初中化學實驗教學的實踐
時間:2022-10-27 10:21:27
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摘要:我國因化學?;范鴮е碌陌踩鹿暑l頻發生,給人們的生命財產安全帶來了極大的威脅.面對此種局面我國制定了多項解決和預防措施,除了嚴格控制市場上的?;飞a使用和儲存等方面,也在積極強化校園化學實驗教學中?;钒踩逃绕涫浅踔须A段.初中生對化學學科的了解不夠深入,卻又有著極大的好奇心和一定的動手能力,一旦學生在實驗課堂上沒能夠按照教師的指導和步驟進行實驗就很可能造成實驗事故,危及自身和他人.基于此,本文將圍繞初中化學實驗教學中?;钒踩逃椒ǚ矫嬲归_探討,僅供參考.
關鍵詞:危化品;安全教育;初中化學
化學對于大多數初中生來講都是一門較難攻克的課程,雖然在教育改革后我國絕大部分初中學校都加設了化學實驗課程,彌補了以往重理論輕實踐的教學弊端,但同時也增大了?;钒踩逃凸芾矸矫娴膲毫Γ鳛榛瘜W教師,教師不僅要教導學生教材上的知識內容,同時也要肩負起?;钒踩逃闹厝危壳皝砜次覈蠖鄶党踔谢瘜W實驗課堂上都很少會發生安全事故,但不可否認的是此方面依然存在一些問題,今后教師們還應繼續對此方面進行優化,徹底解決此方面隱患.
1開展初中化學實驗?;钒踩逃囊饬x
1.1強化實驗教學
大多數領域的發展都離不開理科知識,而實驗教學又是開展理科教學的重要手段,學生們只有在不斷的親身實驗過程中才能夠越來越理解那些知識點,也才能越來越具備實踐動手能力,同時增強自身創新意識和解決問題的能力等方面.?;饭倘豢膳?,但其不應成為化學實驗教學路上的“攔路虎”,如有些地區的初中學校為了安全而不配置、不使用危化品進行常規教學,而是以黑板、課件等形式代替,或是單獨由教師一人進行演示實驗,卻不給學生動手實踐的機會,這樣做固然可以在一定程度上確保安全,但卻與化學學科的課程標準和教育目標嚴重不符.
1.2保證師生安全
近年來學校安全教育備受社會各界的關注.以往學校方面通常只是圍繞著暑假不去河邊海邊玩耍、出行要跟父母老師報備等方面進行,卻鮮少加大關于危化品方面的教育力度.在學校內對危化品進行有效管控除了可以始終確保化學實驗課程不會被貽誤外,更重要的是此舉能夠有效確保師生的人身安全.?;窂倪x擇到購買再到運輸和使用,甚至是銷毀都應嚴格遵守相關規定,任何環節都不容有失,尤其是使用階段,這個階段是所有參與本次實驗的教師和學生最為集中的時候,一旦發生爆炸或是其他情況很可能殃及到其他學生,造成更大范圍的教學安全事故.
1.3確保和諧穩定
對于人們來說任何一件危化品出現問題都可能會帶來難以承受的后果,雖然初中所學的化學知識有限,能夠接觸到的?;窡o論是數量,還是品種都相對較少,可當對?;分跎俚膶W生面對它時,它就像一個定時炸彈.除了存在校園隱患外也有可能給社會上帶來麻煩,如有些學生對?;返耐κ趾闷?,總想嘗試一下,但在教師的管控下難以實施自己心中的“實驗”,其很有可能會將?;窂膶W校內偷盜出來.這樣一來無論學生有沒有在校外進行實驗都是非常嚴重的一件事情,因為即使學生最終沒有勇氣試,也不會像專業人士一樣對?;愤M行保管,很可能隨手扔在街上或是垃圾桶里.如果被非法分子拾到拿來做非法之事,或是被不知情的人接觸到而傷了自己,無論哪種情況都不容小視.
2初中化學實驗教學中安全教育方面存在的問題
根據對已經出現過的事故進行調查分析可以知道導致發生事故的原因有很多,如學生的不規范操作、?;反娣欧绞讲划攲е滦孤┑龋瑫r這也反映出一些學校在化學危化品安全教育存在的問題,具體如下:一是學校內缺乏一套完整的?;饭芾頇C制,很多教師在領取和歸還實驗物品時沒能做到及時登錄信息,自覺性不強,且校內未指定專人負責實驗物品的管理工作,導致出現問題后相互推諉;二是部分教師有時會委派課代表將實驗物品送回到管理處,或是為了避免麻煩直接將實驗物品帶回到辦公室,以便下節課繼續使用,若該物品屬于危化品而學生又對其不夠了解,很有可能在送回管理處的途中發生意外.或是在辦公室的實驗物品被學生攜帶出校外,從而帶來安全隱患;三是一般來講實驗課的課程安全都相對緊張,在有限的時間里教師往往將重點都放在了如何帶領學生做實驗和講解實驗知識、技能等方面,卻忽略了安全教育的普及工作,使得很多學生對危化品知之甚少,無論是在實驗過程中還是生活中都不能夠提高警惕.
3初中化學實驗教學中?;钒踩逃椒?
