著名心理學家皮亞杰將人的認知結構的發展分為四個階段,他認為人的認知結構的發展是從具體行為開始,從人所直接接觸的事物的感受開始,慢慢地發展為通過接觸的事物進行思考,也就是具備了形象思維的能力,然后再發展為抽象思維階段。而初中學生是從形象思維向抽象思維轉變的關鍵時期。在我們教師的教學中要注意學生這一階段的思維特點,盡量地從學生思維特點的角度來設計教學,特別是我們的化學教師,要能更多地設計化學實驗,使學生能從這些形象的實驗入手來學習化學。我通過化學實驗的設計和課外實驗的引入,激發學生的學習興趣,引導學生以具體的實驗為基點學習化學相關知識。
一、趣味實驗引入課題,激發學生的學習興趣
初中學生在初三之前并沒有學習過化學,但他們有可能從其他渠道對化學有一些了解,而這些了解可能是有利于化學學習的,如化學與我們的生活有著密切的聯系;可能有些是不利于化學學習的,如上屆的同學說,化學就是要死記硬背,或是我們周圍的環境可能有著不同程度的污染,而有些人會將它歸類為是化學造成的,然后通過一定的渠道傳遞給了學生。這樣就可能讓學生在還沒接觸化學之前,就對化學失去了興趣。所以教師在初三化學的開篇之初,就要吸引學生的注意力,提高學生對學習化學的認識,增強學生學習化學的興趣。
比如我每年在學生上初三時的第一節課,會引入兩個興趣實驗,從而讓學生知道化學是有趣的,化學與我們的生活是很近的。第一個實驗是魔術“燒不壞的手帕”:將一塊手帕浸到一個盛有酒精(該酒精大約由酒精與水以3∶1的體積比左右混合而成)的燒杯中,然后用坩堝鉗取出手帕用火柴點燃,結果可以看到手帕上燃起了大火,直到熄滅后,手帕完好無損。第二個實驗是常見的一個藍瓶子實驗:在一個圓底燒瓶中取一定量的葡萄糖溶于水中,加入數滴0.1%的亞甲基藍(不能多,否則變色較慢),然后再加入一定量的NaOH溶液(同樣不能過多,否則可能會使溶液變成黃色,就不能成功地觀察到藍色和無色之間的轉化),當振蕩圓底燒瓶時,溶液會變成藍色,而放置2分鐘左右會變成無色,再振蕩又會變成藍色,這樣的循環無數次(一般可以持續1~2天)。
上述兩個實驗的引入,讓學生在接觸化學之初通過第一個實驗知道了化學就在我們的身邊,通過第二個實驗讓學生在接觸化學之初,就會知道了化學的玄妙,知道了化學變化的神奇。這樣學生就提升了對化學的正面的認識,增強了學生學習化學的興趣。
二、設計課外實驗,強化化學學習
化學對學生來說是一門全新的學科,有很多內容是需要學生記憶的,如元素名稱或是物質的名稱、元素符號或是物質的符號。它們不僅是要學生記憶,同時它們還是將具體物質抽象成了符號,而這一階段的學生正好是從具體形象思維向抽象邏輯思維發展的關鍵階段,我們如果僅是對這些枯燥的理論進行說教,學生會很容易對學習化學失去興趣。在教學中我通過不斷地設計一些課外實驗,讓學生自己動手,激發學生學習的興趣,從而使學生對學習化學的興趣得以保持,并能不斷地提出問題,利用課余時間去查找資料,去想方設法尋找對他們實驗的內容或是實驗的結果進行解釋,在回到班集體時與其他同學分享和交流。通過課外實驗的設計,不僅讓學生保持了學習化學的興趣,同時還可以增強同學之間的交流、培養學生的交流溝通能力、查找資料的自學能力和對實驗結果的解釋能力。
比如在學習營養物質的時候,我設計了自制豆腐的課外實驗,在家里將黃豆與水混合,放置一天左右,使黃豆泡開,然后用豆漿機將黃豆打碎,這時可以用豆漿機隨配的過濾器過濾,將過濾后得到的豆漿放到碗里(也可以是選家里的方盒子,這樣做起來就會與市場上看到的豆腐形狀相似)加入食鹽顆粒,攪勻,放置一段時間后,就可以得到豆腐。但在該實驗中要注意的是,黃豆與水的比例不能按我們平時喝豆漿的比例,將黃豆泡開后,放入與黃豆1∶1的水打爛就行了,否則實驗不能成功。
