随着“双减”政策的逐步深入,初中化学教学正经历着前所未有的变革。减轻学生课业负担的同时,确保教学质量的稳步提升,成为每一位初中化学教师肩负的重要使命。面对这一双重任务,如何优化教学策略、提高教学效率,成为教师关注的焦点。作为自然科学领域的基础学科,初中化学不仅承载着传授化学基础知识的任务,更是培养学生科学素养和创新能力的重要阵地。在这一背景下,初中化学教学的优化策略显得尤为关键,教师需要不断探索和实践,寻找那些既能减轻学生负担,又能提升教学效果的有效方法。
一、提炼教学内容,突出重难点
作为一门基础科学学科,初中化学知识点繁多且难易程度参差不齐,这就对教师的教学能力提出了较高的要求。面对这样的学科特点,教师在备课时必须深入研读教材,审慎选择并整理教学内容,确保每一堂课都能精准把握教学重难点。在有限的课堂时间里,学生的注意力是宝贵的,因此,教师需要对最重要的知识点进行明确的归纳和整理,以便学生能够集中精力,高效掌握关键知识,这不仅有利于提高学生的学习效率,还有助于学生打下扎实的知识基础。在提炼教学内容的过程中,教师可以利用多媒体信息技术,通过制作精美的课件、录制生动的教学视频等辅助材料,将抽象的知识点具象化、生动化,让学生更加直观地理解知识。例如,在解释分子、原子的运动过程时,教师可以利用动画展示,使学生直接看到微观世界的奇妙;在教授实验技能时,教师可以通过视频展示实验操作的步骤和注意事项,让学生在观看中学习和掌握实验技能。又如,在教学科粤版九年级上册“制取氧气”一课时,教师首先借助投影仪展示了一系列氧气在日常生活中的应用的图片(见图1),以此加深学生对氧气重要性的认识。接着,教师向学生提出一个问题:“假如大家去攀登喜马拉雅山,大家将准备哪些必用品?人自从获得生命时,就与氧气结下了不解之缘,地球上的一切生命体都离不开氧气,人类的生产活动也需要氧气,所以人们曾把它叫作‘养气’,现在大家知道氧气有这么多重要的用途,那么我们要如何制取氧气呢?”这样的问题能够迅速激发学生的好奇心和求知欲,为后续的学习奠定良好的基础。
在接下来的课堂教学中,为了使学生深入理解和掌握实验室制取氧气的关键知识和技能,教师应将教学重点集中在几个关键方面。教师首先需要详细解释实验室制取氧气的原理。关于过氧化氢分解、高锰酸钾分解等化学反应的原理,教师应进行深入浅出的讲解,利用图示、动画等辅助工具,帮助学生从分子层面理解这些反应的本质和过程,这样的讲解方式有助于学生形成直观的认识,增强对知识的记忆和理解。紧接着,教师要详细介绍实验室制取氧气的方法,除了基本的化学反应外,还可以介绍电解水等其他方法。在介绍过程中,教师不仅要说明实验步骤和所需仪器的使用方法,还要对安全注意事项进行详细的说明和演示,确保学生能够正确、安全地完成实验。通过这样的教学和富有趣味性的引入环节,教师可以有效地提高学生的学习兴趣和积极性。
二、创新教学方法,激发学生兴趣
化学是一门以实验为基础的学科,教师可以通过设计有趣的实验、组织小组探究等方式,激发学生的学习兴趣和好奇心,还可以采用翻转课堂、线上线下混合式教学等新型教学模式引导学生主动参与学习过程,提高学习效果。
(一)加强实验教学,培养学生的实践能力
随着课堂的开展,学生按照预先分好小组就位,每个小组的实验台上都整齐地摆放着试管、导气管、集气瓶等实验器材。教师站在讲台前,手持试管、导气管和集气瓶等实验器材,为学生演示如何连接装置并检查气密性,“将导管的一端浸入水槽中,用手紧握气体发生装置外壁。如果水中的导管口有气泡冒出,松开手后导管口出现一段水柱,那就证明装置不漏气。”学生认真地记录下实验步骤和注意事项,到了自己动手操作的环节,学生取来高锰酸钾,按照教师的指导将其放入试管,并轻轻摇晃试管,确保试剂均匀分布。装完药品后,学生开始按照“先下后上、从左到右”的顺序组装器材,并在试管口塞上棉花,以防止高锰酸钾粉末进入导管。一切准备就绪后,学生点燃酒精灯,先对试管进行预热,然后集中加热高锰酸钾所在的部位,随着酒精灯的加热,试管内的高锰酸钾开始分解,产生氧气。学生观察试管口冒出的气泡,记录下实验现象。在整个实验过程中,学生不时地调整火焰的大小和位置,以确保加热均匀。他们时而思考,时而低声交流,时而动手调整器材。教师也始终在学生身边巡回指导,及时纠正学生的错误操作,并解答学生的问题。教师鼓励学生大胆尝试、勇于创新,让学生在实验中不断发现问题、解决问题。“现在,我们要收集气体了。”教师指导学生使用排水法或向上排空气法收集氧气。学生根据教师的指导,选择合适的收集方法,并小心翼翼地收集产生的氧气(如图2、表1)。