3.1做好安全教育工作
學校安全教育應滲透到方方面面,尤其對于初中生來說,這個階段的學生正處于叛逆期,對很多事物充滿了好奇心和強烈的探索欲望,同時其又具備一定的實踐能力,如果沒能及時準確地對其進行教育和指導,很容易走上歪路,甚至發生違反校規、違反法律法規、傷人傷己的情況出現.化學危化品實驗也是安全教育環節中的一個重要分支,教師應讓學生明白,在有關危化品的實驗中不能存在僥幸心理,而是要對其有一種敬畏之心.平時開展?;钒踩逃蛟S會顯得有些突兀,化學教師可以利用化學實驗課的課堂導入環節來進行此方面教育,如在網絡中下載一些由化學危化品引起的安全事故,再將引起事故的?;穲D片展示給學生看,然后向學生們解釋為何會出現此種情況,并要學生從今天開始必須嚴格按照操作規范來進行化學實驗.或許社會上的事情對于初中生來說有些遙遠,但當其看到真正有學生因此而受到傷害,想必內心的震撼會更大,此時也是教師普及化學安全教育的最佳時機.
3.2對?;愤M行全方位管控
一般情況下只要做好管控工作,就可以大大減少?;钒l生事故的概率.對于初中學校來講若要對此方面進行嚴格管控可以從如下幾個方面入手:一是完善管理機制,指定專人對?;愤M行預采購、保存、管理、登記等工作,最好能夠實現雙人制,互相監督;二是需要選擇信譽良好的廠家合作,并且必須完全符合政府要求,這樣一來可以確保進入校園的危化品從出廠到運輸再到入校這整個過程的規范性;三是危化品的管理工作至關重要,除了要做好出入登記外,管理人員還應針對不同的?;愤M行分類存放,如大多數危化品都不喜潮、怕曬,或是有些?;肪哂斜ā⒏g等特征,因此儲存室要配備一些通風設備,制備溫度計,再采購一些應急處理器材,如滅火器和河沙等;四是有條件的學??梢詾閭}儲室安裝監控,如果發生失竊或是事故時有據可循,也可以安裝報警系統,這樣一來一旦有事故發生人們就可以在第一時間收到警報,并立即采取措施,減少損失;五是嚴格控制?;返某鼋韬蜌w還,無論是出借還是歸還都應在雙人簽字確認的情況下進行,對于教師私自領取或是短暫使用后不歸還的情況要堅決抵制.
3.3利用課堂互動增強學生的參與積極性
大多數學生對新奇的化學實驗都有很強的興趣,然而一旦需要進行一些有危險的實驗時很多學生都會有一些退縮情緒,尤其是膽子小的女學生.此時教師可以幫助學生組建不同的學習小組,小組學習不但能夠有效促進課堂氣氛,還能夠在實驗過程中提升學生們的團隊意識和協作能力,符合素質教育的要求.在進行實驗分組時教師可以將男女生進行混合,男學生通常膽子較大,敢于動手,在看到男同學成功完成實驗后可以減少女學生的畏懼心理.另外,也可以重點突出一下課堂互動環節,如開展滅火實驗時教師可以先讓學生們提出自己知道的滅火方法.以蠟燭滅火為例,由學生自發講解自己的方法,并將該方法的優勢和缺點進行歸納總結,在現有條件下讓學生們自己動手實踐,在自己的想法得到實踐后通常會增加學生們的自信心,也會讓學生有強烈的成就感,從而增加對后續實驗的參與熱情.發言不受限制,可以代表自己也可以代表整個小組,小組其他成員有其他方法也可以提出來,由教師和學生們共同探討,這對于危化品實驗安全教育的順利開展是至關重要的一個階段.
3.4強化學生對?;返膽兲幚砟芰?
初中化學實驗種類眾多,其中有很多實驗需要應用到一些危險性物品,最常見的是酒精,雖然其危險系數并不高,但一旦發生安全事故肯定會在實驗室內造成恐慌.而教師即使反復強調操作要點也難以完全避免不會發生意外,因此除了理論上的安全教育外也要著手培養學生處理突發事故的能力.如若在實驗過程中有學生不小心打翻酒精燈造成爆燃現象,此時教師不要一味指責學生,或是快步上前自己將事故解決,而要迅速安撫學生情緒后教師可以嘗試指導學生自己來處理該情況,如讓學生找來抹布,并將其弄濕,然后勇敢地將其蓋在火苗上.在處理完后再將原理告訴給學生,同時指出此次事件發生的原因,告誡所有學生不要再發生類似情況,如果真的發生也可以采取同樣的方式進行處理.再如在進行酸實驗時教師可以帶領學生模擬被酸灼傷后的處理情景,被灼傷后要立刻以水進行沖洗,沖洗時間要稍長一些,然后再用3%左右的碳酸氫鈉溶液進行洗滌,若情況不嚴重這些措施即可,若嚴重在完成這些緊急處理后需要到醫院再進行醫學處理.進行此類實驗訓練不但可以豐富課本中缺少的?;分R,還可以強化學生對安全事故的處理能力,以免在發生事故后緊張失措,錯過最佳處理時間.
3.5幫助學生形成正確的?;氛J知體系
在大多數人眼中化學品具有極強的危險指數,人們對其有更大的抵觸情緒,因為有些事故奪走了很多寶貴的生命.同時化學品也會對環境造成污染,部分人認為這對于我國實現可持續發展、保護和恢復環境等發展目標也是一種阻礙.之所以會出現此種情況是因為人們對化學存在偏見,其往往只看到了化學帶來的負面影響,卻忘記了化學也為推動社會發展做出了很大的貢獻.綜上所述,讓學生們對危化品有更多的了解不僅符合教學目標要求,更重要的是能夠更大限度地保證化學實驗課堂的安全性,避免或減少安全事故的發生.但是在開展安全教育的同時也要對學生進行正確引導,讓學生們了解到雖然化學危化品有一定的危險性,但若使用得當就能夠為人類和社會帶來很大的幫助.在實驗課堂上教師可以采用幾個經典實驗來印證此方面,使學生們對其產生敬畏之心,而非單純的畏懼之心.
