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趣味化学实验在初中化学教学中的应用研究

2022-11-20辽宁省沈阳市第四十六中学申正华

亚太教育 2022年5期
关键词:二氧化碳趣味物质

辽宁省沈阳市第四十六中学 申正华

近年来,新课改的政策不断贯彻落实,为教师的思维设计指明了方向。化学课程旨在提升学生对物质发展规律的认知水平,使学生怀揣热情投身于化学能源建设中。由于化学元素的提取和调配过于复杂,且各种化学元素对客观世界发展有重要影响,学生更需要具有审慎思考的专业流程思维,培养多角度检验和对比分析的综合应用习惯,教师加大实验教学力度的目标也在于此。但实验教学绝不仅仅是让学生反复记忆实验的步骤,而是应该激发学生主动实验的主观能动性,使学生愿意沉浸在实验的氛围中。

一、趣味化学实验的定义

简单来说,趣味化学实验就是指具有趣味性的化学实验内容,强调教师必须在化学实验中融入趣味性的元素,将实验氛围推向高潮。但是具体而言,趣味化学实验并不仅仅是为了提升学生参与实验的积极性,它需要遵循学生做实验的机能规律,帮助合理控制学生意识活动的时间,使学生在短暂、高效的实验过程中得到启发,并在实验后留下意犹未尽的感觉,保持学生对实验的兴趣,并产生再次实验的需求。因而,教师在实验器具和设备的选择以及试验方式的规划上,需要仔细斟酌,不能单纯地追求实验上的视觉体验或感官刺激,而应在实验的过程中给学生传递真知,让学生开阔视野。

二、初中化学教学中应用趣味化学实验的具体策略

(一)开设启发引导式的实验课程

初中化学教师不能陷于传统单一的思维,将实验的整套流程按照模板任务安排和分工。受传统教学思维影响,很多教师片面地认为学生是一张白纸,只需要按照教师的引导,合理合规地参与实验。因此,教师更多的是在课本知识的实验前期开展一个毫不相干的趣味小实验,用时较短且节奏较快,根本无法提起学生的兴趣。事实上,初中生已经具备了一定的自主意识,教师开展的这种短时、快节奏的实验,甚至可能产生反作用,让学生对下一步教学工作产生排斥心理。因此,教师必须在一开始就抓住学生的视线,使学生对实验产生兴趣,然后再循序渐进地引导学生,激发其做实验的需求。启发性的教学思维是教师在化学教学中应用趣味实验的关键。

以沪教版九年级下册化学课本为例,在教学“物质在水中的分散”时,传统教学思维使教师只注重考试内容,习惯提前规划学生需要掌握的知识,如H2O与Fe2O3融合的情况等,再根据规划的内容开展针对性的实验,如分别将Fe2O3等物质投入水中,让学生观察反应。这种教学模式难以开阔学生的视野,很多学生在学习后,也只能记住这些物质和水发生反应后的情况,并且记住化学分子式,但却无法理解深层的反应原理。而借助趣味化学实验,化学教师可以简化这一化学反应形成的难度,将Fe2O3的形成进行分解,使学生理解该物质的分子链,并在观察Fe2O3溶液生成的过程中观察金属铁的变化,从而对铁离子和水发生反应的情况进行推测和分析。基于这种观察,学生可以对Fe2O3和水反应后的分子链进行组合估测。然而,在这个过程中,教师只是更加详细地让学生观察了元素之间组合与生成的情况,并没有真正凸显趣味性,依然难以提升学生的积极性。

因此,教师可以在此基础上通过趣味提问和游戏导入的方式,让学生对物质在水中的不同反应进行深层了解。教师可以先让学生观察多种物质在水中的不同反应,然后组织学生扮演角色,分别承担项目元素的溶解和看护职责,并让一组学生表演反应发生的情况,另一组学生分析具体物质,然后根据现场道具实验生成该物质。在这个过程中,教师应该给予每一位学生独立指导,启发学生寻找最佳的成分并快速组成物质。最后,教师还需要对学生的参与情况进行评析,并向学生提出问题:“这些物质为何在水中反应不同呢?”以此为主题,引导学生进入下一阶段的具体实验。

