提升初中化学实验室教育技术装备利用率的策略
DOI: 10.12721/ccn.2024.157503, PDF, 下载: 154  浏览: 1248 
作者: 王欣
作者单位: 宜春市袁州学校,336000
关键词: 初中化学;实验室;教育技术装备
摘要: 近年来,随着教育教学改革的不断深入,学校对实验室建设、实验教学提出了更高的要求。然而,目前许多学校化学实验室因经费紧张,在硬件设施上投入不足,影响了化学实验课的开展和学生动手能力的培养,严重制约了教师的教学水平和教学质量。为改变这一现状,使有限的经费发挥最大的效益,笔者结合多年的工作经验,从化学实验器材的配备、实验器材的选择以及实验操作演示方式等方面入手,研究了如何合理地利用初中化学实验室教育技术装备,在不增加投入成本的前提下提高教师的工作效率和学生学习的积极性,从而实现以较少的经费办出高质量的化学实验课,进一步提升学生的科学素养。

一、合理配备化学实验器材

初中化学实验室不仅是教师开展化学教学的重要场所,也是激发学生对化学实验兴趣和培养动手能力的关键环境。在优化实验教学过程中,为了既保证教学质量又有效控制成本,实现资源最大化利用,合理配备实验器材显得尤为重要。

针对实验需求精准配备:以“制取氧气”这一实验为例,应确保实验室配备有足够数量的试管、酒精灯、集气瓶、水槽、铁架台等基础器材。同时,还需准备适量的高锰酸钾(或其他制氧剂)和适量的水作为反应物。这样的配置既能满足实验需求,又能避免因器材不足导致的实验中断或效率低下。

选择适宜的实验器材:在选择实验器材时,应充分考虑实验的具体要求和特点。例如,在“制取氧气”实验中,使用硬质试管比软质试管更为合适,因为它能承受更高的温度和压力;同时,选用带有分液漏斗的装置可以方便地控制反应物的加入速度,使实验过程更加平稳和安全。

注重器材的科学性、趣味性和安全性:为了提高学生的学习兴趣和实验效果,可以在保证安全的前提下,设计一些具有趣味性的实验环节。然而,在“制取氧气”这类涉及气体生成的实验中,必须特别注重安全,如确保实验室通风良好,避免氧气浓度过高引发安全隐患;同时,教育学生正确使用和存放易燃易爆物品,如高锰酸钾等。

成本控制与试剂选择:在配制实验所需药品时,应优先考虑经济实用且效果良好的化学试剂。例如,在“制取氧气”实验中,如果条件允许,可以选择成本相对较低且反应效果稳定的制氧剂。此外,对于实验中可能产生的废弃物,应制定科学合理的处理方案,以减少对环境的污染。

日常维护和保养:定期对实验器材进行维护和保养是延长其使用寿命、确保实验顺利进行的重要环节。对于“制取氧气”实验中常用的试管、酒精灯等器材,应定期检查其是否完好、清洁度是否达标;对于精密仪器如气体收集装置等,则需更加细致地维护,以确保其测量准确度和稳定性。

综上所述,通过合理配备、精准选择、注重安全、成本控制以及日常维护等多方面措施,可以有效提升初中化学实验室教育技术装备的利用率,为师生提供更加优质的教学和学习环境。

二、合理选择实验设备,提高仪器使用效率

在初中化学实验室中,设备多样且功能各异,针对特定教学内容如“原子结构”这一课,合理选择或优化使用实验设备显得尤为重要。

在讲解“原子结构”时,传统的实验方法可能侧重于模型展示或口头描述电子在原子内的运动轨迹和排布规律,但这些方法往往难以直观展现原子内部的精细结构。随着科技的进步,我们可以利用更先进的教育技术装备来增强教学效果。

例如,利用计算机模拟软件,教师可以展示原子结构的3D动画,学生可以通过操作软件,旋转、缩放原子模型,清晰地看到原子核、电子云及不同能级电子的排布情况。这种直观的展示方式不仅加深了学生对原子结构的理解,还激发了他们的学习兴趣和探索欲。