作者:謝亞婷 單位:福建省廈門海滄實驗中學
初中化學實驗教學篇2
《義務教育化學課程標準(2011年版)》在實施建議中提出:“加強化學實驗教學……條件有限的學校,可采取演示實驗或利用替代品進行實驗,鼓勵開展微型實驗、家庭小實驗等?!保?]為此,筆者利用實驗室、醫藥研究、食品等行業常用的塑料滴管自制微型實驗教具,對初中化學教材中的部分實驗進行改進或重新設計,大大拓展了塑料滴管的用途,教學效果顯著。筆者現將該塑料滴管的多功能設計介紹如下。
1塑料滴管
塑料滴管(圖1)是一種用于吸取或滴加少量液體試劑的儀器,由PE(聚氯乙烯)或TPE(聚烯烴熱塑彈性體)材料制成,密度小,易加工,材質穩定,可以連續使用多年。與普通玻璃滴管相比,塑料滴管具有不易老化、不易破損、帶有刻度、規格多樣(常用規格:1mL、2mL、3mL、5mL和10mL)、試劑用量少、安全性高、使用方便和經濟實惠(網購為6~7分錢一支)的優點,有利于開展實驗教學,尤其適用于學生分組實驗、課外興趣小組探究活動及教育裝備條件相對薄弱的農村學校或地區。
2塑料滴管的多功能設計
2.1輔助用品及自制用品
(1)輔助用品:醫用輸液軟管(圖2)、毛細滴管(圖3)。(2)自制用品:“密封帽”“藥匙”和“滴管架”。①自制“密封帽”(圖4):將一小段輸液軟管的一端放在酒精燈火焰上灼燒至變軟,用鑷子輕捏一下,即實現完全封閉,再將其套在塑料滴管的尖嘴管上,即可起到密封作用。②自制“藥匙”(圖5):斜剪掉尖嘴管、一小段刻度管及球肚的2/5,使之成為兩端開口的“藥匙”(圖5-a)。說明:在用大口的一端盛取粉末狀(或顆粒狀)藥品后,能使藥品沿小口一端滑出而送入容器(圖5-b)。③自制“滴管架”(圖6):由于普通試管架的架孔較大,滴管放置其中晃動不穩,所以需要自制適宜的支架。取一塊長約30cm、寬約10cm、厚約3cm的泡沫板,根據滴管球肚的直徑在其上挖出10~12個圓孔,用于放置和固定滴管。
2.2塑料滴管的設計功能
(1)儲存試劑。①儲存液體。用塑料滴管吸取一定量的液體藥品后倒置,擦去殘留在尖嘴口的藥液,套上自制“密封帽”(圖7),貼上標簽,置于自制“滴管架”的孔內。此時,滴管兼具儲存和滴加液體的雙重功能。②儲存固體。將塑料滴管沿刻度管和尖嘴管的連接處剪開,用自制“藥匙”取適量固體送入滴管,套上尖嘴管和“密封帽”(圖8),貼上標簽,置于自制“滴管架”的孔內。(2)制成微型反應容器。將塑料滴管剪掉尖嘴管制成反應容器,可用于初中化學教材部分實驗的改進或重新設計。具體為:①代替小試管。去掉尖嘴管的滴管可代替小試管,在其中進行微型實驗。若涉及揮發性藥品,可套上自制“密封帽”防止污染。②制成固液常溫型微型氣體發生器??煞譃橐韵聨追N情況。一是簡易氣體發生器。在剪掉尖嘴管的滴管上套一段輸液軟管作為導氣管,用凡士林密封連接處,可作為氫氣、氧氣(雙氧水與二氧化錳反應)、二氧化碳等固液常溫型簡易氣體發生裝置(圖9)。二是可控氣體發生器。用酒精燈加熱過的鑷子在滴管底部燙一些小孔(圖10-a),小孔上方放置固體藥品,再另剪一個滴管球肚,裝入液體藥品,套在放置固體的容器下面(圖10-b)。實驗時,通過拇指和食指擠壓(圖10-c)和放松(圖10-d)盛液體的球肚外壁,即可借由液體的上升、下降而使固體和液體接觸、脫離,從而控制反應的發生和停止。三是模擬啟普發生器。將毛細滴管的球肚剪掉1/4,置于尖嘴管中(圖11-a),模擬“球形漏斗”(用凡士林密封連接處);在滴管球肚與刻度管連接處燙一圓孔,插入尖嘴管(圖11-b),用塑料膠粘牢;接上輸液軟管作為導管,再裝上流速調節器作為“止水夾”,模擬“帶活塞的導管”;放置裝固體的帶孔球肚及裝液體的球肚,可模擬“葫蘆形容器”(圖11)。實驗時,打開“止水夾”,液體流下接觸固體反應生成氣體;實驗結束時,關閉“止水夾”,內壓增大,液體回流至“球形漏斗”,固液分離,反應停止。此設計原理與啟普發生器的工作原理一致,能深化學生對其原理的感性認識,增進理解。
3多功能塑料滴管教學應用示例
3.1課內教材實驗
