開展趣味化學實驗 優化初中化學課堂教學

王學恩

(甘肅省舟曲縣第一中學,甘肅 甘南藏族自治州 746300)

新修訂的義務教育化學課程標準從發展學生核心素養的角度出發,明確要求要“開展以化學實驗為主的多樣化探究活動”.基于此,在初中化學教學指導中,教師可以將趣味實驗引入課堂,優化設計,促使學生認識化學,學好與用好化學,同時也實現新課標的落地實施.

1 開展趣味化學實驗,優化課堂教學導入

在初中化學課堂上,開展趣味化學實驗是課堂導入的重要方法之一.相較于常規實驗而言,趣味化學實驗充分體現了化學的魅力,可以很好地調動學生的好奇心,激發學生的學習興趣,也利于培養學生的思維能力和動手能力.基于此,教師們應提高對課堂導入環節的重視,結合教學內容探索設計多樣化的趣味化學實驗,吸引學生的注意力,讓學生完成心理上的過渡,主動參與到新知的探究中來.

例如,在探究“濃硫酸的腐蝕性和脫水性”的課堂上,教師在導入環節為學生演示了“白糖變黑面包”的實驗:往燒杯中倒入蔗糖和少量水,再注入一定量的濃硫酸,用玻璃棒迅速攪拌,可觀察到蔗糖迅速變黑,并逐漸膨脹成“面包”狀,同時燒杯壁明顯發燙并有大量水霧.面對實驗中激烈的反應現象,學生發出了驚嘆,同時也對“為什么會發生這樣激烈的反應”產生了好奇.教師則趁機導入新知,讓學生認識濃硫酸的強腐蝕性和脫水性,進而理解實驗原理:白糖的主要成分是蔗糖,蔗糖屬碳水化合物,遇到具有脫水性的濃硫酸,會失水炭化變黑,同時濃硫酸具有強腐蝕性,能將炭氧化為二氧化碳,這兩個反應都是放熱的,使糖形成多孔膨松的“面包”,并釋放出大量的水霧.

在這一案例中,教師利用一個簡單有趣的化學實驗為學生帶來了直觀且激烈的視覺效果,激發了學生對化學現象的好奇心,這樣接下來的新知導入也就變得順理成章了[1].

2 開展趣味化學實驗,突破課堂學習重難點

課堂教學時間有限,要想讓學生在有限的時間內實現有效學習,教師必須要在課前做好充分的準備,明確教學重難點.在初中化學教學中,教師可以引入趣味實驗,提示學生哪里是重難點知識,同時也讓學生在愉悅的氛圍中潛移默化地接受、理解化學原理.

例如,在“酸和堿的中和反應”的教學指導中,教師明確教學重難點,即讓學生知道什么是中和反應以及理解中和反應的實質.在突破難點的過程中,教師演示趣味實驗對比:向氫氧化鋇溶液中滴加稀硫酸,出現明顯的實驗現象;向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸,無明顯的實驗現象.這樣的實驗差異,激起了學生對酸和堿反應的探究興趣.接下來,引導學生重點探究氫氧化鈉和稀鹽酸的反應,分析酸和堿反應生成鹽和水,并通過課堂練習和微觀演示,進一步引導分析中和反應的實質[2].最后,在“做一做”“辯一辯”環節突出重點,讓學生知道什么是中和反應;通過“寫一寫”“拼一拼”環節突破難點,學生利用卡片拼出氫氧化鈉和氯化氫在溶液中的解離,理解中和反應的微觀過程,得出中和反應的實質.

3 開展趣味化學實驗,提升學生思維能力

思維發展是一個漫長的過程,部分學生在被動的學習環境中失去了探索創新的動力,甚至陷入了思維僵化的困境.針對此,在初中化學課堂指導中,教師可以引入趣味實驗,激活學生思維,啟發學生創新思考,逐漸提升學生的思維能力.

例如,在“燃燒”相關知識的探究中,教師在課堂上引入了“瓶‘吞’雞蛋”的趣味實驗.在演示過程中,教師先將煮熟后的雞蛋剝開蛋殼,將雞蛋直接放在瓶口,要求學生觀察雞蛋發生的現象.然后將小蠟燭插在雞蛋頂端,點燃蠟燭,將其放入瓶中燃燒,并用雞蛋堵住瓶口,要求學生繼續觀察此時雞蛋發生的現象[3].通過觀察學生發現:剛開始時雞蛋被卡在瓶口無法掉入瓶中,當把插在雞蛋上的小蠟燭點燃并放入瓶中燃燒后迅速用雞蛋堵住瓶口,此時雞蛋就會完好無損地掉入瓶中.針對這一有趣的現象,教師組織學生展開了思考,讓學生運用所學掌握的知識和進行理性分析.在教師的啟發下和學生集思廣益下,實驗原理逐漸被揭開:雞蛋堵住瓶口,隔絕了外部空氣,蠟燭燃燒會消耗瓶中的氧氣并產生二氧化碳氣體,但反應后氣體的總體積會減小.當瓶內氧氣被消耗完時,蠟燭熄滅,此時瓶內的氣體壓強變小,當外部大氣壓大于瓶內氣體壓力時,雞蛋受到外部大氣壓的壓力就發生彈性形變進入瓶中.教師對學生的探究給予了充分的肯定,并指導學生書寫實驗中燃燒反應的化學方程式,以體會化學符號化的特征.

在上述教學案例中,教師利用趣味實驗激發學生思考的熱情,并借助探究科學原理的任務,引導學生實現從感性到理性的思考,進而發展了科學思維能力.當然,在新課標的指導下,初中化學教師應進一步認識在實驗教學中融入科學思維的重要性,結合教學中的疑難點的探究突破,發展學生證據推理,建構思維模型,提升科學思維;有意識引導學生提出問題,大膽預測,進而再探究,分析解釋得出實驗結論,進而概括形成解決問題的思維模型并將這種思維模型用具體的化學符號用語表示出來;引導學生改進實驗方案,培養學生的質疑能力,啟發創新思維.這樣才能有效落實新課標要求,促進學生學科核心素養的全面發展.

