初中化学实验教学在培养学生科学素养和实践能力方面具有重要作用。通过实验教学,学生可以深入理解化学知识,掌握实验操作技能,并提高动手能力和实验设计能力。同时,实验教学可以激发学生对科学的兴趣,引导他们主动探索、思考和解决问题,培养他们的创新能力和科学精神。这些能力和素质对学生未来的学习和科学研究具有重要意义。因此,初中化学实验教学不仅是化学教学的重要组成部分,还是培养学生综合素质和化学核心素养的重要途径之一。初中化学教师要重视实验教学,引导学生自己动手操作,加深他们对化学知识的理解和记忆,提高他们多方面的能力。基于此,本文探讨了初中化学实验教学中学生实验技能与创新能力的培养策略,以供参考。
一、初中化学实验教学中学生实验技能的培养策略
(一)确定学生的前置知识和技能
化学实验是初中化学教学的重要组成部分,它能够帮助学生深入理解化学知识,提高学生的实验操作能力。在开始化学实验教学之前,教师要先确定学生的前置知识和技能。这是为了确保学生能够顺利地进行实验,并且在实验过程中准确地理解和掌握新的化学知识。具体而言,学生需掌握以下前置知识和技能。
第一,学生需要具备一定的化学理论知识,包括元素周期表的基本知识、离子化合物的命名规则及化学方程式的基本原理等。这些知识是进行初中化学实验的基础,学生需要在学习期间牢牢记住这些知识。第二,学生要掌握一定的实验技能和实验操作经验,包括基本的实验安全知识、实验仪器的名称及使用方法、实验数据的记录与处理等。这些知识与技能对学生顺利完成化学实验至关重要,因此学生需要在学习阶段重点学习这些知识与技能。第三,学生需具备积极的学习态度和团队协作精神。在进行初中化学实验的过程中,学生需要相互协作、相互配合,以达到实验目的,确保实验安全。学生还要认真听取教师的指导意见,并主动与同学沟通、交流,以确保实验活动的顺利进行。
(二)强调实验安全
实验安全是确保学生身体健康和实验顺利进行的前提条件,因此,学校和教师应做到以下要点,以增强学生的实验安全意识和技能。第一,建立安全意识。学校和教师应该向学生普及实验室安全知识,并强调实验室的安全规则和操作规程,让学生了解实验室常见的危险物质、危险操作和相应的防范措施。第二,加强实验室管理。学校和教师要确保实验室设施完备,配备符合相关标准的安全设备,如消防器材、安全洗眼器等,并定期检查和维护实验设备。同时,实验室应该保持整洁有序,杜绝堆放杂物和危险品。第三,提供适当的个人防护装备。学生在进行化学实验时,应该佩戴适当的个人防护装备,如实验室工作服、实验手套、护目镜等。这些装备能够有效地保护学生的身体,避免实验过程中可能出现的伤害。第四,强调实验前的准备工作。在进行化学实验之前,教师应该指导学生仔细阅读实验操作指导书,了解实验过程和安全注意事项,并带领学生进行实验前的预热,为他们讲解相关知识,明确实验目的,确保学生对实验有充分的了解。第五,加强实验过程的监督。在实验过程中,教师应该全程监督学生的实验操作,及时纠正他们的不规范行为和错误操作。
(三)提供详细的实验指导
在初中化学实验教学中,教师提供详细的实验指导对培养学生的实验技能至关重要。详细的实验指导应包括实验的背景知识、实验目的、实验原理和步骤、操作注意事项、实验数据记录和分析等内容。
第一,介绍实验的背景知识,包括相关概念和理论基础。教师通过介绍实验所涉及的化学原理、反应机制和应用领域,能够帮助学生建立起对实验内容的整体认识,激发学生的学习兴趣和探究欲望。第二,明确定义实验的目的和预期结果。教师明确实验目的有助于学生集中注意力,抓住实验重点,清晰地了解实验的意义和价值所在。第三,详细描述实验原理和步骤,包括所需试剂、仪器设备及其使用方法等。对于每一步实验操作,教师都应该给出清晰的说明和示范,以便学生准确地进行操作并获得可靠的实验数据。第四,强调操作的注意事项和技巧,特别是关于化学品的使用、储存和处理方面的安全要求。学生需要了解每种试剂的性质、危险性和正确的使用方法,以及在实验过程中需要特别注意的事项,如避免混合试剂、避免热源等。第五,实验指导还应包括对实验数据记录和分析的要求。教师要指导学生准确地记录实验数据,并对实验结果进行分析和总结。通过这一环节,学生能够提高处理数据和解读实验结果的能力,进一步提升科学素养。
二、初中化学实验中学生创新能力的培养策略
(一)鼓励学生提出问题和想法
在初中化学实验中,鼓励学生提出问题和想法是培养学生创新能力的重要策略之一。具体而言,教师应通过以下方法鼓励学生提出问题和想法,以促进学生创新能力的发展。
第一,教师可以通过具有启发性的问题引发学生思考。在实验前或实验过程中,教师可以提出一些引人深思的问题,激发学生的好奇心和求知欲。这些问题可以涉及实验现象、原理解释、实验设计等方面,促使学生主动思考和探索化学知识。
第二,教师可以鼓励学生在实验中观察实验现象并记录实验数据。通过观察和记录,学生可以深入了解实验过程中的细节,并从中发现问题和规律,进而提出自己的想法。