(1)銨態氮肥的檢驗。實驗原理:NH4++OH-=NH3↑+H2O。實驗過程:用自制“藥匙”將少量NH4Cl和Ca(OH)2粉末的混合物裝入滴管內,給尖嘴管口套上“密封帽”,防止生成氨氣逸散于空氣中;用拇指和食指揉搓藥品所在部位外壁片刻(圖12),取下“密封帽”,在容器口扇聞氣體,有刺激性氨味;再將蘸有酚酞試液的棉簽(或濕潤的紅色石蕊試紙)置于容器口,棉簽變紅(或試紙變藍),說明產生的氣體是氨氣,證明原化肥含有NH4+。實驗優點:與教材的在研缽中研磨混合物的方式相比,該設計減少污染、節約藥品。(2)二氧化碳的制取與性質。實驗原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。實驗過程:使用模擬啟普發生器裝置,首先檢查裝置的氣密性,關閉“止水夾”,向“球形漏斗”中注水,液面不下降,則氣密性良好;然后用自制“藥匙”向球肚中加入少量石灰石,插好“球形漏斗”,導管伸入盛有少量澄清石灰水或石蕊溶液的試管中(或進行其他有關性質實驗);打開“止水夾”,沿“球形漏斗”加入稀鹽酸,觀察到石灰石表面產生大量氣泡,石灰水變渾濁(或石蕊溶液變紅),反應片刻,關閉“止水夾”,反應停止。實驗優點:該設計融氣體制取及性質探究于一體,彌補了氣體制備和性質實驗不連續的缺陷。
3.2課外興趣實驗
(1)空中生煙。實驗原理:NH3+HCl=NH4Cl。實驗過程:把滴管球肚一截兩段,將其中的一段用略大于其直徑的筆帽撐大一圈后,再倒套回原球肚斷口,作為“密封帽”(圖13中的a處);將蘸有濃氨水和濃鹽酸的棉簽分別裝入經此法處理后的兩支滴管中,并用一段輸液管相連(圖13);實驗時,打開一側的“密封帽”,捏另一側滴管球肚,觀察到打開的容器口處逸出白煙(圖14)。(2)迷你火箭。實驗原理:氫氣和氧氣的混合物點燃后放出大量的熱,化學反應式為2H2+O2=====點燃2H2O。實驗過程:將滴管剪去尖嘴管,剩余部分作為“迷你火箭”;先用簡易裝置制備少量氫氣,并用排水法(便于控制氣體的混合比例)將氫氣通入“火箭”;再通入用雙氧水制備的少量氧氣(兩者按體積比約為2∶1混合);將裝有混合氣體的“火箭”套在電子脈沖點火器上引燃,隨即聽到強烈的爆鳴聲,管口冒出5~6cm長的火焰,在巨大能量驅動下,“迷你火箭”迅速射向空中。
4實驗器材收納盒的自制及說明
(1)該教具是零散小件,可動手自制收納盒,分類存放器材,方便取用。該收納盒可用生活中的廢舊品——葡萄酒包裝盒改造而成,包括上盒體和下盒體,用于存放基本實驗用品和“滴管架”,具有收納和演示的雙重功能(圖15)。(2)在實驗演示時,只要打開收納盒,就可在下盒體中放置的“滴管架”上直接操作。(3)整個收納盒小巧輕便、結構簡單、設計合理,盒外設有提手,便于攜帶,非常適合實驗教學演示或學生自己單獨動手實驗時使用。
5自制多功能塑料滴管的優點
(1)該套實驗教具制作簡單(只需用剪刀進行剪裁),師生均可親自動手自制。(2)具有使用方便、現象明顯、節省藥品、安全實用、經濟實惠、便于推廣等優點,為學校全面有效地開展實驗教學提供了便利條件。(3)具有“一器多用”的功能,特別適合于學生開展探究活動,為學生創造了動手動腦的直接體驗機會,真正實現了“小材大用”。(4)該教具是對設備條件薄弱學校實驗資源的有益補充,并為學校課后組織體驗性與實踐性相融合的活動提供了便利條件。
作者:王乾川 單位:南京中醫藥大學第一臨床醫學院
初中化學實驗教學篇3
化學雖然屬于專業的科學范疇,但是卻包含很多生活中的小常識和自然現象,實用性非常強,特別是初中階段的化學教學內容,與我們的日常生活有非常密切的關系。但是在傳統的化學教學模式下,教師往往在課堂上更加注重對學生進行化學知識點的灌輸,課堂教學氛圍也比較枯燥,在這樣的教學模式很難激發學生的興趣,而且會由于化學知識體系的復雜性對學習化學失去信心。趣味化學實驗的教學模式是在新課標的教學理念下,基于學生的興趣開發出來的一種高效的教學方法,以激發學生的興趣為主,使學生在課堂上能在興趣的激發下學習的主動性得到提升,并且通過實踐深刻掌握教學知識。
1.初中化學教學中存在的問題分析
(1)教學方法有待創新初中階段學生是在初三才開始接觸化學的,初三的學生都面臨著巨大的升學壓力,而化學作為中考的重要科目,在總體的考試成績中占很大的比例。在這樣的情況下大多數教師在教學中通常都是以考試為核心開展教學的,而學生也更愿意以考試為導向進行學習。在這樣的教學理念下,課堂上教師為了提高教學效率,大都忽視了對學生進行引導,課堂的教學模式主要是教師講授,學生被動接受,在課后根據教師強調的重難點進行練習和復習。化學教學中通常都會有很多的演示實驗,教師也是省略演示的過程直接在課堂上講解實驗,并且讓學生記住實驗中的主要步驟和現象。這樣的教學模式下學生的考試成績雖然能提升很快,但是忽視了對學生能力的培養,而且不容易激發學生學習化學的積極性,基本上都是為了應付考試才學習化學,不利于學生未來的發展。(2)教師的教學理念有待提高在應試教育的影響下,許多教師在化學教學中仍然采用的是講授式的教學方式。這樣的教學模式顯然已經不能適應現代社會對人才的需求?;瘜W作為科學范疇中的教學科目,對學生科學素養的培養以及通過化學解決生活中的實際問題有很大的幫助。