陸軍芳
(甘肅省古浪縣第四中學,甘肅古浪 733127)
初中是學生化學實驗探究興趣和技能發展的黃金時期,趣味化學實驗以滿足學生興趣需求為基準,將其引入化學課堂不但可以煥活學生的情感和思維,更有助于顯著提升學生的化學實驗探究水平。為此,教師應當明晰趣味化學實驗在初中化學教學中的應用意義,結合化學實驗流程,將富有新意的教學材料、方法融入化學實驗活動,凝聚學生的感官注意力,促進學生探究、互動、實操和創新,從而為初中化學實驗教學指導提質增效。下面我們就對趣味化學實驗的應用展開淺析。
初中化學教學領域的趣味化學實驗,主要是指從學生的化學能力、興趣愛好以及心理期待出發,開采日常生活、互聯網平臺中的化學實驗資源,以小組合作學習、問題導學、任務驅動、師生互動等形式構建的化學實驗教學模式。趣味化學實驗和傳統實驗相比較,資源更加豐富、形式更加新穎、教學便捷性更高,更能助力教師突破化學實驗改革困境。經過化學學情調查和廣泛的理論實驗研究,筆者歸納整理了趣味化學實驗在初中化學教學中的三點應用意義:
第一,應用趣味化學實驗有助于增強學生實驗學習主動性。化學實驗的內容和流程具有抽象性和復雜性,大部分學生對參與化學實驗探究都缺乏天然的內驅動力,導致實驗教學質量難以得到保障。趣味化學實驗在初中化學教學中最顯著的實施意義,就是有助于增強學生實驗學習主動性。如教師開展化學實驗時,可以借助生活場景以及多媒體素材為學生揭示化學實驗課題,這些都是備受學生喜愛的學習內容,不但能夠使學生迅速建立對化學實驗課題的具象感知,也能輕松化解學生開展化學實驗學習的畏難情緒,從而點燃學生探秘化學實驗的熱情。
第二,應用趣味化學實驗有助于學生掌握實驗探究技能。初中化學實驗教學強調對學生實驗探究技能的培養,以往的實驗教學手段較為枯燥,對學生實驗探究技能的力量效用不夠明顯。在初中化學教學中實施趣味化學實驗的優勢在于幫助學生熟練掌握實驗探究技能。如教師在向學生傳授化學實驗操作技巧時,可以利用信息化演示課件,生動立體地向學生滲透實驗操作的注意事項,細致入微的展示實驗安全和控制方法,這樣不但更契合學生興趣點和思維發展規律,也能給學生留下深刻的印象,從而全面提高學生化學實驗探究技能和素養。
第三,應用趣味化學實驗有助于學生協作學習、實踐創新。新時期的初中化學實驗教學追求完善學生自主學習、合作學習以及實踐創新的能力品格,應用趣味化學實驗能夠促進上述目標的達成。趣味化學實驗以小組合作學習貫穿全程,教師化身為組織者、策劃者和啟發者,向學生提出實驗問題、發布實驗任務,如何解決問題和任務由學生合作決策。學生可以自主搜集資料、制定和改進實驗方案,教師從旁協助和點撥,在這個過程中,學生的協作學習、實踐創新能力飛速提升,化學觀點、實驗思維也能得到有效的交融互補,從而促進學生開展個性化實驗探究,培育化學素養和綜合能力,彰顯趣味化學實驗的應用價值。
學生在開展化學實驗學習之前,對實驗主題、內容都知之甚少,教師如果貿然將實驗知識灌輸給學生,學生理解、消化的難度非常大,在化學實驗中的生成狀態也不夠活躍。從情境認知理論來說,利用與化學實驗課題有關的材料創設情境,能夠避免學生思維渙散,同時使學生了解實驗主題和目的。因此,教師在初中化學教學中應該創設趣味化學實驗導入情境,甄選生活材料、互聯網資源,布設有趣有味的實驗情境,引導學生感知化學和生活的貼近性,吸引學生主動參與實驗探索,從而實現化學趣味實驗的初步應用。相關導入情境創設策略如下:
第一,創設生活視野下的趣味化學實驗導入情境。化學在生活各領域都有著廣泛用途,教師創設趣味化學實驗導入情境時,應該優選生活材料。例如,在有金屬材料的化學實驗課上,教師就可以在互聯網平臺搜集金屬材料的生活用途資料,如家用電器、交通工具、航空航天等方面的用途,以文本說明和圖片等形式向學生展示資料,同時引導學生交流:“同學們,通過了解金屬材料的生活用途資料,大家有什么收獲?”學生探討后表示:金屬材料可以讓生活更便利,推動航天航空事業發展。教師做小節并引出化學實驗課題:“的確如此,金屬材料無時無刻不再改變著我們的生活,使生活更現代化、更美好,今天我們要研究的化學實驗課題就關于金屬材料的化學性質,掌握這些知識,也許你也能成為新型設備的開發者呢!”通過生活情境的激趣和引導,學生會對趣味化學實驗產生強烈的參與動機[1]。
第二,創設基于化學史料的趣味化學實驗導入情境。化學史料集知識和趣味于一體,適用于教師創設趣味化學實驗導入情境的需要。教師在應用時,應該根據化學實驗課程知識點,在互聯網平臺搜集說明化學發展的里程碑、轉折點的史料,富有方法論意義的史料,以及科學家艱辛研究、不畏失敗、不懈探索的史料。以圖文結合形式呈現化學史料后,教師要跟進導言:“同學們,從這些化學史料中,大家是否獲得心靈和智慧的啟迪?能說說你的感想嗎?”學生隨即展開激情討論,且一致認為化學史中的方法論值得在實驗探究中借鑒,科學家的研究和求知精神應該被承襲,教師順勢揭示化學實驗課題:“實驗是科學家發現和驗證化學規律的主要手段,今天我們就重走科學家的研究歷程,去實驗中感受化學變化的魅力!”這樣實驗課堂就流溢趣味的光芒,學生的化學人文素養也得到發展。
教師在初中化學教學中實施趣味化學實驗,落實有效的課題導入之后,還應該加強組織開展趣味橫生的小組探究活動。制訂實驗方案是化學實驗教學的關鍵流程,以往教師會預制好實驗方案,學生在實驗探究時照章執行,這個過程中學生參與感極低,自主、合作學習能力也得不到切實歷練。在新時期的趣味化學實驗模式中,教師策劃小組探究活動時,應該將化學實驗方案制定轉化為任務,分配給各小組學生協作完成,鍛煉學生知識運用、資料搜集、探討決策、實驗方案設計等能力,從而激揚學生化學實驗興趣和個性品質,助推化學三維目標的突破。相關教學策略如下:
第一,引導學生提出實驗猜想,發布實驗方案設計任務。在這一步,教師應該先利用多媒體素材展示化學現象,然后設問引導學生提出實驗猜想。如在探究化學物質性質的實驗課上,教師就可以呈現相關的圖片或視頻資料,同時設問:“同學們,觀察圖片/視頻中的物質變化現象,大家認為該化學物質可能具有哪些性質?請大家根據物質的結構和用途,對其性質展開合理預測。”學生在演算紙上寫出該物質的結構式,思考后紛紛提出假設,并說明自己的理論依據,教師再趁熱打鐵發布化學實驗方案設計任務:“同學們提出的猜想都有一定的道理,那么如何檢驗猜想是否站得住腳呢?下面請大家分組合作,根據猜想、運用化學知識技能,設計實驗方案證明性質猜想。”有趣的探究任務瞬間調動學生思維活性。然后教師在多媒體屏幕上出示實驗室現有的設備和藥品,讓學生結合實驗室條件設計方案。學生合作共議期間,教師可以滲透必要的啟發。如某組學生猜想物質具有弱酸性,教師可以提示學生從證明存在電離平衡、測定對應鹽溶液的酸堿性,以及測量在稀釋前后的pH 值變化三方面確定實驗方案的設計思路。再如,某組學生假設物質具有還原性,教師也可以啟發學生從實驗室氧化劑中尋找方案設計靈感,這樣各組學生都能順利構建化學實驗方案框架[2]。
第二,開放互聯網搜索平臺,支持學生改進和完善實驗方案。各小組學生完成化學實驗方案的框架設計后,還有一些細節尚需完善。在這一步,教師應該讓各組互相審閱實驗方案,指出方案設計不足,然后把互聯網搜索平臺開放給學生,鼓勵學生針對方案缺陷、自主查閱資料,對化學實驗方案進行改進。如某組學生被指出并未在實驗方案中明確標出每種化學藥品、試劑的用量,教師就可以發動學生自主在互聯網搜索引擎中輸入實驗課題關鍵詞,找到相關的藥品用量數據信息,填寫到實驗方案材料表中,這樣在小組探究和任務驅動下,學生就能高效設計完成化學實驗方案,實驗教學趣味性也顯著提升[3]。
