开展趣味化学实验 优化初中化学课堂教学

王学恩

(甘肃省舟曲县第一中学,甘肃 甘南藏族自治州 746300)

新修订的义务教育化学课程标准从发展学生核心素养的角度出发,明确要求要“开展以化学实验为主的多样化探究活动”.基于此,在初中化学教学指导中,教师可以将趣味实验引入课堂,优化设计,促使学生认识化学,学好与用好化学,同时也实现新课标的落地实施.

1 开展趣味化学实验,优化课堂教学导入

在初中化学课堂上,开展趣味化学实验是课堂导入的重要方法之一.相较于常规实验而言,趣味化学实验充分体现了化学的魅力,可以很好地调动学生的好奇心,激发学生的学习兴趣,也利于培养学生的思维能力和动手能力.基于此,教师们应提高对课堂导入环节的重视,结合教学内容探索设计多样化的趣味化学实验,吸引学生的注意力,让学生完成心理上的过渡,主动参与到新知的探究中来.

例如,在探究“浓硫酸的腐蚀性和脱水性”的课堂上,教师在导入环节为学生演示了“白糖变黑面包”的实验:往烧杯中倒入蔗糖和少量水,再注入一定量的浓硫酸,用玻璃棒迅速搅拌,可观察到蔗糖迅速变黑,并逐渐膨胀成“面包”状,同时烧杯壁明显发烫并有大量水雾.面对实验中激烈的反应现象,学生发出了惊叹,同时也对“为什么会发生这样激烈的反应”产生了好奇.教师则趁机导入新知,让学生认识浓硫酸的强腐蚀性和脱水性,进而理解实验原理:白糖的主要成分是蔗糖,蔗糖属碳水化合物,遇到具有脱水性的浓硫酸,会失水炭化变黑,同时浓硫酸具有强腐蚀性,能将炭氧化为二氧化碳,这两个反应都是放热的,使糖形成多孔膨松的“面包”,并释放出大量的水雾.

在这一案例中,教师利用一个简单有趣的化学实验为学生带来了直观且激烈的视觉效果,激发了学生对化学现象的好奇心,这样接下来的新知导入也就变得顺理成章了[1].

2 开展趣味化学实验,突破课堂学习重难点

课堂教学时间有限,要想让学生在有限的时间内实现有效学习,教师必须要在课前做好充分的准备,明确教学重难点.在初中化学教学中,教师可以引入趣味实验,提示学生哪里是重难点知识,同时也让学生在愉悦的氛围中潜移默化地接受、理解化学原理.

例如,在“酸和碱的中和反应”的教学指导中,教师明确教学重难点,即让学生知道什么是中和反应以及理解中和反应的实质.在突破难点的过程中,教师演示趣味实验对比:向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸,出现明显的实验现象;向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,无明显的实验现象.这样的实验差异,激起了学生对酸和碱反应的探究兴趣.接下来,引导学生重点探究氢氧化钠和稀盐酸的反应,分析酸和碱反应生成盐和水,并通过课堂练习和微观演示,进一步引导分析中和反应的实质[2].最后,在“做一做”“辩一辩”环节突出重点,让学生知道什么是中和反应;通过“写一写”“拼一拼”环节突破难点,学生利用卡片拼出氢氧化钠和氯化氢在溶液中的解离,理解中和反应的微观过程,得出中和反应的实质.

3 开展趣味化学实验,提升学生思维能力

思维发展是一个漫长的过程,部分学生在被动的学习环境中失去了探索创新的动力,甚至陷入了思维僵化的困境.针对此,在初中化学课堂指导中,教师可以引入趣味实验,激活学生思维,启发学生创新思考,逐渐提升学生的思维能力.

例如,在“燃烧”相关知识的探究中,教师在课堂上引入了“瓶‘吞’鸡蛋”的趣味实验.在演示过程中,教师先将煮熟后的鸡蛋剥开蛋壳,将鸡蛋直接放在瓶口,要求学生观察鸡蛋发生的现象.然后将小蜡烛插在鸡蛋顶端,点燃蜡烛,将其放入瓶中燃烧,并用鸡蛋堵住瓶口,要求学生继续观察此时鸡蛋发生的现象[3].通过观察学生发现:刚开始时鸡蛋被卡在瓶口无法掉入瓶中,当把插在鸡蛋上的小蜡烛点燃并放入瓶中燃烧后迅速用鸡蛋堵住瓶口,此时鸡蛋就会完好无损地掉入瓶中.针对这一有趣的现象,教师组织学生展开了思考,让学生运用所学掌握的知识和进行理性分析.在教师的启发下和学生集思广益下,实验原理逐渐被揭开:鸡蛋堵住瓶口,隔绝了外部空气,蜡烛燃烧会消耗瓶中的氧气并产生二氧化碳气体,但反应后气体的总体积会减小.当瓶内氧气被消耗完时,蜡烛熄灭,此时瓶内的气体压强变小,当外部大气压大于瓶内气体压力时,鸡蛋受到外部大气压的压力就发生弹性形变进入瓶中.教师对学生的探究给予了充分的肯定,并指导学生书写实验中燃烧反应的化学方程式,以体会化学符号化的特征.

在上述教学案例中,教师利用趣味实验激发学生思考的热情,并借助探究科学原理的任务,引导学生实现从感性到理性的思考,进而发展了科学思维能力.当然,在新课标的指导下,初中化学教师应进一步认识在实验教学中融入科学思维的重要性,结合教学中的疑难点的探究突破,发展学生证据推理,建构思维模型,提升科学思维;有意识引导学生提出问题,大胆预测,进而再探究,分析解释得出实验结论,进而概括形成解决问题的思维模型并将这种思维模型用具体的化学符号用语表示出来;引导学生改进实验方案,培养学生的质疑能力,启发创新思维.这样才能有效落实新课标要求,促进学生学科核心素养的全面发展.