但是在教師傳統的教學理念下往往只重視對學生重要知識點的灌輸,學生并沒有掌握化學知識的本質,化學思維能力和實踐創新能力也無法得到提升,對學生未來的發展是極為不利的。因此為了提高初中化學教學的有效性,教師的教學理念首先要改變和提高,以培養學生的化學核心素養為重要目標,將趣味化學實驗教學模式充分應用到化學教學中,激發學生學習興趣的同時促進化學教學質量的提升。(3)化學教學設施有待完善化學是一門科學實驗課程,實驗對學生掌握化學知識和提高化學實踐能力非常重要。但是當前我國的很多學生在化學基礎設施方面還不太完善,很多實驗都無法完成,使化學教學受到很大的阻礙,而且也在很大程度上影響了學生學習的積極性。因此學校應該加強對化學實驗的重視,不斷完善化學實驗教學設施,使化學實驗教學能順利開展?;瘜W課堂的有效教學離不開各種實驗設備,為了提高教學的有效性,學校要完善教學設施,只有這樣才能更好地發揮化學趣味化實驗教學在初中化學教學中的優勢,為學生提供更加全面并且趣味性更強的化學教學課堂,有效激發學生學習化學的積極性。
2.初中化學趣味化學實驗教學模式實施的策略
(1)結合實際生活趣味素材,激發學生的興趣
初中階段的化學教學內容主要以基礎的化學知識為主,而且大多數內容都與學生的實際生活有很大的關系。教師在課堂上利用趣味化學實驗的教學模式時,要深入挖掘教學的內容,將教學內容與學生的實際生活結合起來,在教學中引入趣味性的生活素材的內容,讓學生在熟悉的生活內容體會到親切感,并調動他們對化學課堂的熱情。在化學課堂上通過引入生活化的趣味實驗素材不僅使課堂教學充滿趣味性和生活化,而且還能有效激發他們的學習興趣,使他們能對化學知識進行主動思考和探索?;瘜W課程是初中生科學教育的重要內容,在課堂教學中教師一定要加強對生活趣味素材的引進,讓學生在學習的過程中真正感受到化學與人們生活的密切關系,并且通過化學的學習能解釋生活中的很多現象,還可以利用化學知識為生活增加趣味,讓學生的學習興趣更加濃厚。例如,教師可以在化學課堂上引入“魔棒點燈”的實驗讓學生深刻掌握相關的化學知識。在實驗中教師用將少許的高錳酸鉀晶體放置在玻璃器皿上,在高錳酸鉀上滴一點濃硫酸然后用玻璃棒蘸取試劑,再用玻璃棒接觸酒精燈的燈芯,通常這個時候酒精燈會被點燃。教師在引入這個實驗后學生往往都會非常好奇,因為這個顛覆了我國在日常生活中點火需要火柴或者打火機的認知這個時候教師可以引導學生思考在這個實驗中包含哪些化學知識,引導學生從化學反應的角度以及達到著火點基本條件的教學進行分析,高錳酸鉀和硫酸發生反應會產生大量的氧氣和水,而硫酸與水反應又會釋放出大量的熱,酒精蒸氣在放出的熱的作用下會達到著火點,并且在氧氣的助燃下就會出現燃燒。通過這個演示實驗不僅讓學生掌握了高錳酸鉀和硫酸的化學性質,同時還掌握了燃燒條件的問題,而且實驗教學更容易激發學生的興趣,提高學生學習的效果。
(2)在演示實驗中設置問題,引導學生在思考中突破教學難點
在初中的化學教學中,很多內容都是需要學生認真思考和探索,死記硬背的方法并不能真正掌握知識的本質。為了促進學生思考和主動積極探索,教師可以在課堂上利用趣味化學實驗的教學模式設置相關的問題,讓學生在觀看演示實驗的過程中思考問題。通常情況下這種趣味性的化學實驗都能很好地吸引學生的注意力和激發他們的興趣,在趣味實驗的教學模式下,學生對知識的掌握也會更加深刻。教師將課堂教學中的重難點知識融入演示實驗中,不僅能使學生掌握相關的知識,而且學生對知識地理解也會更加深刻能有效突破課堂教學的難點?;瘜W知識中有很多實驗,如果教師僅僅是根據教材的內容進行實驗的演示學生的印象并不是很深刻,而且對相關知識的理解往往也只是停留在表面。針對這個問題教師可以在化學課堂的演示實驗中設置相關的問題,引導學生進行主動思考和探索,每個環節中設置懸念,讓學生在趣味中利用所學知識進行推測,進而加深學生對演示實驗的印象,提高課堂教學的有效性。例如,教師可以在課堂上利用“密寫墨水”的實驗讓學生掌握碘的性質,并且讓學生在演示實驗中學會如何將不同的化學物品的性質應用到實際的生活中,對學生形成啟發。教師可以在課前準備好相應的實驗用具,用干凈的毛筆蘸取一定量的淀粉溶液,在吸水性比較好的紙上寫上“密信”晾干之后是看不到字的痕跡的,然后再使用棉花蘸取少量的碘酒在之前寫上“密信”的位置進行涂抹,就能顯示出來藍色的“密信”字跡。教師在演示實驗的過程中可以引導學生不斷思考,這個實驗使用的是什么化學原理,“碘遇到淀粉會呈現出藍色”這個性質可以應用到哪些方面,利用所學的化學知識,這個實驗是否還可以用其他的化學物品做出來,學生在思考的過程中其實也是學生知識整合以及將知識內化為自身能力的過程,對課堂教學重難點的突破有重要的意義。
