朱清勇
(儀征市實驗中學東區?!〗K 揚州 211400)
以賽促教塑實驗課堂
——江蘇省初中化學教師實驗操作比賽有感
朱清勇
(儀征市實驗中學東區校江蘇揚州211400)
舉行化學實驗技能操作大賽,是新課改下提高初中化學教師實驗操作技能水平的有效方法。作者結合參賽的切身體會反思了課堂教學:從實驗的啟蒙性和趣味性;探究性和創造性;安全性和規范性三方面努力塑造實驗課堂。
化學實驗;操作技能;探究;創新
2014年12月筆者作為揚州市代表隊教師之一有幸參加了由江蘇省教育廳舉辦的初中化學實驗教學技能操作大賽。這次大賽分為縣級選拔、市級選拔和省級決賽三個階段。經選拔13個代表隊共39名選手參加了南京大學附屬中學的現場決賽,經過專業知識筆試、兩輪現場實驗操作技能比賽、實驗教學模擬展示四項角逐,最后取團隊總分金、銀、銅獎。作為金獎揚州代表隊的一員一路走來收獲頗多,現將比賽實錄和個人感想與同行們共享。
1.時間:12月4日下午1:30——5:30,12月5日上午8:30——11:30。
2.形式:分筆試、個人實驗、團隊實驗、自備實驗展示4節進行。
(1)第一節專業知識筆試,時間20分鐘,分值20分,所有選手同時進行。
(2)第二節含8組個人實驗,每組實驗時間約7分鐘,總分值130分。
(3)第三節含1組團隊實驗,實驗時間30分鐘,分值30分,每隊3名選手協作共同完成實驗。
(4)第4節團隊自備的實驗教學模擬展示,實驗時間5分鐘,分值20分。
3.實驗試題名稱:
實驗1用H2O2制取O2并完成鐵絲在氧氣中的燃燒實驗;實驗2鑒別固體;實驗3用KMnO4制取O2并完成鐵絲燃燒實驗;實驗4驗證金屬的活動性強弱;實驗5探究冰在鹽水和水中融化的快慢及其原因;實驗6二氧化碳的實驗室制取和性質實驗;實驗7比較液體中VC等還原性物質的含量;實驗8胃藥成分的鑒定;實驗9綜合實驗(酸雨的危害和金屬腐蝕)。
1.適當拓展,突出技能選拔
本次比賽實驗試題,1/3實驗試題向高中尤其是高一實驗的拓展挑戰了教師的專業素養,重視實驗整體設計、以實驗現象得出正確結論的理念彰顯化學實驗的魅力,充分突出了操作技能的競技選拔功能;2/3實驗操作題均為教師熟悉的基本實驗,關鍵是看選手審題到位、操作規范、成功完成實驗。實驗涉及到儀器組裝、常見氣體制備和性質、試劑配制、試劑鑒別等基本實驗操作。
2.考核實驗技能的高效度、熟練度和實驗設計的創新度
筆試題要求初中化學教師知識層次要有一定的深度和廣度,能適應瞬息萬變的新時代。如筆試題3:拉瓦錫測定空氣組成的實驗是經典實驗。雖用到有毒藥品、實驗耗時長,但是絲毫不能掩蓋該實驗在化學史上的光輝。請回答:該實驗為什么選用汞作為反應物?本題正解:汞在常溫下為液態,利于通過連通器測量反應器內體積的變化;反應后生成氧化汞呈固態不溶于汞,且密度小能浮在汞的液面上便于分離;汞沸點低不斷汽化是氣相反應,且遠超化學計量比的要求利于反應完全進行。實驗操作題規定時間緊,選手設計需短時高效,操作需規范干練,忌反復糾結。以實驗九團隊實驗為例,據設計者介紹自己獨立完成實驗需25分鐘,而選手規定時間為30分鐘,其中的分步實驗:提供充滿SO2氣體的燒瓶,配制體積比為1:1的SO2水溶液很有難度也很有創意,參賽13支代表隊都沒能準確完成。其準確操作為:將滴管吸滿水,插入單孔橡皮塞,將水擠入燒瓶,然后水下拔開膠頭形成噴泉。噴泉實驗是許多代表隊都準備的,要靈活運用還需努力。比賽能充分再現選手平時的操作實效和實驗素養;實驗教學模擬展示各大市代表隊賽前準備期長達百日,所以各隊準備都很充分,展示實驗的創新度也是本次比賽的亮點所在。
