■山東省濟南市萊蕪區花園學校 何秀珍
化學是一門與生活有著一定聯系,知識點又相對復雜和抽象的學科,初中階段的學生在學習化學的過程中雖然可能因為化學對生活的解密而產生興趣,但也更容易由于化學知識本身的復雜性和抽象性而產生畏難心理,難以真正投入到對化學知識更深層的探究中,這就在很大程度上影響了初中化學課程教學效果。隨著近年來社會經濟發展帶來的人才需求變化,新課標對初中化學課程教學提出了新的要求,需要教師在知識儲備之外更多地鍛煉學生的思維,提升學生的能力,尤其注重理論教學與實驗教學占比的調整,借助學生在實驗過程中的切實操作和真實體驗來完善學生對化學的認知。具體到實驗教學活動的落實,教師還要正視當前階段化學實驗教學中存在的問題,從提升實驗教學趣味性的視角出發優化實驗教學模式,將化學趣味實驗引入課堂。
對初中生來說,化學是一門全新的課程,化學實驗也是一個全新的領域,大部分學生在初中開始學習化學前都沒有接觸過化學知識和化學實驗,不了解實驗的操作步驟和操作原理。而在以往為了“應試”而開展的化學教學活動中,大部分教師沒有對實驗教學投入足夠的關注,甚至部分學校沒有做好化學實驗教學的設施建設,這在無形中對學生的實驗參與造成不小的阻礙。受限于現實情況,教師在設計實驗教學活動時通常會為學生設置諸多限制,而學生在以小組為單位進行的化學實驗中也大都處于一種被動學習的狀態,致使實驗教學的有效性始終得不到顯著提升。
化學中的部分實驗本身具有一定的危險性,相對安全的實驗在操作不當的情況下也可能失敗,所以,為了盡可能保證學生的人身安全和實驗的順利進行,大部分初中化學教師在實驗教學中都采取的是“教師演示、學生觀察”的模式。而在以演示實驗為主的課堂教學中,很多教師又不免陷入過分說教的誤區,只是自顧自地講,沒有與學生進行有效交流和互動,甚至部分教師只是將實驗看作課標中輔助教學的一項任務,因而在設計實驗教學活動時只考慮教學目標是否完成,沒有考慮學生能力提升和知識掌握情況,也沒有做到因材施教。
在化學研究領域,實驗的定位實際上是一種檢驗理論或證實假設的手段,具有較強的工具屬性與功能屬性,而為了更好地實現對相應理論的檢驗和相應假設的證實,大部分化學實驗都是復雜且抽象的,實驗者在實驗前需要先建立扎實的知識基礎,再基于現實和猜想進行優化。正是如此,大部分化學實驗對初中生來說都有著一定的操作門檻,過高的操作門檻會讓學生產生畏難心理,過于枯燥的實驗過程又會讓學生產生厭倦情緒,兩種心理狀態的作用下,初中生很難真正對化學和化學實驗產生興趣,再加上教師采用的教學方式單一、刻板,初中化學課堂中的實驗教學很難達到預期目標。
從身心發展的規律來看,初中生正處于青春期早期,在已經對外部世界建立起相對完善的認知以后,思維與思想仍然比較活躍,容易對一些趣味性較強的事物產生興趣,有意識地對感興趣的東西展開細致且深入的探究,以獲取更多知識,所以針對初中生的課堂教學有必要將出發點落腳在趣味上。而化學趣味實驗與化學常規實驗最大的不同就在于趣味性,無論是理論教學還是常規意義下的演示教學,引入化學趣味實驗都更容易調動學生學習化學的興趣與積極性,這正迎合了初中生的心理,實驗中的趣味性元素不僅可以最大限度地吸引學生的注意力,還能夠讓學生在參與實驗的過程中全神貫注,進而主動展開對化學實驗和化學知識的深入探究。