整个实验过程中,学生不仅掌握了制取氧气的原理和方法,还培养了实践能力和科学精神。学生学会了如何观察实验现象、记录实验数据、分析实验结果,也学会了如何与同伴合作、如何解决问题。这次实验不仅让学生对化学产生了更浓厚的兴趣,还让学生更加坚定了探索科学奥秘的决心。实验结束后,学生纷纷展示自己的实验成果,并分享实验过程中的体会和收获。
(二)加强课堂互动,促进学生思考
课堂互动是提高教学效果的重要途径,不仅能够激发学生的学习兴趣,还能帮助学生深入理解知识。在“制取氧气”实验结束后,教师精心设计了一系列互动环节,引导学生积极参与,共同探索科学的奥秘。
教师:同学们,通过刚刚制取氧气的实验,相信大家都对这个实验的过程有了初步的了解,但是,科学实验不仅仅是动手做,更需要大家深入思考和总结。今天,我希望大家能更深入地探讨这个实验,思考其中的每一个细节。现在,请大家积极发言,我们一起解答疑惑,共同进步。
首先,大家来讨论一个关键的操作问题:我们用排水法收集氧气完毕后,为什么需要先把导管移出水面,再熄灭酒精灯呢?
学生A:因为如果先熄灭酒精灯,试管内的温度会降低,导致气体收缩,水槽中的水可能会被倒吸入试管内,从而导致试管炸裂。
教师(点头表示赞同,并追问):很好,解释得很到位。那么,假如我们真的不小心先熄灭了酒精灯,会出现什么后果呢?
学生A(稍作思考后):如果先熄灭酒精灯,试管内的温度下降,气压减小,水槽中的水会倒吸进入试管,不仅可能导致试管炸裂,还可能烫伤实验者。
教师:接下来,大家再来探讨一个实验细节,当我们选择用排水法收集氧气,导管口开始有气泡放出时,为什么不宜立即收集?
学生B:因为一开始冒出的气泡主要是试管内的空气,不是我们要收集的氧气,如果这时候就收集,会导致收集到的氧气不纯。
教师(点头表示肯定,并追问):那么,我们应该怎么做才能确保收集到的氧气是纯净的呢?
学生B:我们应该等气泡连续均匀地冒出时再开始收集,这样收集到的氧气就会比较纯净。
教师(对学生的回答表示满意,并继续引导):没错,这就涉及实验操作的技巧了。那么,除了刚刚提到的这些,大家认为在实验中还有哪些需要注意的事项呢?
学生C:试管口要略微向下倾斜,这样可以防止试管口冷凝水回流,避免试管炸裂。
学生D:导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞,这样可以确保产生的气体顺利排出。
学生E:试管口要塞一团棉花,这样可以防止高锰酸钾粉末进入导气管,避免污染制取的气体和水槽中的水。
教师:大家说得都很好,这些都是大家在实验中需要注意的细节。通过今天的讨论,我相信大家对制取氧气的实验有了更深入的理解,希望大家能够在以后的实验中更加细心、认真,做到每一步操作都准确无误。
通过这样的课堂互动,学生不仅巩固了所学知识,还提高了自己的思考能力和表达能力。学生纷纷表示,这样的教学方式让他们更加喜欢化学这门学科,也更加期待下一次的实验和探索。
三、结合工业制法,拓宽学生的视野
在化学实验室里通过化学反应来制取氧气的方法,只是氧气获取方式的一小部分,实际上,在工业领域,大规模生产氧气的方法同样重要。为了让学生更加全面地了解氧气的制取过程,教师引入了氧气的工业制法,特别是分离液态空气法这种独特且高效的方法。分离液态空气法是一种基于空气中氧气和氮气沸点不同的物理方法。教师详细阐述了分离液态空气法制取氧气的基本原理,空气中大约含有21%的氧气和78%的氮气,以及其他一些稀有气体和杂质,这些气体在标准大气压下的沸点各不相同,其中氮气的沸点为-196℃,而氧气的沸点为-183℃,正是这种沸点差异为分离液态空气法提供了理论基础。当空气被降到足够低的温度时,其中的气体成分会开始液化,而由于沸点不同,它们液化的顺序也会有所不同。在工业上,通过将空气降温到-200℃以下,大部分气体成分液化为液态空气,虽然这个过程需要消耗大量的能量,但一旦液态空气形成,就可以通过升温的方式将氧气和氮气分离出来。当液态空气被逐渐升温时,沸点较低的氮气会首先蒸发出来,而沸点较高的氧气则仍然保持液态。通过控制升温的速度和温度,可以精确地分离出氧气。当温度升至-196℃时,氮气几乎完全蒸发,而剩下的就是液态氧气,继续升温,液态氧气会逐渐蒸发为气态氧气,从而得到高纯度的氧气产品。