3.體現2011修訂課標的新理念
比賽實驗試題九組實驗中約含15個小實驗,以人教版教材為例,只有6個源自教材,所占比例40%。其中KMnO4制O2、鐵絲在氧氣中燃燒、二氧化碳的制取、二氧化碳的性質、驗證金屬的活動性五個小實驗是教材演示實驗,設計探究鐵釘銹蝕條件的裝置是探究實驗,其余全部是其他版本教材或者高中教材的拓展實驗。如果教師僅限于所用教材設計實驗,那么許多教師是無法按時完成規定實驗的。試題導向是鼓勵教師多研究探究實驗的設計過程,不能僅看重實驗結果,更應關注實驗設計過程和操作的規范性;同時引導教師關注實驗探究過程的真實性而不是脫離可操作性講解實驗。
1.亮點:
(1)決賽現場選手大多都展現出較強的實驗基本功。部分選手能以輕松狀態應戰,其實驗設計簡潔、實驗過程迅疾、操作自然流暢、動作規范標準,顯示了深厚嫻熟的化學實驗功底,也充分展現大市代表隊的特色,彰顯化學實驗的強大魅力。
(2)創新亮點:實驗教學模擬展示中揚州代表隊的氫氣的性質探究,創新亮點是用電蚊拍引燃吹出的氫氣球、電子槍安全引爆保鮮袋中氫氣和空氣的混合氣體,現場效果很震撼,得到了評委老師和參賽隊的一致認可;鎮江代表隊的引入溶解現象的檸檬皮汁引爆氣球實驗也很有特色,現場評委參與度很高。
2.暴露的主要問題:
部分參賽選手缺少良好的心理素質和必備的實驗素養。如在二氧化碳制備中:洗氣瓶不涂凡士林或涂的部位不全、洗氣瓶除雜錯選試劑、不檢查氣密性等,直接后果是不能收集到純凈的二氧化碳,無法完成后續實驗;另外暴露的問題是審題不自信、實驗細節不規范。如不穿實驗服、不使用護目鏡、不帶乳膠手套、固液體取樣超過最少量、用自來水稀釋雙氧水、鑒別題試管取樣品時未標號、控制變量意識欠缺、玻棒滴管儀器亂放、不用的試劑直接倒入水池等。
2012修訂新課程理念下江蘇省第一次初中化學教師實驗技能比賽,實質是為了發展化學教師的專業道路,擴大實驗影響,讓廣大教育工作者和管理者都重視實驗,教學中做到開齊實驗,并創造性地利用實驗資源促進教育裝備的高效利用,從而達成規范辦學、均衡優質教育資源的目標。從某種意義上講賽會制仍是培養初中教師實驗操作技能和創新思想的有效途徑。初中化學教師若能端正對化學實驗的思想認識,以賽促教塑造實驗課堂,則一定能成為實驗技能過硬的化學名師。
1.注重實驗的啟蒙性和趣味性,激發學生的學習興趣促進終身學習。
例如:在教學“二氧化碳和一氧化碳”第一學時時,可以利用“可樂噴泉”這個小魔術創設情境引入課題,學生準備的曼妥思糖和雪碧汽水完成了神奇的噴泉實驗,牢牢吸引了學生的注意力,激發了學生的學習興趣,然后引導學生探究雪碧汽水中產生的二氧化碳,再揭示噴泉實驗的原理。繼續利用學生準備的雪碧汽水完成二氧化碳的性質探究實驗,利用身邊的常用品完成化學實驗,“注意從學生已有的經驗出發,讓他們在熟悉的生活情景和社會實踐中感受化學的重要性,了解化學與日常生活的密切關系,逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題?!边@正是我們追求的義務教育化學學科理念。同時教師應鼓勵學生在課外再做一些類似的注重啟蒙性和趣味性的化學實驗,讓學生親自體驗化學實驗的樂趣,愛上化學。
2.注重實驗的探究性和創造性,培養學生的科學素養和創新能力。
