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化学实验教学中提高初中学生的探究能力

2023-08-02吴章琴

数理化解题研究·初中版 2023年7期
关键词:探究能力初中化学实验教学

摘 要:化学实验教学是化学教学重要组成部分,能培养学生的积极性、创新性和探究能力.化学实验教学过程中,教师应重视提高学生的探究能力.据此文章分析了化学实验教学应从激发兴趣,引起学生探究意识、开放式学习,培养学生探究思维和创设情景,激发学生实践探究三个方面来提高初中学生的探究能力.

关键词:实验教学;探究能力;初中化学

中图分类号:G632   文献标识码:A   文章编号:1008-0333(2023)20-0098-03

收稿日期:2023-04-15

作者简介:吴章琴(1981.9-),女,福建省漳州人,本科,中学一级教师,从事初中化学教学研究.[FQ)]

2022年版《化学课程标准》提到,学生实验活动必做实验及实践活动:(1)粗盐中难溶性杂质的去除;(2)氧气的实验室制取与性质;(3)二氧化碳的实验室制取与性质;(4)常见金属的物理性质和某些化学性质;(5)酸、碱的化学性质;(6)一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制;(7)水的组成及变化的探究;(8)燃烧条件的探究[1].这八个实验活动是人教版初中化学新教材重要的实验内容和初中学生必做的化学实验,而且福建省各地市教育局也将这八个实验活动列为初中化学实验抽考内容.这足以说明了初中化学实验教学要注重对学生自主学习能力和探究能力的培养.笔者在初中化学实验教学中不断地摸索,认真地学习,努力转变教学观念和教学方法,更新初中学生学习模式,就如何从化学实验教学中提升初中学生的探究能力,得出了一些经验和心得.

1 激发兴趣,引起学生探究意识化学知识联系生活,有很多的趣味性,化学实验是培养学生学习化学兴趣的重要环节.人们常说:“兴趣是最好的老师,有兴趣才有动力,才有创造力”,学生只有通过对化学实验的观察,真正参与到化学实验实践中,才能真正体会到学化学的有意之处,才能真正体会到引发探究的自觉性.

笔者在上人教版初三化学上册第一课“绪言”时,演示了三个魔术实验.第一个实验是“白纸显字”,先用酚酞溶液在一张白纸上写上“化学”二字,然后用浓氨水在这张白纸上熏一熏,就能看到白纸上“化学”二字以红色呈现出来;第二个实验是“清水变牛奶”,在一支试管中先加入适量的澄清石灰水,然后在烧杯中滴入碳酸钠溶液,可见烧杯中出现了白色浑浊;第三个实验是“火树银花”,先在蒸发皿中加入少量的酒精,点燃酒精,酒精的火焰上洒铁粉,就可看到铁粉燃烧很剧烈,有明亮的火星四射现象.学生观看这三个实验后反应激烈,从中激起学习化学的兴趣和探究意识,也为以后学好化学做了很好的铺垫.

第一单元课题2安排了学生探究熟悉物质蜡烛及其燃烧和探究人体吸入空气与呼出气体,第二单元安排内容有用红磷测定空气里氧气含量实验、氧气的性质实验和氧气实验室制取与性质实验活动,这些课堂实验和学生分组实验活动也都很能引起学习化学的兴趣和探究意识.当然生活中无时无刻都伴有化学,生活是化学实验的最大课堂,对学生化学实验探究意识的培养有着潜移默化的作用.学生在学习过滤时,笔者布置学生带家庭用的塑料漏斗(代替玻璃漏斗)、纱布(代替滤纸)和筷子(代替玻璃棒),过滤浑浊水中不溶性雜质.课后还布置学生分小组完成家庭小实验——自制简易的净水器,让学生找到的生活物质,如剪去底部饮料瓶、纱布、小石头、细沙和活性炭等来组装.学生在学习检验溶液的酸碱度内容时,笔者布置学生自带一些生活中常见液体如雪碧、橙汁、肥皂水和洗洁精等,亲手用pH试纸来测定这些液体的酸碱度.这些有趣的实验活动,使学生们在亲身实践的快乐中心理得到极大的满足,动手能力和探究意识得到了有效的培养.