與常規意義下的化學實驗相比,化學趣味實驗的可操作性更強,而在趣味性提升的同時,實驗本身的危險性也有所降低,這種簡單、安全、易操作的化學實驗可以支持更多學生同時參與,一定程度上打破了初中化學實驗教學的限制。在這種情況下,學生可以實際動手操作實驗過程,近距離地觀察、體驗和感受,實現對化學知識的學習,更利于深化學生對知識的理解。除此以外,實驗本身也是一種實踐,而實踐本身能夠起到鍛煉的作用,化學趣味實驗的引入為學生提供了更多直接參與和親自動手實驗的機會,學生也可以在參與和操作實驗的過程中明確實驗要點,并依托實驗來落實經驗的積累,實現能力的提升,為后續實驗活動效率、有效性和安全性的提高提供助力。
在新課標與新課改的背景下,對學生思維的開發和思維能力的培養成為課堂教學的重要任務之一,而在初中化學課堂上開展實驗教學活動的核心目的就是拓展學生的思維,保證學生思維的發展能夠與知識水平和能力水平的提升同步,甚至于超越知識和能力層面的發展。結合實踐來看,化學趣味實驗有助于培養學生的創新思維能力與知識探究意識,學生在參與實驗的過程中需要自主完成對課堂所學理論知識的應用,并依據觀察到的化學反應和化學現象對實驗展開深入思考,以準確歸納出化學物質的性質和化學變化的規律,同步推進對化學知識的學習、理解、記憶、遷移和應用。在這一過程中,學生的思維能力得到了鍛煉,因此化學趣味實驗有助于拓展學生的實驗思維。
基于當前初中化學實驗教學現狀和新課標對初中化學實驗教學提出的要求,教師在推進初中化學實驗教學改革,將化學趣味實驗引入課堂時,首先要注重對自身教學觀念的革新,摒棄長期以來以應試為核心關鍵詞的教學追求,將立德樹人的根本任務落實到教學活動中,在以生為本的基本原則下,將對學生興趣的培養、思維的拓展和能力的提升納入考量范疇。其次,要注重現代教育手段與趣味化學實驗相結合,有意識地豐富實驗教學形式和實驗呈現方式,并充分發揮信息技術和多媒體設備的優勢,助力學生實驗效率的提高。最后,要注重與學生開展有效的交流互動,關注學生操作實驗的全過程,在以小組為單位進行的實驗中盡可能保證每一個學生的參與度。而在以上基本要求下,基于學生興趣培養的初中化學趣味實驗在開展過程中還要注重“趣味”的體現,可以通過以下方式來落實。
化學研究的是微觀世界中物質的組成、結構、性質、轉化及應用,而生活中一些肉眼可見的現象也是由微觀世界中物質的變化引起的,所以化學與生活有著相對緊密的聯系,化學知識可以用于解釋生活中的一些現象,化學實驗也可以用于驗證生活中的一些猜想。那么,在基于學生興趣培養的初中化學趣味實驗教學設計中,教師可以選擇用一些趣味生活現象作為實驗主題,用生活拉近化學與學生之間的距離,借熟悉的事物調動學生的興趣。
例如,在山東教育出版社初中化學八年級第六單元第一節“燃燒與滅火”相關知識教學中,教師可以結合生活現象設置一個以“燒不掉的小手帕”為題的化學趣味實驗。首先,將5%的水和95%的乙醇進行混合;其次,將一塊小手帕浸入混合后的溶液;再次,用坩堝鉗夾起小手帕并用火柴點燃;最后,在火焰較小時通過迅速抖動的方式熄滅火焰。實驗過后,學生可以發現經過燃燒的小手帕依然保持完好,其中的原理主要就是液體乙醇加熱后變成蒸汽并形成火焰,但小手帕本身的溫度沒有達到可以燃燒的條件,所以小手帕不會因為液體乙醇的燃燒而被燒毀。實驗內容和步驟都不復雜,學生可以在輕松愉快的氛圍中體會到化學的魅力所在,從而愛上化學。需要注意的是,該過程涉及“火”這一相對危險的元素,所以教師在課堂上開展這樣的趣味實驗時最好一個小組一個小組地進行,全過程監督學生的每個實驗步驟,以避免出現因操作不當而導致的意外情況。
在實驗主題與內容以外,教師還可以從實驗過程出發來提升實驗的趣味性,具體可以是將趣味游戲活動化用為實驗過程,將游戲與實驗融合起來,用游戲本身的趣味性來提升實驗教學活動的趣味性。相對于傳統的課堂教學活動,融合了游戲元素的課堂教學活動更符合學生主體的心理特征,能夠吸引更多學生主動參與到實驗過程中,在激發學生化學實驗參與興趣的同時,為學生對化學知識的理解提供了新的路徑。