4 開展趣味化學實驗,鍛煉學生實踐能力

科學探究與實踐是初中階段學生化學核心素養發展的重要維度.正所謂“紙上得來終覺錢,絕知此事要躬行.”在化學課堂上,參加實踐探究是激發學生科學探索熱情、認識化學的奇妙與魅力的重要途徑.讓學生在趣味性、創造性的氛圍中主動參加實驗,積極展開科學探究,以提升學科核心素養.

例如,在“燃燒和滅火”這一課的教學設計中,教師設計了四條教學主線,即“情境線”、“問題線”、“知識線”和“能力線”,并在每一個主線中恰當地引入趣味實驗,促使學生主動探究“燃燒”和“滅火”背后的化學知識.其中在即“情境線”,教師創設情境將化學課堂與生活場景相結合,引導學生復習了燃燒的三個條件后,引入了“掌控火初體驗”趣味實驗.在實驗中,教師提供了紙屑、固體酒精、干樹葉、石蠟等工具,讓學生分組實驗嘗試自由選擇器材,并改變各種條件進行生火,并真切地感受“生火不快、馭火不易”的道理.在“能力線”,教師對常規實驗進行趣味化處理,要求學生通過小組合作的方式探究如何才能讓火燒得更旺.學生結合生活經驗和所學知識,紛紛采取了扇風、支三腳架、加高錳酸鉀等方法進行優化處理,改善火燃燒的狀態,同時也在教師的引導下說出這樣做的原因.此外,在“問題線”和“知識線”的引導中,教師利用短視頻為學生展示生活中滅火的場景,引導學生落實燃燒的發生需要條件和調控條件,體會“馭火有方,滅火有策”的道理.

在這一教學案例中,教師在不同教學環節插入趣味實驗,為學生提供科學探索和實踐的空間,激發了學生的實驗興趣,也鍛煉了學生的動手能力,培養了學生的科學思維.

5 開展趣味化學實驗,促進學生鞏固知識

復習課是初中化學常見的課型之一.從課堂的開展情況來看,由于課堂所學知識已經是舊知,加上學模式單一沉悶,許多學生學習興趣不足,難以在復習中達到鞏固知識的效果.針對此,在初中化學復習課堂上,教師可以借助趣味化學實驗來豐富教學內容,調動學生的學習興趣,促進學生主動回顧、梳理所學知識.

例如,在復習“二氧化碳”相關內容時,教師在課堂上首先明確展示問題任務:(1)二氧化碳是誰?(2)二氧化碳從哪里來?(3)二氧化碳到哪里去?學生在問題中了解本節復習課的重點,并提高復習的目的性、針對性.接下來,教師通過趣味實驗“仙境”引出固體二氧化碳(干冰),激發學生的學習、復習興趣,促使學生分析實驗中“仙境”效果背后的化學原理.在實驗的啟發下,學生通過宏觀現象到微觀辨析,了解了二氧化碳的微觀表示和化學用語,回答了“二氧化碳是誰?”這一問題.接下來,進入探索“二氧化碳從哪里來?”的環節.教師利用生活中常見的材料和工具,如小蘇打、白醋、石灰、蠟燭、礦泉水瓶、塑料杯、打火機、鐵絲、空瓶、軟吸管、剪刀等,組織學生展開趣味實驗,并制取二氧化碳.在實驗過后,教師引導學生探究背后的化學原理,回顧反應化學方程式,理解二氧化碳的來源.此外,教師還利用短視頻拓展教學,讓學生了解自然界中二氧化碳的來源,進而對二氧化碳形成更加全面的認識.最后,二氧化碳到哪里去?教師利用視頻展示“碳捕捉”和“碳釋放”兩個趣味實驗,并結合現實生活引出“碳達峰”“碳中和”的概念,鍛煉學生書寫二氧化碳的消耗化學方程式,以檢驗學生對二氧化碳的化學性質的了解,完成知識的復習和鞏固.

6 開展趣味化學實驗,引導學生學以致用

化學是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一.在初中階段,學生在接觸化學后,對這門學科的內容有很大的好奇心,同時也具備了一定的探究能力.隨著知識的積累,學生對于問題的探究已不僅僅停留在課本內容,而是開始聯系現實生活,希望在生活中運用化學知識解決問題.針對此,教師應為給學生提供更多動手實踐的機會,引導他們回歸生活、運用化學,拓寬他們思維的廣度和深度,進而實現學科核心素養的全面發展.

例如,在學習了“酸和堿的化學性質”相關內容后,為了讓學生理解化學與生活的緊密聯系,感受化學的無限魅力,鍛煉學生的動手實踐能力、創新能力,教師組織學生回歸生活,展開趣味實驗,即應用油脂在堿性條件下的水解反應原理制作手工皂,并將制作過程用視頻記錄下來,進而在課堂上加以展示.學生在課后積極探索,利用植物皂基、色素、香精、基礎油、加熱裝置等器材,展開探索,制作出色彩、造型各異的香皂,同時也梳理了制作過程中的化學反應,并在課堂上分享、互動,體驗了化學的魅力,也感受到了用化學創造生活的樂趣.

在這一案例中,教師將化學課堂學習內容與學生課后趣味實驗相結合,拓寬課堂氛圍,讓學生在生活中運用化學知識,在新問題、新發現中自主探究,提升分析問題、解決問題的能力,進而感受化學來源于生活,同時又服務于生活的理念.