(二)开展生活化实验教学的课程

初中化学教师必须明确,化学实验的最终目标是培养学生的综合素质,因而在实验中提升学生的认知水平和技术能力极其重要。无论是学生的认知情况还是技术实施情况,都需要基于学生的客观审视,只有在实验中具备足够缜密的思维和清醒的头脑,学生在对实验步骤和原理进行分析时才不会出错。教师必须铺设生活化的教学情境,在实验中融入生活片段,使学生在趣味性的生活场景中获得独立感悟,真正获取多元的价值体验。只有让学生沉浸在趣味性的生活情境中,他们才能对客观世界的发展产生内在兴趣,并站在主体位置看待和推动事物的新形态。教师在学生出现了内在兴趣和需求后,可以组织学生多角度探究生活实验,从而在生活实践中始终保持理性思考,探索出真实可靠的解决方案。

以沪教版九年级上册化学课本中“奇妙的二氧化碳”一课为例,教师可以立足于二氧化碳的奇妙特性,延伸出一个奇妙的人类世界,并借助多媒体图画和设计的纸质插画等形式,让学生对二氧化碳内部微量元素构成的画面有所认知,然后插入“煤气中毒”的生活场景,让学生发现一氧化碳和二氧化碳的不同,并提出问题:“既然一氧化碳对人体有害,那么二氧化碳是不是对人体也有害呢?”之后,教师将氧气和二氧化碳结合起来,带学生进行户外实验,将植物的生长过程清晰地呈现给学生。在这个过程中,教师可以利用密闭罩将植物放在一个相对潮湿的地方,此时,植物缺少光照反应,很难补充叶绿素,就会逐渐枯萎。但是当教师将密闭罩与一旁含有氧气的蒸馏器瓶连接后,植物会再次恢复活力,这能让学生发现氧气与光照之间的关系。此时,教师可以提出:“既然我们每天吸入的是氧气,呼出的是二氧化碳,那么是不是能说明二氧化碳是有利的?”以激发学生做二氧化碳实验的需求。教师可以为学生准备玻璃、秸秆、二氧化碳溶液和碳纸等工具,引导学生观察二氧化碳浓度变化后玻璃与秸秆的颜色变化情况,从而对二氧化碳的作用产生更深的理解。教师还可再度提出问题:“二氧化碳难道就没有危险吗?”引起学生的兴趣,然后进行新的实验,探究二氧化碳中毒的危害。此外,教师还可以引导学生了解二氧化碳和水的溶解反应,并利用生成的物质——碳酸盐,也就是我们常见的水垢,引出食用醋去除水垢的现象,进一步引导学生了解乙酸加热后,分解碳酸盐的反应。通过这种方式,教师可以为学生普及“水垢是碳酸盐组成的”这一概念,从而让学生理解二氧化碳容易产生污垢。

(三)鼓励学生自主制作实验

教师始终要意识到,初中生才是化学实验学习的主体,在化学学习中,应该充分调动学生的主观能动性。虽然传统教学课堂中,教师也需要引导学生配合趣味实验方案的实施,甚至能在一定程度上熏陶学生,使学生养成客观审视的思维习惯;但这种教学模式中,学生大多是被动参与各种实验内容,无法培养学生的动手能力和自主创新能力。因此,教师必须明确学生的主体地位,为学生提供各种实验仪器,以及开放式学习、分享成果的机会,使学生能主动挖掘实验过程的趣味性,并愿意主动组织安排实验任务,甚至愿意主动与其他学生进行分享。教师可以在学校的实验大楼教室设计实验栏目,以一个星期为期限,让学生自主挑选教师准备好的主题器具和物质,按照自己擅长且感兴趣的方式开展实验。只有这样,学生才能有意识地将实验当成生活的部分,从而增强参与实验的自信心。