与实验室中的化学方法相比,分离液态空气法具有许多优点:(1)该方法是一种物理方法,不涉及化学反应,因此不会产生任何有害的副产物,这不仅保证了产品的纯度,还减少了对环境的污染。(2)空气中氧气的含量非常丰富,这种方法可以大规模、低成本地生产氧气。(3)该方法可以同时得到高纯度的氮气和其他稀有气体,具有很高的经济效益。然而,分离液态空气法也存在一些局限性:首先,该方法需要消耗大量的能量来降温和升温,这增加了生产成本,也对环境造成了一定的影响。其次,由于空气中氧气的含量是固定的,因此这种方法的生产能力也受到限制。此外,分离液态空气法需要复杂的设备和精密的操作技术,对工人的技能要求较高。通过介绍分离液态空气法制取氧气的基本原理和流程(见图3),学生不仅更加深入地了解了氧气的工业制法,还通过与实验室制法的对比,认识到了不同制取方法的优缺点和适用范围。这种跨学科的整合教学不仅有助于提升学生的综合素质,还能激发学生的学习兴趣和探究欲望。
四、优化作业设计,减轻学生负担
在“双减”政策的指引下,教师的目光纷纷转向如何更为合理地设计学生的作业,以减轻学生的学业压力,同时确保学生的学习效果和身心健康。对九年级化学教师来说,如何在保证学生掌握基本化学知识的基础上,激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新精神,成为一项重要的课题。在“制取氧气”这一章节的教学中,教师在作业设计中鼓励学生写出实验室制取氧气的三种方法及其对应的化学方程式,这一作业旨在帮助学生回顾课堂上学到的知识,加深对制取氧气实验原理的理解。同时,学生需要简述实验室制取氧气的操作步骤及注意事项,这样可以确保在将来的实际操作中更加规范和安全。然而,仅仅依靠基础性作业不能满足学生全面发展的需求。在拓展性作业的设计上,教师鼓励学生发挥创新精神和实验探究能力,让学生设计一个制取氧气的实验方案,并尝试使用不同的实验方法和思路。这样的作业可以让学生在实践中不断尝试、不断总结,从而培养学生的创新思维和解决问题的能力。此外,教师鼓励学生探究不同催化剂对制取氧气反应速率的影响,这不仅可以使学生深入了解催化剂的作用与原理,还能促进学生对化学反应速率的理解。为了进一步激发学生的学习兴趣和积极性,教师还设计了挑战性作业。这一作业要求学生查阅相关资料,了解氧气在日常生活和工业生产中的应用,拓宽自己的知识面。同时,学生还需要尝试利用家庭常见物品制取氧气,并拍摄实验过程分享给同学们。这样的作业可以让学生在实际操作中领略化学的魅力,提高学生的实验操作和团队协作能力,通过分享自己的实验成果,学生还可以从他人的作品中学习到新的知识和方法,促进彼此之间的交流和进步。在安排作业量时,教师充分考虑了学生的实际情况和个体差异,基础性作业被设计为每个学生都需要完成的课后巩固练习,以确保学生对基本知识的掌握。而拓展性作业和挑战性作业则可以作为选做内容,供有兴趣和能力的学生选择完成,这样既保证了作业的普适性,又兼顾了不同学生的需求和发展潜力。最后,教师还关注学生的作业完成情况和学习进度。教师会及时查看学生的作业,并给予指导和帮助。对于在作业中遇到困难的学生,教师会耐心解答学生的疑问,帮助学生解决问题。教师也会根据学生的作业情况调整教学进度和策略,以确保每个学生都能够有效地完成作业并取得良好的学习效果。
在“双减”政策下,初中化学教学正在经历一场深刻的变革,教师通过精炼教学内容,可以使化学知识点更加系统化、条理化,减轻了学生的记忆负担。同时,教师创新教学方法,如小组讨论、实验探究等,可以让化学课堂更加生动有趣,一定程度上激发了学生的学习兴趣。在作业设计上,教师也进行了优化,通过设计多样化作业,让学生在完成作业的过程中既巩固了知识,又培养了思维能力。这种教学模式的转变,不仅减轻了学生的学业压力,还促进了学生综合素质的全面发展。在今后的实践过程中,教师需要不断总结经验,探索更有效的教学方法,寻求到最适合学生的教学模式,让学生在轻松、愉快的氛围中掌握化学知识。
(作者单位:咸阳市实验中学)
编辑:陈鲜艳
新课程·上旬2024年14期