趣味化學實驗在初中化學教學中應用的第三道流程,就是實施操作指導,各組學生雖然已經具備較為完善的實驗方案,但是在實際操作中,難免會產生一些不規范的操作,致使預期中的實驗現象難以生成,或影響學生實驗探究安全。教師若是口述實驗操作規范,學生傾聽和記憶的興趣不高,也無法完整識記操作要點。為此,筆者建議教師實施趣味化學實驗操作指導,采用動畫形式的實驗演示課件,助力學生了解化學實驗操作中的注意事項,使學生學習和掌握起來更加順暢,從而增強學生化學實驗探究能效。相關教學策略如下:
教師應該根據學生所制定的化學實驗方案的具體內容和步驟,在互聯網資源庫中搜集對應的動畫課件,利用動畫課件向學生演示化學實驗的操作規范。以有關氣體制備的化學實驗課程為例,學生設計的實驗方案包括反應原理、發生裝置、凈化干燥、收集或反應、尾氣處理五項主要內容,其中學生在裝配發生裝置、收集氣體時容易出現操作錯誤。對此,教師實施趣味化學實驗操作指導時,就可以播放動畫形式的發生裝置裝配以及氣體收集演示課件,比如操作S+S 的氣體發生裝置時,動畫演示內容為試管口略向下傾斜,試管夾夾在試管的中上部,藥品平鋪于試管底部,檢驗裝置氣密性以及先預熱并應用外焰加熱。再如,進行氣體收集時,動畫課件演示內容為:導氣管盡可能伸入集氣瓶底部,瓶口放置玻璃片和棉花,收集完畢后緩緩撤出導管、蓋上玻璃片,將集氣瓶正放在實驗臺上,在瓶口外沿涂抹凡士林防止漏氣。在學生觀看完動畫演示課件后,教師就可以讓學生正式投入化學實驗操作,并在此期間在多媒體屏幕上循環播放課件,便于學生參照著操作。教師持續巡視學生實驗過程,指導各組學生每完成一個實驗操作步驟后都仔細觀察和記錄實驗反應現象,這樣教師就達成趣味化學實驗操作指導目標,學生也嚴謹、規范地完成實驗項目,從而培養學生一絲不茍的化學實驗操作意識[4]。
實驗現象分析和結果論證是化學實驗的重要環節,過往教師通常在讓學生檢驗實驗猜想是否成立后,就出示教材中的化學概念,這往往會降低學生的實驗結論學習興致。為此,在化學實驗現象分析和結果論證環節,教師應該巧用趣味化學實驗教學用語,如諧音歌訣、口訣、順口溜等等,幫助學生記憶和理解化學實驗結論,從而實現教學用語幽默化、趣味化,提升趣味化學實驗的應用有效性。相關教學策略如下:
首先,教師應該先引導各小組學生結合實驗記錄,對實驗現象和結果展開分析,探討并明確實驗現象和結果與實驗開展之前提出的猜想是否一致。學生交流后反饋:結果和猜想一致,教師再讓學生運用自己的語言歸納概括實驗結論,把學生概括的內容記錄在多媒體屏幕上。接下來,教師對學生說:“同學們請看屏幕內容,大家歸納的雖然比較全面,但是語句有些混亂,老師有個小妙招能幫大家快速熟記這些知識點,大家想不想知道是什么?”學生齊答:“想!”教師隨即在多媒體屏幕上出示準備好的化學口訣,和學生概括的內容作對比,學生誦讀后都表示:化學口訣不僅語言風趣,而且能高度概括化學實驗結論。最后,教師再引導學生將化學口訣和教材概念相比較,一一對應地找出口訣字詞所指代的化學概念,和同伴互相問答化學實驗的現象和特點,鼓勵學生把化學口訣摘記到實驗筆記上,這樣學生就能扎實記憶和理解實驗結論,趣味化學實驗在化學教學中得到圓滿實施[5]。
總而言之,教師在具體實施趣味化學實驗時,應該采用生活材料和化學史料創設實驗導入情境,開展小組探究及任務驅動,引導學生制定化學實驗方案,同時利用動畫演示課件進行實驗操作指導,巧用化學口訣輔助學生記憶理解實驗結論,從而達到趣味化學實驗在初中化學教學中的科學應用目標。