此外,针对“原子结构”中涉及的原子核外电子排布规律,教师可以借助数字显微镜或电子显微镜的模拟软件,让学生观察经过特殊处理的样品(如金属薄膜上的原子排列),从而间接理解电子在原子周围的分布状态。虽然直接观察原子内部结构在现有技术下尚不可行,但通过这些模拟手段,可以极大地丰富学生的想象力和理解力。

在条件允许的情况下,教师还可以引入虚拟现实(VR)技术,让学生在虚拟环境中“走进”原子世界,亲身体验电子围绕原子核运动的场景,这种沉浸式的学习体验将极大地提升教学效果。

总之,在选择实验设备时,教师应充分考虑“原子结构”这一课的教学需求,结合现有技术装备的性能、操作便捷性以及学生的实际情况,合理选择或创新使用设备。通过这些措施,不仅可以提高实验设备的利用率,还能有效提升教学质量,培养学生的科学素养和创新能力。同时,鼓励学生参与小组合作实验,通过共同探讨和实践,加深对原子结构等化学概念的理解。

三、实验演示与分组实验相结合

在初中化学教学中,将实验演示与分组实验巧妙结合,是提升学生学习兴趣、深化理解的有效手段。特别是在“碳的氧化物”这一课题中,教师可以采取以下策略来最大化利用实验室教育技术装备:

多媒体辅助的实验演示:首先,利用多媒体课件的直观性和互动性,向学生展示“碳的氧化物”——特别是二氧化碳和一氧化碳的性质及其在实际生活中的应用。例如,可以制作动画模拟二氧化碳的制取过程,如通过石灰石与稀盐酸反应收集二氧化碳,同时展示二氧化碳的物理性质(如无色无味、密度比空气大)和化学性质(如不支持燃烧、能使澄清石灰水变浑浊等)。这样的演示不仅能吸引学生的注意力,还能帮助他们构建清晰的概念框架。

现场实验演示与解释:在多媒体演示之后,进行实际的实验演示。对于“碳的氧化物”,可以选择演示一个简单的实验,如“二氧化碳的灭火实验”。教师可以直接在教室或实验室中点燃一根蜡烛,然后缓缓倒入收集好的二氧化碳气体,让学生观察火焰熄灭的现象。同时,教师可以详细解释二氧化碳密度大于空气且不支持燃烧的特性,从而加深学生对知识点的理解。

分组实验与探究:鼓励学生参与分组实验,亲手操作,亲身体验化学的魅力。针对“碳的氧化物”,可以设计分组实验让学生探究二氧化碳与水的反应,观察并记录碳酸的生成及其不稳定性。此外,还可以引导学生探究不同条件下(如温度、压力)二氧化碳性质的变化,以及一氧化碳的还原性等。通过分组实验,学生不仅能巩固理论知识,还能培养实验设计、数据分析和解决问题的能力。

实验反思与讨论:实验结束后,组织学生进行反思与讨论。鼓励他们分享实验过程中的观察、感受和发现,以及遇到的困难和解决方法。这样的讨论不仅有助于学生深入理解“碳的氧化物”的相关知识,还能培养他们的批判性思维和团队合作精神。

通过上述策略,将实验演示与分组实验相结合,并充分利用多媒体等教育技术装备,可以显著提升初中化学实验室的利用率和教学效果,激发学生的学习兴趣和探索欲望。

结语

要想使化学实验课达到理想的效果,需要我们在实验器材配备上多花心思,同时还要注意对设备的保养和维护。当然,这一切的前提是要有足够的经费投入。因此,学校应切实加强实验室的建设,按照教学实际需求制定合理的实验计划,尽可能地解决实验条件不够完善的问题;同时,教师也要积极改进实验方法,善于利用有限的条件开展实验教学,以此来激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力和科学素养,进而提高教学质量。

参考文献

[1]徐艺菲. 学科核心素养下初中化学教学分析 [J]. 中学化学教学参考, 2023, (32).

[2]罗月旺,邹国华,张贤金. 初中化学学科内容的整体理解 [J]. 化学教学, 2023, (11).