2 开放式学习,培养学生探究思维

学习知识的目的离不开运用知识解决问题,因此教师要开放学习,营造一种探究氛围,给学生提供必要的信息,让学生自主学习,培养探究思维.

学生在学习二氧化碳的化学性质之一二氧化碳是否会与水反应时,笔者通过开放式学习来培养学生的探究思维能力.笔者的实验方法是先将二氧化碳通入到水中之后,再向得到的液体中滴加紫色石蕊溶液.提前告知学生紫色石蕊溶液是一种酸碱指示剂,遇到酸溶液会变红.当学生看到紫色石蕊溶液变红后,提问学生:你们猜想哪些物质会使紫色石蕊变红,请在表1中填入猜想和证明猜想的实验方法.

学生在学习燃烧的条件时,笔者问学生:根据前面几个单元学过的很多固体(如红磷、硫、镁条等)在空气中燃烧的实验,你们猜想燃烧的条件是什么,请在表2中填入猜想和证明猜想的实验方法.

这种方法的训练过程有很浓的探究味道,可以拓宽学生思维,发挥其学习的主动性和主导性,从而有效培养了学生的探究思维能力.

3 创设情景,激发学生实践探究

教师进行化学实验教学时,要让学生学会质疑和思考,不是让学生复制教师的想法和做法,重复教师走过的路.教师要努力创设探究情境,让学生进入查阅资料、假设、讨论和实验的探究情境中,才能改变学生“填鸭式”被动接受化学实验知识的局面,真正达到探究目的.

学生在学习实验室制取二氧化碳时,笔者给学生提供了四种药品组合:大理石和稀硫酸,大理石和稀盐酸,氧化铜和木炭及木炭和氧气,安排学生分四组进行查资料后进行实验探讨,选择出药品的最佳组合——大理石和稀盐酸;然后展示实验室制取氧气的装置,问学生问题,能否用在实验室这套装置制取二氧化碳,四组学生积极思考和交流,提出实验室制取二氧化碳的简单装置;再让学生分析该装置的不足之处(如试管的容积小会导致产生的气体量少和不能随时加入稀盐酸等)并对该装置进行改进,有的学生就提出了用锥形瓶代替试管,还有的学生提出用长颈漏斗来加入稀盐酸.这样学生既很好地完成了实践探究,同时在进行分析和改进实验的探究过程中,学生的比赛竞争和团结协作的精神也得到了培养.

学生在学习金属的某些化学性质时,要探究一些金属的活动性.笔者给学生提供一些药品:镁条、锌粒、铁丝、铜丝、稀盐酸和稀硫酸,让学生先查资料,再进行讨论实验应注意的地方,如酸的用量和浓度等.这之后学生就分组开始动手实验,他们先分别将镁条、锌粒、铁丝和铜丝四种金属放入四支试管中,再分别加入等体积、等浓度的稀盐酸或稀硫酸,观察实验现象并记录现象.最后结合之前查资料得出的判断依据——金属与相同的酸反应的现象越剧烈或产生气泡速度越快,该金属就越活泼,从而比较出这四种金属的活动性.

对蜡烛及其燃烧的探究是人教版初三化学上册第一单元课题2的内容,是初三化学第一个探究实验.初三学生还处化学入门阶段,教师做好对蜡烛及其燃烧的探究实验且让全班学生参与进来是非常重要的,可引起学生学习化学的热情、主动性和积极性,并且让学生了解化学探究过程,储备化学知识,为后续的学习做好铺垫.

