引言:实验是初中化学课程的重要组成部分,是培养学生科学思想、实践探究能力的重要路径之一,强调实验教学在化学教学中的重要性十分必要。随着教育改革的不断深化,课堂教学越发重要,因此,对于初中化学实验教学策略的研究有着鲜明现实意义。
一、以问题情境,调动探究欲望
通过日常生产生活中的真实例子激发学生学习兴趣,引起思想共鸣。以铁制品锈蚀条件探究为例,在课前导入时可以引入生活中的钢铁生锈实例,如:“在怎样的环境中钢铁容易生锈?”在此基础上积极鼓励学生观察并找出钢铁锈蚀的原理及条件。通过化学史创设情境,正如傅鹰所言:化学教育能够给学生知识,至于化学史教育则能给予学生智慧。进行化学史教育,能够引导学生更好地感受科学探究过程,对相关研究方法进行学习。比如“质量守恒定律”这一实验教学中,可以引入化学家之间的“争论”:波义耳在 1673 年使用敞口容器加热金属,在反应结束后发现质量增加,所以波义耳的观点是化学反应物质总质量不等;而拉瓦锡在1774 年,通过密闭容器进行氧化汞的合成、分解研究时,发现各物质在发生反应前后的总质量相同。教师引入这一“冲突”,便能很快激发学生好奇心,从而探究化学反应前后的物质总质量存在何种关系。教师也可以采用化学实验创设情境。因为奇特的化学现象,不仅可以引发学生的好奇心,而且能给予学生强烈的感官刺激。以“分子和原子”这一知识点教学为例,使用大烧杯盖住盛有酚酞溶液以及浓氨水的小烧杯,在一段时间后学生会发现酚酞溶液变红,鲜明的实验现象让学生感到兴奋与新奇,不自觉便会提出“是什么导致酚酞溶液变红”的疑问,而教师要及时把握住机会,不要着急告诉学生结论,应引导学生观察这一现象产生的条件及原因,发展学生创新思维,提出更多疑问。
二、深入分析已完成的化学实验
针对已完成的化学实验,不管实验方案是不是由学生自己设计,化学教师均需要帮助其识别实验或者是活动结构,采取问题引导的方式,让学生回答以下问题:(1)通过实验试图要发现什么?(2)在此过程中,对什么变量加以比较?(3)根据什么保证所做的是合理比较?(4)实验结果是怎样被发现的?之所以采取这样的方式,是让学生在对他人方案进行分析的过程中,体会实验方案设计中需要考虑的问题,而后明白处理这些问题会涉及哪些变量,能清楚知道实验中所需的仪器和药品等。以空气中氧气含量测量的实验为例,教师可以引导学生对拉瓦锡研究空气成分这一实验展开详细分析,以小组合作模式研究拉瓦锡是怎样发现实验结论的、化学实验成功的关键点是什么,结合燃烧红磷测定空气氧气含量实验,进行深度剖析并掌握其测定原理和方法。总而言之,借鉴他人的化学实验方案,对其设计方案进行分析是学生化学实验计划能力提升的重要举措。
三、变教师演示实验为学生参与实验,让学生多“动”起来
教师在教学过程中用科学规范的语言引导学生对实验现象进行描述,用自身的语言魅力吸引学生,指导学生科学规范地描述实验现象及表述实验中发现的问题。鼓励学生积极查找资料充分接触实验设计,用心准备,规范操作,启发学生多思考,学会质疑,让学生养成重视观察、认真操作、细心探究、真实记录的科学态度。
比如《金刚石、石墨、C60》第二课时碳单质的化学性质实验教学: 学生课前阅读教材,了解木炭还原氧化铜的反应原理及所用到的基本仪器,从教师设计的导学案先了解实验目的和操作注意事项,根据教师预先录制的视频了解实验过程,结合自己掌握的实验基本操作,模仿或设计实验并画出实验装置图。教师从学生设计方案中选出比较科学合理的实验设计,让准备工作做得比较到位的学生带着自己的设计参与到课堂演示实验中,在教师的指导下,分工合作; 教师用投影仪实时展示学生操作,或用希沃白板的拍照上传功能实时上传学生的一些不规范操作,让学生一起纠正错误,教师用科学规范的语言加以引导; 提问未参与实验操作的学生根据自己的观察,描述加热木炭与氧化铜混合物一段时间后试管里固体颜色变化,另一试管中澄清石灰水的变化,教师及时更正错误描述,同时表扬能科学规范描述实验现象的学生,增强学生学好化学的自信心。最后师生共同小结正确的操作方法和实验成功的关键点: ①木炭还原氧化铜需要高温,②氧化铜和木炭的比例在 1 ∶ 10.5 ~ 1 ∶ 11 之间时实验现象最明显,③反应物要研磨细、混合均匀。经过实践,针对固体混合物中出现砖红色固体,本人提示学生铜是有光泽的紫红色固体,学生通过查阅文献资料了解到有氧化亚铜产生,继续鼓励学生再次查阅文献寻找或设计单质碳与氧化铜反应的良好实验方案,利用课后兴趣小组活动时间进一步探究。学生查到的方案有改进装置的,也有从增大反应物接触面积以缩短反应时间出发寻找木炭替代品的,比如用碳素墨水与氧化铜混合晾干,取大约 5 克加热约 1 分钟多,出现光亮的紫红色,澄清石灰水很快变浑浊; 还有学生将木炭改为活性炭,与氧化铜混合均匀后用棉花沾取混合固体,装入试管中用高温加热的方法很快观察到紫红色的铜珠出现。针对棉花中含有碳元素,教师可提醒学生思考用棉花沾混合固体进行实验的方案是否良好?鼓励学生大胆质疑。
四、化学实验教学生活化,培养学生的社会责任感
引导学生从身边的物品寻找实验器材,树立环保意识,在实验过程中积极渗透“绿色化学”,培养学生的科学态度,提高学生“科学态度与社会责任”这一学科核心素养。比如《水的净化》中净水实验,可引导学生将废弃的矿泉水瓶从中间剪开充当漏斗和烧杯,旧棉布当滤纸,筷子代替玻璃棒进行过滤操作练习; 将矿泉水瓶倒立,底部剪开,先填入旧棉布和膨松棉,用木炭代替活性炭,辅以细沙和鹅卵石制作简易净水器,净化生活中的污水。课堂演示硫在空气或氧气中燃烧时,会产生有刺激性气味的有害气体二氧化硫污染空气,教师可先在通风橱内完成这一实验并拍成视频或制作成微课,在课堂上播放。或鼓励学生查阅资料,从“绿色化学”即化学反应过程中污染物零排放,实现产物零污染的理念出发,改进实验装置、控制硫粉用量设计微型实验,防止二氧化硫排放到空气中。实验设计过程中可培养学生科学的态度,加强学生环保节能的社会责任感,有效地提高学生“科学态度与社会责任”这一学科核心素养。
结论:作为新课改背景下的一个重要产物,学科核心素养在助推教育改革方面发挥了不同忽视的作用,使得教育教学在目标、内容及形式发生巨变。作为一门以实验为基础的科学,需强调实验教学在初中化学教学中的作用,通过多种形式将学科素养融入于实验教学之中,发挥化学学科的育人功能,推进对学生化学核心素养的培养。
参考文献:
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