(3)通過演示實驗突破學生創新思維的難點
創新能力的培養是在新的教學理念下非常重要的目標。化學教學知識雖然大都是基礎性化學知識,但是卻可以通過這些知識進行創新,也可以通過基礎知識培養學生的創新意識和創新能力。這就要求教師在教學中通過化學基礎知識在課堂上引導學生主動思考和分析,通過演示化學實驗啟發學生的思維能力,讓學生在演示實驗中掌握化學基礎知識的同時學會創新,能將知識很好地應用到實際生活中,利用化學知識解決生活中的實際問題,并且能將化學知識與其他學科交叉應用,提高自己的創新意識和能力,這對學生未來的發展有很大的促進作用。教師在教學中也一定要突破知識本身,引導學生對相關知識進行回憶,也可以跨學科讓學生將化學知識和其他學科知識交叉起來,提高學生的綜合能力。例如,在課堂上進行“高錳酸鉀制作氧氣”的實驗教學中,教師需要在課前做好充分的準備,在課堂上引導學生深入思考該實驗現象產生的原理以及過程,每一步實驗的流程為什么要這樣設置,如果將實驗的步驟調換一下實驗會發生什么樣的變化,每一步實驗步驟的設計有什么目的。通過這樣的方法引導學生主動思考,讓學生在思考中不僅掌握了相關教學的內容,而且能在思考中感受到科學實驗的嚴謹性,培養學生的科學思維和素養。在課堂基礎知識教學的基礎上,教師還可以引導學生進一步思考相關的化學原理和知識還可以應用在哪些方面,讓學生結合不同的制氧氣方法進行比較和分析,它們各自的優缺點以及在生活中的應用。引導學生在課堂上進行思考和討論,讓學生將相關的化學知識和生活實際結合起來。通過這種方式讓學生的化學學習不再只是停留在知識本身上,而是要有所突破、有所創新,提高學生的創新思維能力。
(4)通過小組活動增強課堂教學的趣味性
小組的教學活動是當前教學中常用的教學方法,對課堂教學趣味性的提高有很大的促進作用。在教學中教師可以組織化學興趣小組,讓學生以小組為單位進行化學知識的學習和擴展。對化學教材中提到的關于生活中的現象以及客觀情況無法在課堂上完成的內容就可以交給化學興趣小組,讓他們在生活中進行探索和實踐,教師鼓勵學生多思考、勤動手,通過相關的實驗驗證自己的想法。這種方式能很好地激發學生對化學的興趣,并且能在主動思考和探索中加深對相關知識的理解。學生在探索化學知識的過程中由于是生活中常見的現象,往往會具有濃厚的興趣。比如,在課堂上學習了溶液的酸堿度之后就可以讓小組對生活中的水進行酸堿度的測量,讓他們發揮自己的主觀能動性主動思考和研究測量的方法。不僅讓學生真正掌握了酸堿度的測量方法,同時通過學生主動動手實踐使學生的積極性有效提高了,加深了對相關化學知識的理解和認識。化學不能僅僅是課本知識的教學,而且要深入生活中對知識進行應用和實踐,只有這樣才能真正發揮化學知識的作用。提高課堂教學趣味性的同時讓化學學習變得更加高效。綜上所述,初中階段的化學課程對學生科學素養的培養以及學生科學知識的普及和創新能力的培養都有重要作用。教師在教學中一定要加強對化學教學的重視,將趣味性化學實驗教學模式引入課堂教學中,在課堂上以學生為主體,結合實際生活中的趣味性素材,在實驗中設置相關的問題引導學生并通過演示實驗突破教學的重難點知識,激發學生的創新思維能力,對學生科學素養的提升以及實踐能力和創新思維能力的培養有重要的意義。
作者:金子亮 單位:甘肅省蘭州市榆中縣金崖中學
初中化學實驗教學篇4
《義務教育化學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)指出:教師應在教學中高度重視和加強實驗教學,充分發揮實驗的教育功能。通過化學實驗激發學生化學學習興趣,創設生動活潑的學習情境,幫助學生掌握化學知識技能,引導學生學習科學方法,發展學生的科學思維和創新意識[1]。為提高實驗教學質量,我們需要精準把握學生特點,精心分析教材實驗,精確設計實驗教學,積極探索素養導向下的實驗教學策略與途徑。這不僅符合新課程改革的理念和要求,也是激發學生學習化學的興趣,提高學生核心素養,促進學生將化學知識應用于日常生活與社會實踐的重要舉措。筆者以人教版九年級《化學》教材部分實驗教學內容為例,對素養導向下初中化學實驗教學的實踐進行初步探索。
1在驗證實驗中培養學生的化學思維能力
