初中化學實驗教學資源的開發及整合研究
作者:劉進英
發布時間:2022-03-31 16:24:44 來源:陜西教育報刊社
化學是一門在分子、原子等微觀層面研究物質性質、結構與變化規律的自然科學,在初中各學科當中始終占據著主導位置。學好化學的先決條件是理解和掌握化學實驗原理、理清化學實驗步驟、理性認知和解釋各種化學實驗現象。在初中化學實驗教學中,教師應當有效運用和開發教材資源、生活資源及輔助資源,為學生營造一個輕松、高效、生動、有趣的化學實驗課堂氛圍,進而為學生學好化學知識打下堅實基礎。
一、整合教學資源,構建趣味課堂
(一)視頻演示,同步模仿
化學是一門理論與實踐相結合的自然科學,對學生的實踐操作能力有著嚴格的要求,在歷次考試當中均占有較高的分值和比重。但一些高難度的化學實驗反應原理復雜,實驗現象多重化,操作難度高,學生很難熟練掌握每個實驗步驟。為了突破這一教學難點,教師在講授化學實驗內容時,可以利用多媒體將實驗步驟清晰直觀地演示出來,讓學生同步模仿,這樣不僅能夠加深學生對實驗原理的印象,還能夠激發學生的學習興趣。
以“水在直流電作用下的分解實驗”為例,這個實驗需要準備的器具與器材主要包括玻璃管、電解器、火柴、木條等。為了將每個實驗步驟清晰地展現在學生面前,教師可以為學生播放事先制作好的視頻,在水電解器的玻璃管中注滿水,接通直流電源,讓學生觀察兩個電極和兩支玻璃管內液面的變化。用一根點燃的火柴接近產生氣體較多的玻璃管尖嘴的位置,并慢慢打開活塞,讓學生觀察實驗現象。再用一根帶有火星的木條接近產生較少氣體的玻璃管尖嘴的位置,這時再打開活塞觀察實驗現象。在模擬演示過程中,學生發現與電源正極相連的玻璃管內液面下降較少,與電源負極相連的玻璃管內液面下降較多。而且正極產生的氣體能夠使帶火星的木條復燃,負極產生的氣體能在空氣中燃燒,并產生淡藍色火焰,這說明水在直流電的作用下被分解成了氫氣和氧氣兩種氣體。
整個實驗演示結束后,教師要為學生預留足夠的實驗操作時間,讓學生模仿視頻中的實驗步驟,自行完成實驗,并在實驗過程中認真觀察實驗現象。通過這種方法,極大地調動了學生參與的積極性,不僅能夠培養學生理論聯系實際的能力,還能夠幫助學生掌握更多實驗原理,使學生了解更多的實驗現象,這對學生學好化學知識有著重要的現實意義。
(二)全程演示,規避風險
眾所周知,多數化學實驗用的化學藥品或催化劑都具有易燃、易爆的特點,有些甚至含有有毒有害成分,但為了掌握這些實驗原理與現象,教師可以利用多媒體將一些存在安全隱患的實驗轉化為視頻演示課件,這樣就能夠有效避免安全事故的發生。學生通過多媒體的慢放或回放功能可以對高難度的化學實驗項目反復進行觀看。
以“鎂條在空氣中的燃燒實驗”為例,鎂條在燃燒過程中不僅會發出耀眼的白光刺激人的眼睛,還會生成氧化鎂對人的呼吸道造成傷害。出于對這一危險性的考慮,教師可以將鎂條燃燒實驗轉化成為視頻演示課件,這樣學生就可以直觀地觀察實驗現象,從而掌握鎂條燃燒的實驗原理。該實驗需要準備鎂條、石棉網、鑷子、火柴以及托盤天平等器材,教師可以利用托盤天平稱取0.005g的鎂條,將鎂條、玻璃片、銅片、塑料瓶放在天平上稱量,將稱量結果記錄下來。之后點燃鎂條,罩上塑料瓶,塑料瓶中會產生大量的白煙,白煙消失以后,把燃燒后的鎂條放在銅片上,并罩上瓶子,瓶子里的白煙不斷增多,再將反應后的鎂條、玻璃片、銅片、塑料瓶放在托盤天平上面稱量,并記錄結果。通過演示,學生發現實驗開始階段生成物質量會減少,但隨著實驗的不斷推進,生成物質量逐漸增加,當氧化鎂與氧化鎂的固體顆粒積存在玻璃壁上時,總質量不再增加,白煙也逐漸消失。這種演示實驗極大地規避了實驗過程中的安全隱患,將每個實驗步驟與現象都直觀地呈現給了學生,學生以后遇到與鎂條實驗相關的化學問題時就能夠輕車熟路,迎刃而解了。
二、開發生活資源,開展趣味實驗
化學是一門與現實生活聯系最為密切的自然科學,在日常生活當中,人們用到的洗滌用品、汽車輪胎、塑料制品等化工產品,以及酸雨的形成、鐵絲外表面的防腐涂層等化學現象都屬于化學知識范疇。因此,教師可以積極開發與整合生活資源,并將其有效運用于化學教學中,為學生營造一個輕松有趣的學習氛圍。