第三,教师可以组织学生进行小组讨论和合作,通过交流和合作,相互启发和补充,共同解决问题和探索答案。这种合作讨论还可以培养学生的团队协作能力和创新思维,加深他们对化学知识的理解。
第四,教师可以鼓励学生进行实验设计。在实验中,教师应给予学生一定的自主权,让他们自己设计实验方案,思考实验目的、变量控制、数据采集等问题,培养他们的实验设计能力和创新能力。
第五,教师应当给予学生充分的肯定和鼓励。当学生提出问题和想法时,教师应积极回应并给予肯定,激发学生的自信心和积极性。这种正向反馈有助于营造良好的学习氛围,吸引更多的学生参与具有创新性的实验探究。
以“探究燃烧的条件”化学实验教学为例,笔者先向学生介绍了燃烧的基本概念和一些常见的燃烧条件,如氧气、可燃物质和点火源。然后,笔者提出了一个问题:“在没有明火的情况下,我们是否可以实现燃烧?”这个问题激发了学生的好奇心,引起了他们的思考。学生开始积极讨论并提出各种可能的解决方案。其中一个学生提出了一个有趣的想法:“我们可以使用化学反应产生的热量来引发燃烧。”这引起了其他学生的兴趣,他们进一步深入探讨如何实现这个想法。在笔者的引导下,学生进行了一系列实验。他们首先选择了几种常见的可燃物质,如纸张和木块,然后探究了不同化学反应。通过不断尝试和观察,学生发现某些化学反应能够产生足够的热量来引发燃烧。在实验结束后,学生进行了总结和讨论,他们通过实验成功证明了“在没有明火的情况下也能引发燃烧”的想法。这个实验不仅加深了学生对燃烧条件的理解,还培养了他们的观察能力、实验设计能力和创新思维。
(二)提供多样化的实验场景
在初中化学实验中,教师应该注重提供多样化的实验场景,以激发学生的创新能力。具体而言,教师可以通过以下途径为学生提供多样化的实验场景。
第一,教师应该选择多样化的实验方案。在课程设计中,教师应该充分考虑学生的实验经验、知识水平和兴趣爱好,设计不同难度和不同主题的实验教学方案,以满足学生的需求和期望。比如,教师可以设计针对酸碱性、氧化还原反应、热力学等不同主题的实验教学,鼓励学生在不同方向进行探索和创新。第二,教师应该促进学生的合作学习和自主探究。在实验过程中,教师应该引导学生在小组合作中完成实验,并给予他们一定的自主探究空间。比如,教师可以给学生提供自主选择实验方案、分配任务、设计实验流程的机会,以激发他们的创新能力和团队意识。
以“氧气的实验室制取与性质”的化学实验教学为例,笔者设计了两种不同的实验方案,以发展学生的创新思维。一种方案是利用加热过氧化氢来制取氧气,另一种则是利用加热高锰酸钾来制取氧气。这样的设计让学生实践了不同的制氧方法,激发了他们对氧气制取过程的好奇心和探索欲。基于多样化实验场景,学生不再是被动地进行实验操作,而是在多种情境下自主选择实验方法,并且提出自己的想法和假设。有的学生还尝试改变实验条件,找到更高效的氧气制备方法。
(三)引导学生设计实验
第一,教师可以开展一系列的实验探究活动。这些活动包括提出问题、明确实验目的、收集相关背景知识、确定实验步骤、记录结果等。教师要引导学生进行讨论和思考,激发他们的好奇心和求知欲。第二,教师可以提供一定的实验设计指导。在学生设计实验的过程中,教师应给予一些基本的指导和建议,帮助学生厘清思路和方法。比如,教师可以指导学生确定实验变量、控制变量和观察指标,或者传授一些常用的实验技巧,总结操作要点。第三,教师可以组织学生进行实验设计的交流和分享。在学生完成实验设计后,教师应组织学生进行交流和分享,通过小组讨论、学术报告或成果展示等形式,让他们相互借鉴和启发。第四,教师应该鼓励学生进行具有创新性的实验设计。除了传统的实验方案,教师要鼓励学生提出自己的创新想法和研究课题。
例如,在“二氧化碳的实验室制取与性质”化学实验教学中,笔者没有提前告诉学生应该如何制取二氧化碳,而是鼓励他们自行设计实验方案。学生根据所学知识和已有的实验经验,提出了不同的制备方案并进行实验验证。有的学生选择利用碳酸钙和稀盐酸反应来制取二氧化碳,有的学生选择利用碳酸氢钠和稀盐酸反应来获得二氧化碳。这样的实验设计过程,让学生在实践中锻炼了思维能力和解决问题的能力。在实验过程中,学生尝试了不同的实验条件、材料和操作步骤,从而得到了更加高效的实验方案。
结语
在初中化学实验教学中,教师应意识到培养学生实践能力和创新思维的重要性,通过丰富多样的实验项目引导学生自主探究,帮助学生掌握更多的实验技能,并发展他们的创新意识。在实验中,学生可以提高观察、思考、分析和解决问题的能力,这些能力对学生未来的学习和职业发展具有重要作用。同时,教师也要认识到,培养学生的实验技能和创新能力是一个长期而复杂的过程,需要持续改进教学方法,为学生提供更多的实践机会和探究空间,促使学生积极参与实验活动,勇于尝试和创新。
(作者单位:江苏省泗洪县临淮中学)