上海市市北初级中学 陈鹴怡
初中化学实验情境是指在初中化学教学中,通过设计和进行实验来呈现给学生的具体场景,旨在帮助学生理解和应用化学知识、培养科学思维和实验技能。初中化学实验情境通常包括这些要素:第一,实验目的。明确说明实验的目标,即期望达到的结果或观察到的现象。第二,实验材料和设备。列出所需的材料和设备清单,包括试剂、仪器、容器等。第三,实验步骤。详细描述实验操作的步骤,以确保实验可以被重复并获得可靠的结果。第四,观察和记录。指导学生观察并记录实验过程中发生的现象、变化或测量结果。第五,分析和解释。引导学生根据观察结果进行分析,并解释所观察到的现象或变化背后的化学原理。第六,结论和讨论。鼓励学生总结实验结果,并讨论与其他相关概念之间的关系,加深对化学知识的理解。
初中化学实验情境可以涉及多个方面的内容,如物质性质与变化、元素与化合物、酸碱中和反应等。通过实验情境,学生可以亲身参与实验操作,观察现象,收集数据,并通过分析和解释来探索化学原理。这样的实践经验有助于加深学生对化学概念的理解,培养他们的科学思维、观察能力、实验技能以及团队合作精神。初中化学实验情境的设计应当符合教学要求,注重安全性和可操作性;同时,激发学生的兴趣和好奇心,使他们积极参与并享受科学实验的过程。
第一,有利于产生学习动力。传统化学复习更注重理论知识层面的教学,例如,课堂上主要是以“讲”与“练”为主。周而复始,无论是学生还是教师都会觉得枯燥。将实验情境用于复习,一定程度上能够解决枯燥问题,基于实验让学生产生学习动力,使其积极参与其中。同时,实验情境可以为复习提供一个明确的切入点,能够为复习有序开展奠定坚实的基础。第二,有利于转变学生的学习方式。新课改指出,要通过有效策略转变学生的学习方式,使其能够全身心投入学习。通过实验情境,能够让学生成为复习课的主人,而不是被动接受知识。在实验过程中,可以引导学生科学质疑,使其能够主动思考以及参与师生互动、生生互动,不仅能够改变学生的学习方式,而且可以对知识与技能加深印象,能够获得意想不到的复习效果。第三,有利于培养学生综合分析能力。初三化学复习的时间很紧,不仅知识点比较多,而且覆盖面也比较广,对于学生综合分析能力提出较高要求。传统复习模式不重视该能力培养,基于实验情境,深入细节探索,对实验器材、内容、原理、环节等方面进行回顾以及创新,不仅能够训练学生的综合分析能力,而且还可以孕育创新思维品质。
以往的初中化学复习课上,教师善于通过框架、条文等方式对知识点进行罗列,帮助学生对知识进行梳理。该方法虽然有利于帮助学生快速掌握知识脉络,但是比较枯燥,部分学生因此失去积极性,教师也感到乏力。例如,在复习“酸、碱、盐”这部分知识时,通常是利用知识框架图,引导学生对知识点进行总结,然后对应地进行例题训练。虽然这种复习方法具有一定的优势,但是不利于训练学生的综合分析能力、实践能力等,最为关键的是会限制学生的发散思维。基于此,尝试利用实验情境对复习课进行创新,以“魅力喷泉”实验为例,力求让学生产生学习动力,从而全身心投入实验中,能够获得意想不到的复习成效。
“酸、碱、盐”相关知识与实验是初中化学的重难点,而“魅力喷泉”实验不仅趣味性比较强,而且实验现象比较明显,深受学生的喜欢。将“魅力喷泉”与“酸碱、盐、的性质”进行结合,对实验进行改进与优化,目的是改变枯燥感,引发学生深入思考与实践,锻炼其整合知识与应用知识的能力,这样才能使其对知识与技能加深印象,从而应对各种实际问题。
(1)实验仪器:铁架台、橡皮管、导管、橡皮塞、双孔塞、Y形管×2、止水夹×5、注射器×4、烧杯×3、烧瓶×6。(2)试剂:紫色石蕊试液、稀酸盐、硫酸铜溶液、大理石、酚酞试液、水、红色石蕊试纸、浓盐酸、浓氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠固体。