课本上探究蜡烛燃烧是否生成二氧化碳,安排的实验是将一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在蜡烛火焰上方.这个实验因为烧杯要倒扣蜡烛火焰上方,烧杯内壁附着很少量的澄清石灰水,只有很薄的一层,而且澄清石灰水的浓度极小;还有因为蜡烛燃烧时会放出热量,热量会传递到烧杯使烧杯变得很烫,手持烧杯只能很短时间,故而看到烧杯内壁的澄清石灰水变白色浑浊现象很不明显.

湖南长沙雅礼实验中学许丽丹和吴孝位发表的“蜡烛及其燃烧的探究的改进实验”提到,用具塞锥形瓶代替烧杯,用试管夹夹持锥形瓶罩在火焰上方,然后往锥形瓶中倒入澄清石灰水,石灰水变浑浊的现象非常明显[2].学生参考以上的实验方法,进行改进实验,实验步骤如下:把烧杯换成试管,用试管夹住试管,然后在蜡烛火焰上罩上试管约几秒,不能过久,否则试管过热,加入澄清石灰水会骤冷破裂.片刻后迅速将试管倒过来,加入少量澄清石灰水,很快就能观察到澄清石灰水变浑浊,由此得出蜡烛燃烧会生成二氧化碳.

探究蜡烛熄灭时产生的白烟性质和重新燃烧的现象,多数化学教师进行该实验时采用“吹气法”.具体的做法是用嘴去吹灭蜡烛,再用木条点燃白烟.该方法虽然方便,但是操作起来比较难成功,如果用力吹白烟容易被吹散,如果不用力吹蜡烛不会熄灭.所以不控制好吹的力气,就会很难看到从烛芯冒出一缕白烟,更难用木条点燃白烟.

江苏徐州市西苑中学李德前等发表“从化学实验创新谈培养师生的科学精神”提到,用小规格的集气瓶将粗蜡烛轻轻罩灭,然后将集气瓶轻轻提起,同时将燃着的火柴靠近白烟顶端,此時不仅点燃了白烟,而且远离火柴的蜡烛也被引燃了[3].学生参考以上的实验方法,采用改进实验是“盖灭法”.实验步骤如下:取一个空矿泉水瓶的盖子,在蜡烛火焰上罩上盖子,将蜡烛火焰熄灭.这样不会吹散白烟,而且非常集中,用木条很容易点燃白烟,沿着白烟的方向也能非常清晰地看到点燃蜡烛的火焰.

以上两个改进实验的优点:(1)仪器和用品易得,废物再利用,操作简便;(2)实验中澄清石灰水很明显变浑浊现象和很明显的白烟复燃现象,实验取得较高的成功率;(3)实验结果有说服力,加深了学生的实验印象和改进实验的成就感,学生对化学产生了更大的学习兴趣和更敢于去创新实践.

2022年版《化学课程标准》还提到,发展科学探究的好奇心、想象力与探究欲;通过探究活动,初步养成注重实证,严谨求实以的科学态度,初步学会批判性思维方法.对于每一位学生而言,他们是化学实验的主体,没有实验活动,就提高不了探究能力.因此,教师要发挥学生的主体作用,引导他们进行实验探究,就应该为学生构建一个有趣和开放的化学实验教学环境,把关注知识的传授转移到开发学生的智力上来,转移到提高探究能力上来,这是教师在化学实验教学过程中应该重视的.学生的探究能力不是朝夕之间就能提高的,但是只要师生同心协力、积极配合和坚持不懈,把实验教学融入到一个更广阔的互动空间中去,学生的探究能力一定会逐步得到提高.

参考文献:

[1] 中国人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[J].北京:北京师范大学出版集团,2022.

[2] 许丽丹,吴孝位.蜡烛及其燃烧的探究的改进实验[J].实验教学与仪器,2019(7/8):55-56.

[3] 李德前,魏海,李伟,等.从化学实验创新谈培养师生的科学精神[J].化学教学,2018(4):65-69.

[责任编辑:季春阳]

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