上海市市北初級中學 陳鹴怡
初中化學實驗情境是指在初中化學教學中,通過設計和進行實驗來呈現(xiàn)給學生的具體場景,旨在幫助學生理解和應用化學知識、培養(yǎng)科學思維和實驗技能。初中化學實驗情境通常包括這些要素:第一,實驗目的。明確說明實驗的目標,即期望達到的結(jié)果或觀察到的現(xiàn)象。第二,實驗材料和設備。列出所需的材料和設備清單,包括試劑、儀器、容器等。第三,實驗步驟。詳細描述實驗操作的步驟,以確保實驗可以被重復并獲得可靠的結(jié)果。第四,觀察和記錄。指導學生觀察并記錄實驗過程中發(fā)生的現(xiàn)象、變化或測量結(jié)果。第五,分析和解釋。引導學生根據(jù)觀察結(jié)果進行分析,并解釋所觀察到的現(xiàn)象或變化背后的化學原理。第六,結(jié)論和討論。鼓勵學生總結(jié)實驗結(jié)果,并討論與其他相關(guān)概念之間的關(guān)系,加深對化學知識的理解。
初中化學實驗情境可以涉及多個方面的內(nèi)容,如物質(zhì)性質(zhì)與變化、元素與化合物、酸堿中和反應等。通過實驗情境,學生可以親身參與實驗操作,觀察現(xiàn)象,收集數(shù)據(jù),并通過分析和解釋來探索化學原理。這樣的實踐經(jīng)驗有助于加深學生對化學概念的理解,培養(yǎng)他們的科學思維、觀察能力、實驗技能以及團隊合作精神。初中化學實驗情境的設計應當符合教學要求,注重安全性和可操作性;同時,激發(fā)學生的興趣和好奇心,使他們積極參與并享受科學實驗的過程。
第一,有利于產(chǎn)生學習動力。傳統(tǒng)化學復習更注重理論知識層面的教學,例如,課堂上主要是以“講”與“練”為主。周而復始,無論是學生還是教師都會覺得枯燥。將實驗情境用于復習,一定程度上能夠解決枯燥問題,基于實驗讓學生產(chǎn)生學習動力,使其積極參與其中。同時,實驗情境可以為復習提供一個明確的切入點,能夠為復習有序開展奠定堅實的基礎。第二,有利于轉(zhuǎn)變學生的學習方式。新課改指出,要通過有效策略轉(zhuǎn)變學生的學習方式,使其能夠全身心投入學習。通過實驗情境,能夠讓學生成為復習課的主人,而不是被動接受知識。在實驗過程中,可以引導學生科學質(zhì)疑,使其能夠主動思考以及參與師生互動、生生互動,不僅能夠改變學生的學習方式,而且可以對知識與技能加深印象,能夠獲得意想不到的復習效果。第三,有利于培養(yǎng)學生綜合分析能力。初三化學復習的時間很緊,不僅知識點比較多,而且覆蓋面也比較廣,對于學生綜合分析能力提出較高要求。傳統(tǒng)復習模式不重視該能力培養(yǎng),基于實驗情境,深入細節(jié)探索,對實驗器材、內(nèi)容、原理、環(huán)節(jié)等方面進行回顧以及創(chuàng)新,不僅能夠訓練學生的綜合分析能力,而且還可以孕育創(chuàng)新思維品質(zhì)。
以往的初中化學復習課上,教師善于通過框架、條文等方式對知識點進行羅列,幫助學生對知識進行梳理。該方法雖然有利于幫助學生快速掌握知識脈絡,但是比較枯燥,部分學生因此失去積極性,教師也感到乏力。例如,在復習“酸、堿、鹽”這部分知識時,通常是利用知識框架圖,引導學生對知識點進行總結(jié),然后對應地進行例題訓練。雖然這種復習方法具有一定的優(yōu)勢,但是不利于訓練學生的綜合分析能力、實踐能力等,最為關(guān)鍵的是會限制學生的發(fā)散思維。基于此,嘗試利用實驗情境對復習課進行創(chuàng)新,以“魅力噴泉”實驗為例,力求讓學生產(chǎn)生學習動力,從而全身心投入實驗中,能夠獲得意想不到的復習成效。
“酸、堿、鹽”相關(guān)知識與實驗是初中化學的重難點,而“魅力噴泉”實驗不僅趣味性比較強,而且實驗現(xiàn)象比較明顯,深受學生的喜歡。將“魅力噴泉”與“酸堿、鹽、的性質(zhì)”進行結(jié)合,對實驗進行改進與優(yōu)化,目的是改變枯燥感,引發(fā)學生深入思考與實踐,鍛煉其整合知識與應用知識的能力,這樣才能使其對知識與技能加深印象,從而應對各種實際問題。