在當前的初中化學實驗教學中,實驗目標不清晰、要求不明確、效果不明顯等問題仍然存在。例如,在“硫在氧氣中燃燒”的演示實驗過程中,部分學生往往只關注到明亮的藍紫色火焰,卻錯過了對其刺激性氣體產物的感官認知,從而難以領會并思考集氣瓶中預留少量水的作用,個別學生甚至連燃燒的可燃物——硫粉都不知曉,學生僅僅是看了個熱鬧,收效甚微。長此以往,必然使學生喪失僅有的一點學習化學的興趣,嚴重影響學生進一步學習。對此,教師應充分遵循《課程標準》的要求,研讀教材,深刻理解每一個實驗所承載的教學目的和功能,在化學實驗教學中不僅要讓學生掌握知識與技能,而且要能啟迪學生思維。有關氧氣助燃性實驗,人教版《化學》九年級上冊第二單元“課題2氧氣”中設置了圖1~圖4所示的一組實驗。首先,在該實驗的教學設計中,我們需充分理解這一組實驗的整體功能。圖1所示實驗提供了檢驗氧氣的方法。圖2~圖4所示實驗不僅要讓學生獲得硫和木炭在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈的知識,而且要引導學生以不完全歸納的思維方法得出氧氣具有助燃性的認識,從而能預測蠟燭、木材等其他可燃物在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈,形成對氧氣助燃性的規律性認識和應用,同時為“以帶火星的木條檢驗氧氣”提供依據。圖4所示實驗通過在空氣中不能燃燒的細鐵絲在氧氣中卻能劇烈燃燒的現象,幫助學生更深刻地理解和認識氧氣助燃性,同時,為后續第七單元“燃料極其利用”等相關知識的學習奠定基礎。其次,我們應了解這些實驗均負載的共同功能,即通過物質分別在空氣和氧氣中燃燒,培養學生對實驗現象的觀察與表述能力。再次,我們更要挖掘這些實驗的獨立功能。在教學中,教師要注重引導學生對各個實驗的相關問題進行思考與討論。例如,在圖2實驗中,為何硫粉取用不宜過多?集氣瓶為何需預留少量水?在圖3實驗中,木炭燃燒后產生的氣體是什么?如何證明?在圖4實驗中,為何要將細鐵絲繞成螺旋狀?下端系的火柴有何作用?為何要待火柴快燃盡時才將細鐵絲插入集氣瓶中?集氣瓶底部為何也要預留少量水?在以上實驗中,將可燃物自上而下伸入集氣瓶為何都要緩慢進行?實際上,除硫的燃燒實驗由教師演示完成外,其余實驗均可放手讓學生去完成,即使學生在實驗中有失誤,但他們在實驗中獲得的體會與思考,更有助于對上述問題的理解和思維能力的形成與提升。一方面,這些實驗基于其實驗操作的過程、細節及其他注意事項等,承載著對學生實驗基本操作技能、實驗安全及環保意識等方面素養的提升功能;另一方面,上述實驗提供的諸多問題情境,承載著對學生思維能力特別是逆向思維能力的培養功能。實際上,上述諸多問題都可借助逆向思維解決。例如,通過“木炭在氧氣中燃燒”實驗中木炭要緩慢伸入集氣瓶的原因就可引導學生反過來思考:若將紅熱的木炭迅速伸至瓶底,則會導致木炭劇烈燃燒,其放出的大量熱使集氣瓶中上部的氧氣膨脹逸出(圖5),這樣學生就容易得出答案:防止集氣瓶中上部來不及反應的氧氣過多逸出或使瓶中的氧氣充分反應。逆向思維對學生的化學知識學習與技巧運用都有著極為重要的意義。在解決初中化學問題時,逆向思維往往能解決一些正向思維方式不能解決的難題。在化學教學中應有目的地培養學生的逆向思維,引導學生打破固有的思維方法,大膽質疑,并結合正向思維進行分析、推導、論證,發現規律,解決問題[2]。
2在探究實驗中培養學生的證據推理能力
化學是一門以實驗為基礎的學科,科學探究是學習化學的“根”。教材介紹了探究性實驗的一般思路,提出問題—作出假設—進行實驗—觀察現象—得出結論是培養學生證據推理能力的有效途徑[3]。在探究性實驗教學中,探究結果固然重要,但探究過程更有助于培養學生的證據推理能力。筆者以教材第六單元二氧化碳的溶解性教學為例,對探究實驗中學生證據推理能力的培養進行闡述。[教師]二氧化碳是否溶于水呢?(演示:取一個裝滿二氧化碳的集氣瓶,加入少量水,振蕩)如此,大家能否看出二氧化碳是否溶于水呢?[學生]不能,因為沒有現象產生。[教師]如何用能觀察到現象的實驗證明二氧化碳是否溶于水呢?[教師]我請一位同學上講臺演示教材實驗6-4:如圖6所示,向一個收集滿二氧化碳氣體的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水,立即旋緊瓶蓋,振蕩,觀察現象并分析。[教師]大家觀察到了什么現象?說明了什么?[學生]軟塑料瓶變癟,這說明二氧化碳能溶于水。[教師]為何該實驗現象能得出二氧化碳溶于水的結論?請同學們思考并討論。[學生]密封的軟塑料瓶變癟,這說明瓶內氣壓減小。而引起瓶內氣壓減小的因素有兩個:一個是瓶內氣體溫度降低;另一個是瓶內氣體減少。