享结束后,教师可引导学生思考影响装置净化效果的因素,如过滤物质的放置顺序、污水注入的速度等,共同总结污水净化装置的制作要点。

(四)引领多元互动,体验合作实验乐趣

课堂互动可分为师生互动与生生互动两种形式。在传统的初中化学教学中,由于教师处于教学主导地位,课堂互动多以课堂问答为代表的师生互动为主,这样的互动形式使学生在教学中缺乏交流的机会,忽视了学生在课堂中的主体地位。基于此,教师应在课堂教学中采用多元互动,通过组织学生以小组合作的形式开展趣味实验活动来增加生生互动的频率,让学生体验到合作实验的乐趣。借助学生自主探究引导学生推导化学规律,以培养学生对化学现象的分析与总结能力,提高学生的化学逻辑思维。

以第六章《金属的化学性质》一课教学为例,本节课化学实验包括“金属与氧气反应”及“金属与稀盐酸反应”两组分组实验,实验操作较复杂,教师可组织学生以合作实验的方式开展实验探究活动。首先,教师根据学生的化学实验水平将班级学生分成4人左右的合作小组,并确保所有小组都拥有独立完成实验的能力。其次,教师为小组成员分配实验任务,如组内三人分别负责镁、铜、铁的实验操作,第四人负责实验记录工作。通过任务分配,各成员都能充分参与实验过程,避免小组合作学习出现“边缘人”的问题。再次,实验过程中,教师可以以巡堂的方式实时了解每个小组的实验情况,帮助小组成员解答实验过程中遇到的问题,提醒小组实验进度,以保障各小组的化学实验能够顺利完成。最后,小组成员共同整理实验数据和实验现象,针对实验结果进行组内讨论,探究不同金属的化学性质之间的差异。得出实验结论后,教师可邀请小组代表分享实验过程、总结经验,并对每个小组的实验过程进行评价,帮助其了解自身的实验学习优缺点。教师还可以引导学生总结化学实验思路,规划化学实验方法,从而提升化学实验能力。在案例中,教师借助小组合作学习的形式开展化学实验教学,一方面能让学生在实验过程中互相学习、交流观点,充分培养学生的自主学习能力和团队合作能力,加强学生之间的课堂互动性;另一方面,能有效解决部分学生化学实验能力较弱的问题,提高实验结果的准确性,从而提升实验教学效率。

(五)设计趣味任务,驱动探究能力发展

以第三章《燃烧条件与灭火原理》一课教学为例,为了让学生深入了解“燃烧的条件”板块知识点,教师可先向学生展示趣味实验“烧不着的手帕”:将手帕完全浸入酒精后用镊子取出点燃,手帕燃烧后迅速摇动手帕将火熄灭,灭火后手帕依旧完好无损。完成实验展示后,教师可向学生提出问题:“为什么手帕点不着?”,并由此引出“可燃物”“助燃物(氧气)”“着火点”这三个燃烧条件,组织学生根据三个条件来讨论手帕无法点燃的具体原因。當学生分享完各自的观点后,教师可为学生发放手帕、镊子、烧杯、酒精、水、火柴、蜡烛等实验物品,请学生模仿教师的实验过程,通过控制变量的方式来探索“烧不着的手帕”的化学原理,并让学生填写实验探究表,如表1所示。

表1 化学实验探究表

例如,学生想探究可燃物因素对“烧不着的手帕”结果的影响,可准备三块手帕,一片浸入酒精、一片浸入水、一片保持原样,然后用镊子将布片分别点燃,观察其燃烧效果,通过酒精布片和普通布片都正常燃烧的现象可得知可燃物因素并非导致“烧不着的手帕”的实验原因。总而言之,通过展示趣味实验,设计实验探究任务,教师能更好地引导学生对化学实验进行探究,培养学生的化学逻辑思维,帮助学生形成个性化的化学学习思路,构建系统的化学知识体系,最终促使学生化学综合能力全面发展。

四、结语

趣味实验对初中化学教学具有重要意义,教师应因地制宜地结合班级学生的化学水平和兴趣认知来组织化学实验教学内容,优化实验教学的各个环节,关注学生在实验过程中的思维发展与能力提升,最终促使趣味实验助力化学教学,确保学生在初中化学课堂中获得更好的学习体验和学习收获。

(宋行军)

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