淺談自制教具在中學化學實驗教學中的應用方法

摘 要：高中化學是實驗性和操作性較強的學科，尤其是在化學實驗教學中教師對學生的動手實踐能力提出了較高的要求。教學中，教師可引導學生進行自制實驗教具，開展教學活動，既可激發學生對化學學習與探究的興趣，又可培養學生善于思考、敢于創新實踐的能力。文章主要介紹了自制教具在高中化學實驗教學中的應用方法，以供參考。

關鍵詞：高中化學;自制教具;教學方法

一、 前言

近年來，隨著高中化學實驗室建設不斷完善，很多常規性化學實驗器材基本上能夠滿足教師的日常教學需求。但是基于常規性器材的化學實驗在內容或教學方法與形式上大致相同，僅僅發揮了化學教學的一般性教學作用，無法充分發揮教師在實驗教學中的優勢和特點。此外，一些實驗室的器材在使用過程中也存在一些問題影響化學實驗效果，不能有效發揮實驗教學的意義和價值。針對此類問題，需要化學教師在教學中引導學生開展制作教具活動，既能彰顯化學學科的實用性特點，又能幫助學生理解化學問題。

二、 應用自制教具，提升教師實驗教學能力

在高中化學教學中，教師通過引導學生自制實驗教具的方式，可以激發學生創作興趣和動機，在教具創作過程中必然涉及科學、生產技術等方面的知識，對開闊學生視野和拓展能力具有積極意義。此外教師也能夠借助自制教具的教學活動提高教學能力，方便對學生開展針對性教學。在素質教育深入開展的教育背景下，教師教學素養和水平也需要不斷提升，才能更好地發揮教師的教學能力和作用。通過高中化學自制教具活動為教師的技能提升創造了有利條件，教師只有在教學中不斷創新方式，磨煉能力，才能不斷提升教學水平。如在“物質的檢驗與鑒別”實驗中，如何檢驗火柴頭含有硫元素成分，若按照教材的操作方法進行實驗，雖然實驗裝置和方法比較簡單，但是卻至少需要兩個人才能完成實驗，不便于操作。在實際教學時，教師可指導學生將軟硬度適中的銅芯電線圍成一個“八”字形的支架，用兩端分別固定兩個燒杯（如圖所示），在實驗時先將燒杯固定好，再在燒杯中加入液體，等到甲燒杯中收集到足夠的氣體后將兩個燒杯合攏，這樣一個人便可將實驗操作完成。通過對實驗的改進，不僅提高了課堂實驗教學效果，而且通過創新教學方法有助于培養學生的綜合素養。因此教師在教學中應積極主動地引導學生對化學知識活學活用，指導學生自制教具，使化學真正地融入學生學習和生活中，不斷提高化學學習效果。

三、 應用自制教具，激發學生化學實驗興趣

就化學學科來講，其主要是將微觀層面原子、分子等作為重點研究對象的，這也決定了其本身抽象性特點。但是反觀實際生活中的化學現象，則是能夠親身體會和感受到的。在化學實驗教學中強調與學生日常生活的聯系，是提升化學實驗教學質量的有效方法。而將自制教具應用到中學化學實驗教學當中，一方面可以使學生充分認識到化學與日常生活的緊密聯系;另一方面也能幫助學生更好地理解化學知識，激發其化學學科興趣。同時，在自制教具活動實踐中，學生可深入生活中挖掘有使用價值的材料，并以親手操作為路徑來演示化學實驗現象，是深化學生對化學知識認識的重要方式。

例如在學習水電離等相關知識時，教師指導學生自制實驗裝置，在微電流傳感器和溫度傳感器的依托下幫助學生更好地掌握水的電離會跟隨溫度而變化的性質;又如在學習碳酸氫鈉這一內容時，可以指導學生自制碳酸飲料，以此開展教學活動。由于碳酸飲料是學生日常生活中比較喜歡的飲品，所以在制作過程中極容易激發學生的學習興趣，注意力也十分集中。此外，通過碳酸飲料的制作，學生對碳酸氫鈉與檸檬酸發生反應生成二氧化碳、與水反應生成碳酸等實驗原理有更加充分的了解與掌握，化學學科的魅力也由此彰顯。

四、 應用自制教具，提升學生的實際動手能力

通過總結與分析高中化學實驗教學內容可以看出，其中不僅僅含有基礎性的化學知識，而且也包含著難度較高、不易理解的內容。對基礎性知識來講，總結與分析是后續進行深層次化學知識學習的基礎所在，而復雜化學知識的學習，則是拓展學生思維、引發學生深思的重要途徑。所以教學中指導學生自制教具可實現對化學知識的深入了解與掌握，有效鍛煉其動手操作能力，同時，在制作時還可以鞏固化學實驗原理，幫助學生理解和記憶復雜的化學知識，明晰化學實驗操作步驟，從中感悟到化學實驗具有的樂趣。以鈉的相關知識點為例，教材中為學生展示了以下實驗過程：首先，要利用提前刺好小孔的鋁箔將切好的鈉包裹住;其次，利用鑷子將其放置在盛滿水的小試管的燒杯中，待試管中收集的氣體滿后，將試管倒放并緩慢向酒精燈點燃。這一實驗主要是讓學生掌握氫氣是鈉和水發生反應后的產物之一。但是從實際角度來講，由于鈉太小，夾起困難、鋁箔包鈉松緊度無法合理控制，以及收集氫氣過程極容易發生手與氫氧化鈉溶液接觸等因素，都導致此實驗過程相對困難。所以可以鼓勵學生將原有的實驗進行改進，依照以往實驗器材和步驟自制教具，改善實驗程序，從而保證實驗的順利完成。具體來講，首先，學生準備了一個容量為250mL的燒杯，接著分別放入100mL水和50mL煤油，之后根據想要獲得氫氣的速率放入適量的金屬鈉。在鈉上方位置需要放置一個倒放的漏斗，漏斗頸端置入一個倒扣的試管，利用排空氣法實現對產生氣體的收集，最后按照教材中呈現的方法對氣體進行檢驗。甚至有的學生直接在漏斗頸端將氣體點燃。經過自制后，實驗過程操作性更強，既避免了用鑷子夾鈉的過程，又防止了反應過于激烈和手與溶液接觸的情況，所產生氣體為H2也得到了充分證明。