4 开展趣味化学实验,锻炼学生实践能力

科学探究与实践是初中阶段学生化学核心素养发展的重要维度.正所谓“纸上得来终觉钱,绝知此事要躬行.”在化学课堂上,参加实践探究是激发学生科学探索热情、认识化学的奇妙与魅力的重要途径.让学生在趣味性、创造性的氛围中主动参加实验,积极展开科学探究,以提升学科核心素养.

例如,在“燃烧和灭火”这一课的教学设计中,教师设计了四条教学主线,即“情境线”、“问题线”、“知识线”和“能力线”,并在每一个主线中恰当地引入趣味实验,促使学生主动探究“燃烧”和“灭火”背后的化学知识.其中在即“情境线”,教师创设情境将化学课堂与生活场景相结合,引导学生复习了燃烧的三个条件后,引入了“掌控火初体验”趣味实验.在实验中,教师提供了纸屑、固体酒精、干树叶、石蜡等工具,让学生分组实验尝试自由选择器材,并改变各种条件进行生火,并真切地感受“生火不快、驭火不易”的道理.在“能力线”,教师对常规实验进行趣味化处理,要求学生通过小组合作的方式探究如何才能让火烧得更旺.学生结合生活经验和所学知识,纷纷采取了扇风、支三脚架、加高锰酸钾等方法进行优化处理,改善火燃烧的状态,同时也在教师的引导下说出这样做的原因.此外,在“问题线”和“知识线”的引导中,教师利用短视频为学生展示生活中灭火的场景,引导学生落实燃烧的发生需要条件和调控条件,体会“驭火有方,灭火有策”的道理.

在这一教学案例中,教师在不同教学环节插入趣味实验,为学生提供科学探索和实践的空间,激发了学生的实验兴趣,也锻炼了学生的动手能力,培养了学生的科学思维.

5 开展趣味化学实验,促进学生巩固知识

复习课是初中化学常见的课型之一.从课堂的开展情况来看,由于课堂所学知识已经是旧知,加上学模式单一沉闷,许多学生学习兴趣不足,难以在复习中达到巩固知识的效果.针对此,在初中化学复习课堂上,教师可以借助趣味化学实验来丰富教学内容,调动学生的学习兴趣,促进学生主动回顾、梳理所学知识.

例如,在复习“二氧化碳”相关内容时,教师在课堂上首先明确展示问题任务:(1)二氧化碳是谁?(2)二氧化碳从哪里来?(3)二氧化碳到哪里去?学生在问题中了解本节复习课的重点,并提高复习的目的性、针对性.接下来,教师通过趣味实验“仙境”引出固体二氧化碳(干冰),激发学生的学习、复习兴趣,促使学生分析实验中“仙境”效果背后的化学原理.在实验的启发下,学生通过宏观现象到微观辨析,了解了二氧化碳的微观表示和化学用语,回答了“二氧化碳是谁?”这一问题.接下来,进入探索“二氧化碳从哪里来?”的环节.教师利用生活中常见的材料和工具,如小苏打、白醋、石灰、蜡烛、矿泉水瓶、塑料杯、打火机、铁丝、空瓶、软吸管、剪刀等,组织学生展开趣味实验,并制取二氧化碳.在实验过后,教师引导学生探究背后的化学原理,回顾反应化学方程式,理解二氧化碳的来源.此外,教师还利用短视频拓展教学,让学生了解自然界中二氧化碳的来源,进而对二氧化碳形成更加全面的认识.最后,二氧化碳到哪里去?教师利用视频展示“碳捕捉”和“碳释放”两个趣味实验,并结合现实生活引出“碳达峰”“碳中和”的概念,锻炼学生书写二氧化碳的消耗化学方程式,以检验学生对二氧化碳的化学性质的了解,完成知识的复习和巩固.

6 开展趣味化学实验,引导学生学以致用

化学是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一.在初中阶段,学生在接触化学后,对这门学科的内容有很大的好奇心,同时也具备了一定的探究能力.随着知识的积累,学生对于问题的探究已不仅仅停留在课本内容,而是开始联系现实生活,希望在生活中运用化学知识解决问题.针对此,教师应为给学生提供更多动手实践的机会,引导他们回归生活、运用化学,拓宽他们思维的广度和深度,进而实现学科核心素养的全面发展.

例如,在学习了“酸和碱的化学性质”相关内容后,为了让学生理解化学与生活的紧密联系,感受化学的无限魅力,锻炼学生的动手实践能力、创新能力,教师组织学生回归生活,展开趣味实验,即应用油脂在碱性条件下的水解反应原理制作手工皂,并将制作过程用视频记录下来,进而在课堂上加以展示.学生在课后积极探索,利用植物皂基、色素、香精、基础油、加热装置等器材,展开探索,制作出色彩、造型各异的香皂,同时也梳理了制作过程中的化学反应,并在课堂上分享、互动,体验了化学的魅力,也感受到了用化学创造生活的乐趣.

在这一案例中,教师将化学课堂学习内容与学生课后趣味实验相结合,拓宽课堂氛围,让学生在生活中运用化学知识,在新问题、新发现中自主探究,提升分析问题、解决问题的能力,进而感受化学来源于生活,同时又服务于生活的理念.