而在實驗過程中我們感受到溫度基本沒有變化,因此,必然是二氧化碳溶于水引起的氣體減少,使瓶內氣壓減小而導致軟塑料瓶變癟的。[教師]解釋得很好!不過,剛才這位同學說的溫度降低和氣體減少會引起密閉容器內的壓強降低,部分同學還理解不透。請同學們聯系生活中的事例加以說明。[學生]喝豆奶時,如果塑料杯的豆奶用吸管吸完后,再吸空杯的話,塑料杯就變癟了。這說明杯內氣體減小,壓強降低。[學生]夏天為了喝冰一點的水,我曾經把半瓶礦泉水放進冰箱,后來取出來時結果發現礦泉水瓶也變癟了。這說明瓶內氣體溫度降低,壓強降低。[教師]相當不錯!該實驗就是利用軟塑料瓶來體現壓強的變化,進而推理出二氧化碳的溶解性。[教師]剛才我們利用軟塑料瓶的變癟實現了二氧化碳溶于水性質實驗的可視化。如果二氧化碳裝在無法形變的試管或集氣瓶中,那么,還有沒有辦法驗證二氧化碳的溶解性?[教師]提供二氧化碳(密封于試管中)、盛水的水槽。[學生]將盛二氧化碳的試管倒立于水槽中,在水下拔出膠塞,觀察試管內水面是否上升(圖7)。[教師]好!請你演示。[學生]觀察自己設計的實驗,不見試管內水面上升。[教師]難道二氧化碳又不溶于水了?[臺下學生]還要再輕輕搖動試管,讓氣體與水充分接觸。(臺上學生輕輕搖動試管,試管內水面上升。臺下學生熱烈鼓掌)[教師]同學們熱烈的掌聲已經說明了一切!在以上教學過程中,教師通過自己豐富的教學經驗和教學智慧引導學生進入自己的預設,通過層層提問,面向全體學生,引導學生以實驗和生活事例中的現象作為證據,較完整地推理出二氧化碳的溶解性結論,切實做到了在探究實驗中培養學生的證據推理能力。
3在設計實驗中培養學生的創新能力
設計性實驗是培養學生創新能力的重要途徑。在化學實驗的設計過程中,一方面要求學生具備創新精神、靈動性;另一方面要求學生必須考慮實驗的科學性。教師引導學生進行設計性實驗,既可以提高學生的創新能力,又可以提高學生動腦思考問題和動手解決問題的能力[4]。對教材實驗的創新設計,是培養學生創新能力的重要手段。筆者以第九單元課題1中“溶解時的吸熱或放熱現象”的部分教學片段為例加以闡述。[教師]現在我們知道了直接利用溫度計設計實驗去探究物質溶解的吸放熱問題,如果沒有溫度計,那有沒有其他辦法探究物質溶解時到底是吸熱還是放熱呢?[學生]可以用手摸溶解固體的燒杯外壁。[教師]如果兩種物質溶解都放熱,那么,如何比較哪個放熱更明顯呢?[教師]提示:當溫度改變時,在密閉系統中的氣體壓強會怎樣改變?[學生]溫度升高,氣體壓強增大,反之則減小。[教師]請同學們以小組為單位設計裝置,設計目標要能通過壓強變化產生的直觀現象分析物質溶解到底是吸熱還是放熱。請畫出裝置示意圖。[學生]經過討論思考后,學生畫出的裝置示意圖大致有4種(圖8~圖11)。[教師]同學們找一找設計的這些裝置有何共同特點?[學生]都是密閉系統,都能通過可觀察到的現象直觀反映壓強的變化,從而判斷物質溶解時是吸熱還是放熱……[教師]是的,這些設計都相當不錯。但畢竟還是有些不同,請同學們進一步對這些裝置進行分析評價。[學生]我對圖8和圖10裝置有質疑:即使物質溶解時沒有明顯溫度變化,加入的水擠占瓶內氣體空間也會導致瓶內氣體壓強增大,容易產生誤判。而圖9和圖11裝置則能避免這個問題。[學生](設計出圖8裝置)如果氣球膨脹的體積明顯大于加入的水的體積,那還是可以證明物質溶解時放熱引起的溫度升高。[教師]棒極了!同學們不僅注意到圖8和圖9的不同,還能根據這些差異提出各自的觀點。請問:按圖8和圖9裝置進行實驗,假若氣球都膨脹,氣球膨脹的原因是否有差異?[學生]圖9裝置氣球膨脹一定是由于溫度升高引起壓強增大而導致的,而圖8裝置氣球膨脹還有可能是由于固體和水接觸發生反應生成氣體使壓強增大而導致的。在掌握基礎實驗的前提下,教師要積極引導學生結合實際問題情境,充分利用所具備的學科知識進行創新性實驗設計,靈動把握實驗過程中的生成性資源和學生在交流爭論中的批判性思維,善于把控學生在交流甚至是爭論中思想火花的激烈碰撞,充分調動學生運用自評、他評、實驗探究等學習方式[5],促進學生創新能力的培養。同時,教師要注意在教學過程中,留給學生充分發揮的時間,擴展學生的思維空間,自主設計安排實驗。這樣就不但提升了學生的自主意識性和思維活躍度,也使其創新思維得到了開發[6]。學科核心素養的培養有助于構建化學學習的整體思維,有利于學生融會貫通,更好地提升學習化學的能力[7]。教師在教學中要真正落實對學生核心素養的培養。知識重要,獲取知識的過程更重要!
作者:吳雨平 單位:長沙市明德天心中學
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