2011修訂的義務教育新課標指出:“讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程,在知識的形成、相互聯系和應用過程中養成科學的態度,學習科學方法,在做科學的探究實踐中培養學生的創新精神和實踐能力?!比缭诮虒W“易燃物和易爆物的安全知識”時,我用了一節課來讓學生探究實驗7-2粉塵爆炸實驗。教師利用廢棄生活品5L透明塑料油壺改裝了一套效果更佳的裝置如圖1,實驗現象更為明顯,不僅能觀察到爆炸現象,還能讓學生更清楚地觀察到粉塵的燃燒引起爆炸,激發了學生的探究熱情,紛紛躍躍欲試希望自己也能親手實驗成功。

圖1 教材裝置和5L油壺改進裝置
我們的教學應著眼于學生的最近發展區,努力創造探究性實驗讓學生有機會參與探究過程,教師應多鼓勵他們,從精神上支持他們,在理論實踐上給予強力支撐。在教師的幫助下,學生才能充分發掘自身的潛能,通過參與實驗探究加深對知識的理解、科學素養的提高。這樣的探究課堂往往會收到意想不到的教學效果。

圖2 學生小組合作的實驗效果圖
3.注重演示實驗的安全性和規范性,培養學生的環保意識和科學品質。
今天的初中化學課堂綠色化和生活化的化學實驗已被廣大教師廣泛運用,數字化實驗也逐步進入實驗教學實踐之中。圖3左圖在做人教版實驗2-3硫磺在空氣中和氧氣中的燃燒實驗時,用玻璃棒加熱后沾取少量硫磺固體來減少用量,借橡皮塞來形成封閉體系,最后滴入氫氧化鈉溶液吸收有毒氣體二氧化硫氣體。再如人教版有關一氧化碳與氧化銅的內容缺少實驗,我設計了如圖3右圖簡易演示實驗:課前收集一集氣瓶一氧化碳并用橡皮塞密封,課堂演示還原氧化銅:將與橡皮塞相連的膠頭滴管吸入2-3mL澄清石灰水,把螺旋狀光亮的粗銅絲放在酒精燈外焰加熱發紅后,離開火焰可觀察到銅絲被氧化變黑。趁熱插入一氧化碳的集氣瓶中,銅絲立刻恢復光亮的紅色,多余的一氧化碳可以點燃處理。簡易實驗簡潔高效,現象明顯。規范安全的化學實驗定會事半功倍。

圖3 改進實驗裝置案例
問渠哪得清如許,為有源頭活水來。初三化學教師在課堂教學中應重視和加強實驗教學,不斷地研究、探討、創新化學實驗,充分發揮化學實驗獨特的教育功能。教師應創造條件組織學生完成好8個義務教育階段必做的分組實驗,重視初中生科學探究能力的培養?;瘜W教師應鼓勵學生多開展微型實驗、家庭生活小實驗等。同時在實驗教學中,教師還應注意培養學生的實驗安全意識和環保意識,使其形成良好的實驗習慣,為學生的終身學習保駕護航。
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程的安全問題,在課堂形式設計上少了學生的分組實驗,部分學生未能進行實驗操作。其實,讓學生親歷實驗過程,他們才會有不同的體驗與感受,才會有不同的發現和表述。比如,固-液不加熱裝置氣密性的檢查,上臺演示實驗的同學課后向我提出:為什么在彈簧夾夾緊橡皮管之后繼續往長頸漏斗中加水的過程中出現水柱斷線,氣柱上下移動的現象?面對學生的疑問,我又和她一起重做了實驗,發現在繼續加水的過程中如果不注意傾倒方式,的確會出現上述情況。事實表明,教師要學會在課堂上“放手”,多給學生提供動手的機會,只有這樣,學生才能真正的成為課堂的主人。
參考文獻
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1008-0546(2015)10-0078-03
G633.8
B
10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.027