以趣味化學實驗為例,這種實驗所需要的器材、原料均來自于日常生活,是學生經常看到的實物,如果教師能在課堂上設計一些類似的趣味實驗環節,不僅可以激發學生的學習興趣,還可以引發學生的情感共鳴。基于此,化學教師應不斷拓寬教學視野,深入挖掘生活中的化學實驗資源,通過開展趣味實驗的方法,讓學生對化學產生濃厚的學習興趣。
例如,教師可以選取生活中常見的棉線作為趣味實驗器材,實驗開始前,為了吸引學生的注意力,激發學生的好奇心,教師可以提出一個有趣的問題:“下面,老師要做一個關于棉線的小實驗,在實驗過程中無論采取什么樣的燃燒方式,它都不會被燒斷,請同學們思考一下這種假設成立嗎?”這一問題提出后,多數學生都持有懷疑態度,他們認為棉線遇火肯定會瞬間燒斷。帶著這一問題,學生的注意力非常集中,他們全都沉浸在實驗中。只見教師向一杯熱水中不斷加入食鹽,當食鹽沉淀到杯子底部時,利用筷子進行充分攪拌直到食鹽不再溶解為止。這時,教師取一根長度為30cm左右的棉線,并將棉線的一端用回形針固定,將棉線浸泡在濃鹽水當中10—20分鐘,取出后將其晾干,并重復這樣的操作3—5次。再將這根經過特殊處理的棉線與鐵絲綁扎到一起,將固定回形針的一端垂在下面。準備工作就緒后用點燃的火柴燒棉線的下端,雖然火焰一直向上蔓延,但是被燒成焦黑色的棉線卻沒有斷,學生清晰地看見棉線一端的回形針依然懸掛在那里。
這個趣味小實驗演示完畢后,學生迫切地想知道其中的原理。這時,教師可以將棉線不斷的原理與學生分享:“因為棉線當中充滿了食鹽晶體,雖然棉線中的纖維成分已經燃燒了,但食鹽晶體的熔點高達800℃,而棉線燃燒的溫度遠遠達不到這個熔點,所以棉線依然保持原有的形狀,大家也可以在課后利用熔點較高的明礬自己嘗試做一做這個小實驗。”通過這種方法,學生深切地感受到了化學實驗的樂趣,他們心中的疑惑解開了,學習化學知識的興趣更加濃厚了。
三、整合教材資源,創設問題情境
初中化學教材中有著大量的化學實驗內容,且每個實驗都對應著一個或多個重要的化學知識點。因此,在化學實驗教學中,教師不能忽略教材的重要性,應進一步開發教材中可用、適用的實驗資源,以此豐富課堂教學內容。同時,為了調動學生學習的積極性與主觀性,培養學生的自主探究能力,教師可以緊緊圍繞教材中的化學實驗內容為學生創設生動、形象的問題情境,在示范化學實驗過程中,還可以穿插一些與實驗原理和實驗現象相關聯的問題,以引發學生的深度思考,讓學生始終與教師的教學節奏保持同步。
以“酸堿中和反應實驗”為例,該實驗使用的化學試劑有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、無色酚酞溶液。在實驗過程中,教師可以選用無色的酚酞溶液作為指示劑,在氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液,溶液變成了紅色,再向溶液中滴加稀鹽酸,這時溶液由紅色變成了無色,這說明氫氧化鈉與稀鹽酸恰好完全反應。為了證明任何一種酸都可以與堿性物質發生中和反應,教師可以選取稀硫酸、氫氧化銅及氫氧化鈉溶液進行化學實驗。通過實驗,學生發現無論酸堿混合后是否具有明顯的化學現象,二者之間都能夠發生中和反應。這時,教師可向學生提出一個問題:“請同學們認真思考一下酸和堿為什么能夠發生中和反應?”學生通過觀察實驗現象,結合教材中關于中和反應的知識點,就能夠在短時間內得出答案:“中和反應屬于化學反應中復分解反應的一種,主要是指酸和堿互相作用生成鹽水與水的反應。在反應過程中,酸里面的氫離子與堿里面的氫氧根離子會結合到一起而生成水。”由此可見,這種教學方法能夠夯實學生的化學知識基礎,加深學生對化學實驗原理與相關化學知識的理解,能夠為學生后續學習奠定堅實的基礎。
綜上所述,化學教師通過對教材、生活中的教學資源進行開發與整合,不僅能夠提升化學實驗教學效率,還能夠進一步鞏固學生的化學基礎,拓寬學生的知識視野,增強學生的自主學習意識。學生在這種充滿趣味性的化學實驗教學中,可以充分享受化學帶來的無限樂趣。
作者單位 山東省膠州市第七中學