例如,在圍繞山東教育出版社初中化學八年級第一單元“步入化學殿堂”設計的教學活動中,教師就可以結合具體的課程安排設置化學游戲、化學競賽等活動,幫助學生建立對化學和化學實驗的完整認知。本單元是初中化學的第一單元,也是學生學習化學知識和參與化學實驗的基礎性課程,那么教師就可以設置一個實驗接龍游戲,先介紹一個在生活中比較常見且與化學有關的現象,再使用相關材料對這一現象的發生原理進行演示,而學生則需要結合平時的積累和對實驗現象的觀察進行知識接龍,內容包括實驗中所用材料的使用方法、注意事項、性質等。在這一游戲中,教師需要將教學重點落實在教會學生對常見化學品和實驗工具的認識上,為學生操作實驗打好認知基礎,進而為學生實驗能力和實驗素養的培養創造條件。
情境是新課標與新課改背景下一種能夠有效提升學生學習沉浸感與體驗感的教學構成,通過創設情境,教師可以實現對課本上抽象、復雜知識點的具象化呈現,使之更符合學生實際的思維認知水平,進而幫助學生更好地理解課程知識。而在初中化學趣味實驗開展過程中,趣味情境的架構不僅可以為教材上的知識增添立體感和趣味性,還能夠實現對學生思維和情緒的調動,提供一個有利于學生自身發展的探究空間,實現知識與興趣的同步提升。
例如,在教學山東教育出版社初中化學九年級第二單元第三節“溶液的酸堿性”相關知識點時,教師就可以圍繞日常生活中常見的飲料來架構趣味情境,引導學生思考不同飲品的酸堿性,同時結合飲品的制作過程探究不同溶液混合后的酸堿性變化。完成情境創設以后,教師可以選擇以蘋果汁、白醋、肥皂水、蔗糖水的酸堿性變化為實驗主題,提供紫色石蕊試液、無色酚酞試液這兩種實驗用品,引導學生分別將紫色石蕊試液和無色酚酞試液滴入蘋果汁、白醋、肥皂水和蔗糖水中,然后觀察并記錄過程中各溶液顏色的變化,并借助pH試紙來測試實驗前后不同溶液的酸堿性,從而幫助學生理解溶液的酸堿性及酸堿度變化。在情境中展開的趣味性實驗探究能夠有效活躍課堂氛圍,學生也能通過在情境中的實驗操作建立更完善的課程知識體系。
基于對學生化學學習和化學實驗興趣的培養,教師還需要從教學任務的設置入手來優化教學活動設計,即通過設置趣味任務的方式來消解教學活動或課后作業的枯燥無趣,同時讓學生對化學知識在生活問題中的應用形成更全面的認知,而在探究、思考與完成任務的過程中,學生能夠逐步形成運用化學知識解釋生活現象的能力。
具體來講,教師在設計趣味實驗的過程中,要基于教材中的課程知識要點來布置小組作業,可以選擇的主題包括自制汽水、自制簡易凈水器、自制酸堿指示劑、制作晶體、寫秘密書信、制作葉脈書簽等,然后通過錄制微課視頻的方式讓學生了解實驗的基本原理和正確步驟,并同時為學生提供可能會用到的實驗用品,之后讓學生自主查找相關資料、自主設計具體的實驗方案,并通過實驗報告的形式將實驗過程和實驗結果記錄下來。這種方式將實驗的自主權交還給學生,達成了對學生興趣和能力的培養。
綜上所述,自新課改進入新的階段以來,初中化學課程中的實驗教學受到越來越多的關注,為了從根本上提高初中化學教學質量,多數初中化學教師開始就實驗教學活動的優化和革新展開思考和探究,而提升實驗教學的趣味性就是優化的方向之一。而在引入趣味實驗的過程中,教師要充分考量實驗的安全性問題,以便在引導學生深入探究化學知識的同時保證學生的安全,為學生的健康成長和全面發展提供助力。趣味實驗的引入可以幫助教師將抽象的化學知識用具象的方式呈現出來,教師也要順應時代發展趨勢,將趣味性理念融入初中化學實驗教學設計中,引導學生形成正確的學習意識、建立完善的知識體系。