再如我們在學習堿的通性及溶液相關知識的時候,我讓學生課外完成了一個實驗:固體酒精的制備。該實驗簡單易行,用氫氧化鈣與醋酸(市場都有銷售,且價格很便宜)反應生成醋酸鈣,或是直接買醋酸鈉也行,將醋酸鈣或是醋酸鈉配制成飽和溶液,即可以是將溶液加熱蒸發到有少量固體析出時,停止加熱,冷卻,再將它們與酒精混合而形成了膠體,這樣就得到了固體酒精。
三、應用趣味實驗,變抽象為形象
在學習化學反應分類時,如果僅是枯燥地告訴學生,什么樣的反應是化合反應,什么樣的反應是分解反應等,學生對此會不耐煩、對記憶的效果也會產生消極的影響。在學習這部分知識的時候,我在課堂設計了幾個分別屬于分解反應、化合反應、置換反應和復分解反應的趣味實驗,讓學生在感興趣的實驗中來接受反應類型的知識。
比如,我在講化合反應時,做了“滴水生紫煙”的實驗,即將鋅和碘單質混合在一起,沒有反應現象,但接著我在混合物的表面滴加了幾滴水,立即引發了反應,由于反應放出熱量而使碘單質發生升華,看到了紫煙升騰,然后寫出反應方程式,并告訴學生判斷化合反應的反應形式和方法,并且在此實驗中還進一步讓學生強化了催化劑的概念。
再如,在講分解反應的時候,我設計了“火山噴發”的趣味實驗:將一張紙折成紙桶狀,把它安插在一個堆有砂土的木板上,然后在紙桶里面加入了重鉻酸銨,并插入一根鎂條。實驗時,點燃鎂條,然后在鎂條燃燒的高溫下,重鉻酸銨發生分解而生成了氣體,將固體生成物推出紙桶,看到了火山噴發的實驗現象。寫出重鉻酸銨的分解反應方程式,引入了分解反應的概念,學生在形象的實驗中學習,更容易進行理解性的記憶。
四、應用趣味實驗,加強實驗安全教育
化學是以實驗為基礎的實驗科學?;瘜W實驗也不可能所有都是安全的。只有嚴格按照實驗的規定程序進行操作,才會保證實驗的安全。但由于學生對此并不是很重視,導致了實驗安全的教育很蒼白。
比如,在學習濃硫酸的稀釋時,每個教師都會強調,在稀釋濃硫酸時,一定要注意是將濃硫酸慢慢加入到水中,并不斷攪拌。只要是規范操作,就不會出現任何的意外。但是在講解后,學生并不重視,在課后的檢測中,總是會有個別學生并不在意稀釋濃硫酸時的操作順序而發生錯誤。為此我在課堂教學中設計了兩個連續的實驗來強化學生的安全意識。首先我在一個帶有滴管的試劑瓶(或是一個加了帶滴管硬紙蓋的小燒杯)中加入了少量的濃硫酸,然后用一個滴管向濃硫酸中加水,立即可以讓學生觀察到了水花四濺并聽到了噼噼啪啪的聲音。然后我再做了另一個實驗,買一個新鮮的雞腿,然后將濃硫酸滴在了雞腿的表面,過了一小會,我們就可以觀察到了雞腿的表面慢慢地變黃,然后變黑,并且可以看到雞腿里面的骨頭露了出來。
在第一個實驗學生可以觀察到,當把濃硫酸稀釋時的順序弄反以后,會引起液體的飛濺,而如果僅是這樣,學生還是對產生的后果沒有警覺,所以我設計了第二個實驗。在第二個實驗中,飛濺出來的液體中含有濃硫酸,當濺到皮膚上時,會使皮膚灼傷而產生嚴重的后果。通過以上兩個實驗的觀察,學生對濃硫酸的稀釋順序的重要性產生了深刻的印象。為了檢測這樣設計的教學效果,我在另一個班級沒有進行這樣的實驗,然后在過了一個星期后都進行檢測,結果兩個班級的教學結果大相徑庭,做了這兩個實驗設計的班級竟無一人發生錯誤,而沒有做實驗的班級有近一半的學生沒有對此實驗的程序引起足夠的重視。
當然在初中化學中有很多內容可以設計出相應的趣味實驗,如消字靈的制作,密信的書寫和顯現,等等,讓學生在課后去動手完成,不僅可以使學生鞏固學習過的知識,而且激發了學生的學習興趣、培養了學生的動手能力,另外還可以培養學生實驗的安全意識,提高學生對實驗程序的重視,注意到每個細節,養成良好的、嚴謹的學習和實驗的習慣。
(作者單位:贛榆縣歡墩中學,江蘇 贛榆,222133)