(1)红色喷泉。红色喷泉主要是由氨气所形成的喷泉实验。首先,在氢氧化钠固体中注入浓氨水,便会产生大量氨气。其次,通过向下排空气法对氨气进行收集;同时,借助水对烧瓶中逸出的氨气进行吸收,目的是避免出现污染。最后,将红色石蕊试纸放到水中,当试纸变蓝之后,意味着氨气集满;同时,在装满氨气的烧瓶内推入水,便能够形成负压,再将止水夹打开,将有酚酞的水滴入烧瓶内,便会出现红色喷泉。
(2)蓝色沉淀。蓝色沉淀指的是硫酸铜溶液的倒吸实验。首先,在烧瓶中注入浓盐酸,目的是对氨气进行吸收,然后会产生氯化铵固体,还有白烟。其次,装置内部已经形成负压,将止水夹打开之后,硫酸铜溶液就会被倒吸进入烧瓶内部;同时,与残留的氢氧化钠产生反应,便出现了蓝色沉淀。
(3)蓝色喷泉。蓝色喷泉指的是基于二氧化碳的喷泉实验。在收集有二氧化钠的烧瓶中,推入浓氢氧化钠溶液,需要对注射器进行反复推拉,确保能够充分接触反应,这样才能成功形成负压;同时,将止水夹打开,在外界气压的作用下,能够将紫色石蕊试液压进烧瓶之中,便可以形成蓝色喷泉。
(1)以点带面梳理知识点,完善知识体系。引导学生参与前面三组实验,可以对相关知识点进行梳理,具体而言:第一,酸碱指示剂与酸碱性溶液的反应,即对于二氧化碳是否收集满进行验证时,可以将湿润的蓝色石蕊试纸放在烧瓶口,将会变红。遇到碱性溶液时,红色石蕊试纸会变蓝、酚酞试液会变红、紫色石蕊试液会变蓝。第二,酸碱中和反应,主要是对盐酸与氨水反应相关知识加深印象。HCI+NH3·H2O=NH4CI+H2O。第三,复习碱溶液与盐溶液的反应,对氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应进行回顾,从而加深印象,即CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。第四,复习氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,对非金属氧化物与酸碱溶液反应相关知识加深印象,即2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。第五,回顾酸与盐的反应,通过大理石与稀酸盐发生化学反应,从而制取二氧化碳气体,即CaCO3+2HCI=CaCI2+H2O+CO2↑。
(2)结合实验操作达到预期复习目标,包括:第一,学生通过仔细观察实验现象,能够对其观察能力进行锻炼。第二,结合实验原理进行实验操作,可以对学生的思维能力、严谨分析能力等进行锻炼。第三,帮助学生梳理知识点,形成完善的知识框架,可以对其知识整合能力进行锻炼。
传统复习模式常常会让学生感到乏味,这是复习无法达到良好效果的原因之一,所以借助实验情境制造视觉冲击。实验过程中会有蓝色喷泉与红色喷泉,在美丽的颜色以及震撼的视觉效果下,学生会感受到化学独有的魅力,这样能够让枯燥的化学复习课变得有趣味。随着学生发动思维,那么效果也会更好。
既然实验情境能够在复习课中发挥巨大作用,那么如何设计类似实验情境呢?第一,将实验情境用于复习课,不是简单地将新授课的实验进行拼凑,建议能够以该实验为基础进行优化与变通,尽量让学生看到新的实验,这是让学生产生动力的关键。第二,结合知识点和实验情境要素,可以自创一些实验器材。第三,化学教师需要加强学习,了解化学领域的前沿知识,将一些先进的理念、器材等用于改善传统实验,也会获得意想不到的效果。
综上所述,基于“魅力喷泉”这样的实验情境对复习课进行创新,能够为学生带来全新的复习课堂,让学生从枯燥乏味的氛围中走出来,能够激发学生的学习兴趣;同时,随着实验情境的深入,学生可以亲身实践掌握知识与技能,达到更好的复习效果。