五、 應用自制教具，增強課堂師生互動效果

在化學實驗教學中，不僅需要教師講授實驗方法，傳授理論知識，而且需要不斷引導學生開展有效的學習。如在自制教具活動中，部分教師會將實驗的目的和教具的使用目的告訴學生，然后由教師制作教具，這雖然對學生能夠起到一定的引導和優化教學方法的作用，但是使學生缺乏操作性。而如果由學生自行制作教具，可以在一定程度上激發學生的創造和想象能力，有助于學生從中對實驗方法進行創新。在實際的課堂教學中，教師應積極為學生創設良好的自制教具的氛圍，引導學生積極參與自制教具的實驗活動，有效實現師生的課堂互動，促進提升教與學的整體效果。所以通過自制教學可以有效發揮學生在實驗學習中的主體作用和教師的引導作用，不斷增強師生的課堂互動性。教師在引導學生制作教具過程中應指導其依據自身的實際情況進行實驗，如遇到問題或操作障礙時應及時反饋給教師，由教師給予輔助性的幫助和引導。如在分子晶體和原子晶體教學中，一般情況下，教師會通過多媒體進行課件演示，而幾何圖形的演示效果并不理想，學生在實際操作過程中還是存在很多不理解的問題，此時教師指導學生利用乒乓球自制教具，將其四周粘貼一些活動的分子模型，這樣方便學生理解和操作。這時學生對問題的理解就更加的形象化。這樣通過課堂的互動，更好地幫助學生理解化學自制教具的有效性。此外隨著化學新課改的不斷深化，化學教學更加注重對學生的開放式教學，不僅要調動其化學學習積極性，還要不斷培養學生在化學實驗中的質疑能力，促使其在質疑中不斷提升自身的知識水平。在課堂教學中，學生質疑也是對知識的深入學習的重要體現，在幫助學生解決質疑問題時，師生之間能夠建立起有效的溝通橋梁，使得師生之間增強相互信任和尊重，有助于構建和諧的師生關系，而在自制實驗道具的過程中，通過教師的輔助指導，幫助學生深入理解化學實驗中的問題，進一步促進師生和諧關系的建立，為順利開展自制教具的教學活動創造有利條件。

六、 應用自制教具，培養學生環保意識和創新能力

在高中化學教學中，教師在指導學生自制教具的過程時，可以培養學生環保意識和創新能力。首先在制作教具時學生能夠有意識地去尋找可利用的資源，教師要引導學生在保證安全的前提下，收集廢棄的電線、廢舊的瓶子等，然后不斷啟發學生依據教材內容對這些廢棄的物品進行創新設計，以此達到化學實驗教學的目的。在對教具進行創新時應讓學生積極利用自身的知識結合創新和現象能力控制好自制教具的過程，引導學生留心觀察生活中的事物和現象，激發學生的創造潛能。如在“銅與濃硝酸的反應”實驗中產生二氧化氮氣體，在該實驗中教師可引導學生對使用器材進行優化，如使用具支試管，同時在試管的支管上套上一段橡皮管，并綁上氣球，目的是防止其漏氣，接著在單孔橡膠塞上插上自制的長滴管，利用該滴管取出30%的氫氧化鈉液體，在具支試管內放入一個銅片，接著倒入約2毫升的濃硝酸，快速地將試管封閉，觀察實驗反應，此時會形成大量顏色為紅棕色的氣體，反應后的液體變成了藍色，由于裝置中安裝了小氣球，能夠有效防止生成的二氧化氮氣體外漏，溶液反應結束后，將滴管中的溶液滴入試管中，直至反應完。通過對此實驗裝置的優化設計，可以讓實驗的整個過程在十分封閉的環境下進行，溶液反應后產生的氣體收集效果明顯，不會對環境造成污染，相較于常規的實驗教具效果更佳。因此通過引導學生在自制實驗教具的整個環節中逐漸培養其環保意識，激發學生借助已有教具對實驗進行優化和創新的興趣，有助于提高實驗教學效果和質量。

七、 結語

綜上所述，自制實驗教具在高中化學教學中能夠發揮重要的作用，可提高課堂教學效果，促進教師創新教學方法，提升教學能力。同時對培養學生化學素養具有重要的意義，可以有效激發學生對化學知識和實驗的學習興趣，調動其主動參與性，使其樹立環保意識、激發創新能力等。因此在實際的教學過程中，教師還應不斷地根據化學教學大綱和教學實際情況引導學生創新更多的自制教具，在確保化學實驗教學質量的基礎上，不斷培養學生化學創新能力，提升高中化學教學質量。

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作者簡介：

黃曉旋，福建省泉州市，泉州市培元中學。