以沪教版九年级上册化学课本中“常见的化学反应——燃烧”一课为例,教师可以将氨分子燃烧作为主题,并将其命名为“白云变成火烧云”,使学生在看到化学实验题目时,就能对实验内容产生强烈的好奇心。虽然氨分子在显微镜注视下并无奇特之处,且在常规状态下相对静止,但是当氨分子散发到空气中后,却会迅速与空气中的其他物质(主要是氧气)发生反应,进而变成具有强烈酸性的物质,这种物质一旦接触其他物质,就会发出刺鼻的腐蚀味道。而这种腐蚀的主要表现形式就是燃烧,并且燃烧过程中会携带少许的静电分子。为了保证实验的安全,教师必须给学生准备绝缘手套,并且细心指导学生如何开展实验。第一步,教师可以让学生用铁丝和棉花制作大树,并将做好的大树固定到橡皮塞上;第二步,将无色无味的酚酞溶液滴入棉花中,取一个广口瓶盛装固定在橡皮塞上的棉花,盛装好以后,将浓氨水注入广口瓶中,并仔细观察其变化过程。通过对实验现象的观察,学生发现,注入浓氨水后,棉花的颜色逐渐从白色变成了红色,这一结果充分说明了氨分子与无色无味的酚酞溶液发生了化学反应,产生了燃烧作用。酚酞溶液呈酸性,间接证明了氨分子与酸性物质接触后的反应。而氨分子与氧气反应后是否呈酸性,则需要学生自主实验。

在开展化学教学过程中,教师需要让学生接触陌生的实验,让学生制作感兴趣的物质,如自制汽水实验。汽水是日常生活中常见的事物,学生可以在课后亲自动手实验。但是,教师需要率先告知学生汽水的原理,即由水和二氧化碳做成的碳酸饮料。在了解原理后,学生可以采取小组形式进行讨论,并动手实践自制汽水。首先向瓶中导入三分之二的水和适量的白糖,接着放入2g的小苏打和2g的柠檬酸,最后将瓶口封好,完成实验。在实验过程中,学生需要通过自己的努力查找资料,并动手操作,这不仅能增加学生的动手能力和学习积极性,而且有利于锻炼学生的思维能力,培养学生自主学习的习惯。

(四)通过家庭趣味实验激发学习热情

虽然教师可以在实验教学中提升学生学习化学的兴趣,但是学生制作实验步骤和挖掘趣味实验流程是一个长期的过程,并且在这个过程中,学生会受到其他因素的影响,如家庭的不良习惯,从而失去对化学学习的兴趣。不可否认的是,一些家庭在学生教育方面会选择较为松散的方式,这不利于培养学生科学严谨的态度。因此,学生在开展化学实验时,可能会出现各种各样的失误,甚至破坏仪器。对此,教师必须为学生定制家庭实验,让学生将实验和家庭联系起来,促使学生养成精细实验的习惯。与此同时,教师还可以引导学生从家庭环境中获取实验材料,培养就地取材的习惯,提升学生的生活动手能力。

在开展家庭实验时,教师也需要保持家庭实验的趣味性,使学生愿意在差异化的家庭环境中克服多种困难,完成化学实验,提升自身的化学实验能力。家庭生活场景是学生比较熟悉的场景,通过巧妙地运用生活用品展开实验,能提高学生对化学知识的学习兴趣,促进学生高效学习。如在日常生活中,学生可以将水杯当作化学实验中的烧杯,将吸管当作导管,借助常见的酒精、棉签等生活用品,结合相关化学知识,发挥自己的想象力制作二氧化碳收集装置。这种家庭趣味实验可以有效增强学生的学习积极性。

(五)课外拓展化学实验内容

教师还应该关注学生课外拓展的内容,及时强化学生的实验能力。除了经常带学生进行户外实验,教师还可以在课堂上展示课外所记录的真实生活问题,并逐一引导学生分析解决难题的实验方法。在这个过程中,教师可以结合自身在这些场景中解决难题的经验,将自己动手制作物质的步骤与心理想法阐述给学生,使学生在趣味性的人性化叙述中体味实验的魅力。例如,在教学“酸和碳酸钙反应”这一课前,教师可以针对课堂内容,布置家庭作业,如让学生到野外捡一些石头,并带到课堂上,在正式教学时,教师就可以利用盐酸和学生带来的石头进行反应,激发学生的学习兴趣,增强学生的动手能力。趣味化学实验的应用,可以开阔学生的视野,提升学习兴趣,让学生清楚地了解到化学知识就在身边,并且树立利用化学常识解决生活问题的意识,加强学生对知识的理解能力,提高学生的创新精神。此外,这种课外拓展化学实验还能打破学生原有的思维模式,培养学生的综合素质。

综上所述,随着时代的发展,培育综合型人才已成为大势所趋。化学的重要性不言而喻。教师必须明确初中生差异化的学习能力,学会在实验教学中有效调动学生的积极性。教师可以利用趣味实验,提高教学效率。

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