(1)實驗儀器:鐵架臺、橡皮管、導管、橡皮塞、雙孔塞、Y形管×2、止水夾×5、注射器×4、燒杯×3、燒瓶×6。(2)試劑:紫色石蕊試液、稀酸鹽、硫酸銅溶液、大理石、酚酞試液、水、紅色石蕊試紙、濃鹽酸、濃氨水、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉固體。
(1)紅色噴泉。紅色噴泉主要是由氨氣所形成的噴泉實驗。首先,在氫氧化鈉固體中注入濃氨水,便會產(chǎn)生大量氨氣。其次,通過向下排空氣法對氨氣進行收集;同時,借助水對燒瓶中逸出的氨氣進行吸收,目的是避免出現(xiàn)污染。最后,將紅色石蕊試紙放到水中,當試紙變藍之后,意味著氨氣集滿;同時,在裝滿氨氣的燒瓶內(nèi)推入水,便能夠形成負壓,再將止水夾打開,將有酚酞的水滴入燒瓶內(nèi),便會出現(xiàn)紅色噴泉。
(2)藍色沉淀。藍色沉淀指的是硫酸銅溶液的倒吸實驗。首先,在燒瓶中注入濃鹽酸,目的是對氨氣進行吸收,然后會產(chǎn)生氯化銨固體,還有白煙。其次,裝置內(nèi)部已經(jīng)形成負壓,將止水夾打開之后,硫酸銅溶液就會被倒吸進入燒瓶內(nèi)部;同時,與殘留的氫氧化鈉產(chǎn)生反應,便出現(xiàn)了藍色沉淀。
(3)藍色噴泉。藍色噴泉指的是基于二氧化碳的噴泉實驗。在收集有二氧化鈉的燒瓶中,推入濃氫氧化鈉溶液,需要對注射器進行反復推拉,確保能夠充分接觸反應,這樣才能成功形成負壓;同時,將止水夾打開,在外界氣壓的作用下,能夠?qū)⒆仙镌囈簤哼M燒瓶之中,便可以形成藍色噴泉。
(1)以點帶面梳理知識點,完善知識體系。引導學生參與前面三組實驗,可以對相關(guān)知識點進行梳理,具體而言:第一,酸堿指示劑與酸堿性溶液的反應,即對于二氧化碳是否收集滿進行驗證時,可以將濕潤的藍色石蕊試紙放在燒瓶口,將會變紅。遇到堿性溶液時,紅色石蕊試紙會變藍、酚酞試液會變紅、紫色石蕊試液會變藍。第二,酸堿中和反應,主要是對鹽酸與氨水反應相關(guān)知識加深印象。HCI+NH3·H2O=NH4CI+H2O。第三,復習堿溶液與鹽溶液的反應,對氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液的反應進行回顧,從而加深印象,即CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。第四,復習氫氧化鈉溶液與二氧化碳的反應,對非金屬氧化物與酸堿溶液反應相關(guān)知識加深印象,即2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。第五,回顧酸與鹽的反應,通過大理石與稀酸鹽發(fā)生化學反應,從而制取二氧化碳氣體,即CaCO3+2HCI=CaCI2+H2O+CO2↑。
(2)結(jié)合實驗操作達到預期復習目標,包括:第一,學生通過仔細觀察實驗現(xiàn)象,能夠?qū)ζ溆^察能力進行鍛煉。第二,結(jié)合實驗原理進行實驗操作,可以對學生的思維能力、嚴謹分析能力等進行鍛煉。第三,幫助學生梳理知識點,形成完善的知識框架,可以對其知識整合能力進行鍛煉。
傳統(tǒng)復習模式常常會讓學生感到乏味,這是復習無法達到良好效果的原因之一,所以借助實驗情境制造視覺沖擊。實驗過程中會有藍色噴泉與紅色噴泉,在美麗的顏色以及震撼的視覺效果下,學生會感受到化學獨有的魅力,這樣能夠讓枯燥的化學復習課變得有趣味。隨著學生發(fā)動思維,那么效果也會更好。
既然實驗情境能夠在復習課中發(fā)揮巨大作用,那么如何設計類似實驗情境呢?第一,將實驗情境用于復習課,不是簡單地將新授課的實驗進行拼湊,建議能夠以該實驗為基礎進行優(yōu)化與變通,盡量讓學生看到新的實驗,這是讓學生產(chǎn)生動力的關(guān)鍵。第二,結(jié)合知識點和實驗情境要素,可以自創(chuàng)一些實驗器材。第三,化學教師需要加強學習,了解化學領(lǐng)域的前沿知識,將一些先進的理念、器材等用于改善傳統(tǒng)實驗,也會獲得意想不到的效果。
綜上所述,基于“魅力噴泉”這樣的實驗情境對復習課進行創(chuàng)新,能夠為學生帶來全新的復習課堂,讓學生從枯燥乏味的氛圍中走出來,能夠激發(fā)學生的學習興趣;同時,隨著實驗情境的深入,學生可以親身實踐掌握知識與技能,達到更好的復習效果。