摘 要:化學(xué)學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)入門者的最好的學(xué)習(xí)途徑,又是化學(xué)研究者的重要研究對象與重難點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容,當(dāng)前人們討論最多的是演示實(shí)驗(yàn),然而,依照教材中的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),部分演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不是很明顯,實(shí)驗(yàn)效果不是很好,所以亟待探究教學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn),讓教材中所選用的教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)最大的教育價(jià)值,使學(xué)生在任務(wù)探究過程中變得輕松,能感受到實(shí)驗(yàn)的趣味性,而且開展探究實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能夠有效的促進(jìn)化學(xué)理論知識的遷移、促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行廣泛的聯(lián)想,進(jìn)而開拓他們的發(fā)散思維。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究;策略與建議
《義務(wù)教育階段的化學(xué)課程(2011版)》明確指出:化學(xué)課程要協(xié)助學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索,教師盡可能的應(yīng)該給學(xué)生創(chuàng)設(shè)動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會,在活動中激起學(xué)生交流探討的熱情,進(jìn)而啟迪學(xué)生的思維,拓寬學(xué)生的視野,促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力的提升,在實(shí)踐中時(shí)時(shí)培育學(xué)生的創(chuàng)新意識,激勵(lì)學(xué)生積極探究化學(xué)的奧秘。注意從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓他們在熟悉的生活情境和社會實(shí)踐中感受化學(xué)的重要性,了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系,逐步學(xué)會分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實(shí)際問題,讓學(xué)生在“做科學(xué)”的探究實(shí)踐中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
一、 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究現(xiàn)狀分析
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式單一
形式單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)嚴(yán)重束縛了教學(xué)中的靈活性,授教者沒能做好學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的促進(jìn)者、啟發(fā)者和合作者。相反,往往在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中呈現(xiàn)出一種傳教者沒有顧及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的自主探求知識才能的局面,這種局面嚴(yán)重制約著課堂教學(xué)效益的提高以及學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需求。所以,這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)限制了教學(xué)中的靈活性和變通性。教師沒能做好學(xué)生探索的引導(dǎo)者,只注重“認(rèn)知目標(biāo)”的完成,直接忽略了其余教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,使學(xué)生失去了對學(xué)習(xí)自主探究的趣味,呈現(xiàn)“教師很辛勞,學(xué)生很苦楚”的場面,這種現(xiàn)象既不利于培育學(xué)生創(chuàng)新精神又困擾著授教者優(yōu)秀教學(xué)水平的突顯。
(二)教師對教科書實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究不夠重視
教師對教科書的實(shí)驗(yàn)很少認(rèn)真去研究,只有7%的教師經(jīng)常去認(rèn)真研究,84%的教師只是偶爾關(guān)注一下,說明大多數(shù)教師對實(shí)驗(yàn)研究不夠重視,研究不夠深入?;瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,不只是需要熟記化學(xué)用語、基本概念、化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而是應(yīng)該注重通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)來理解化學(xué)概念和原理。教師對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)研究得不夠多,有約80%的教師對教材的實(shí)驗(yàn)偶爾思考一下,但對實(shí)驗(yàn)效果不明顯及時(shí)提出并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的很少,只有11%的教師認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)。
二、 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究在課堂教學(xué)中的策略
首先,教師深入挖掘教材實(shí)驗(yàn),在必要之處進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新,改進(jìn)后操作簡單、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較改進(jìn)之前一樣或者更加明顯,同時(shí)更加節(jié)約藥品,更貼近現(xiàn)實(shí)生活,這樣一來易于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和接受實(shí)驗(yàn)結(jié)論,教師一邊演示自己改進(jìn)的實(shí)驗(yàn),一邊講解實(shí)驗(yàn)操作的目的與注意事項(xiàng),這樣可以加深學(xué)生的印象,便于學(xué)生當(dāng)堂消化知識點(diǎn),記憶更加精準(zhǔn)。所以,研究演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),一方面具有創(chuàng)新提高課堂效率的實(shí)際用途,另一方面更適合于農(nóng)村學(xué)?;蛘咂h(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校的化學(xué)教師在課堂演示實(shí)驗(yàn)或者化驗(yàn)員在簡陋環(huán)境下準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。而且實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新簡化裝置對提高學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力更有效。
其次,教師需要充分研究利用課本上的[實(shí)驗(yàn)]和[活動與探究]等內(nèi)容,在教學(xué)過程中既要注重實(shí)驗(yàn)的講解與演示,又要關(guān)注演示實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。課后,將實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題寫在“教后反思”中,繼而對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行研究與改進(jìn)。當(dāng)然,研究是多元化的,我們可以求助網(wǎng)絡(luò)軟件,也可以與同事一起探討,總會找到好的辦法解決遇到的問題,使問題迎刃而解,使演示實(shí)驗(yàn)的操作更加容易方便,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯,使每一個(gè)學(xué)生以歡快的心境去學(xué)習(xí)生動風(fēng)趣的化學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
(一)研究目標(biāo)
首先,化學(xué)課堂時(shí)間有限,專業(yè)的化學(xué)教師需要對初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié),然后,就會形成自己的完整化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識體系或者知識樹。教師可以充分利用已有的寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),讓教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮最大的效應(yīng),為自己的學(xué)生服務(wù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)教書育人的偉大情懷。所以,化學(xué)教師對其中部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)是亟待更進(jìn)的工作?;瘜W(xué)教師是理論知識的傳授者,也是實(shí)驗(yàn)知識的改進(jìn)創(chuàng)新者,在正常的工作乃至平常的生活中,時(shí)時(shí)都會迸發(fā)出新思路、新想法,我們應(yīng)該將這些新點(diǎn)子付諸實(shí)踐,讓新的思路指引平常的工作,這樣的化學(xué)老師應(yīng)該會成為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的佼佼者,也將會成為教育事業(yè)的楷模。因?yàn)椋麄冊诠ぷ髦幸恢蹦刂铝τ诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在平時(shí)課堂中的有效利用,致力于提高化學(xué)課堂效率,致力于充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣而在不斷的研修與創(chuàng)新中。
其次,為了打破這種“教師很辛勞,學(xué)生很苦楚”的令人苦惱的雙重局面,讓有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念實(shí)踐化和高效化,授教者需要提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,讓學(xué)生有更多的機(jī)會主動地體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,獲得實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣,培養(yǎng)學(xué)好化學(xué)的自信心,讓學(xué)生自主、樂意地學(xué)習(xí),才能從根本上變革學(xué)生的被動的灌輸式的學(xué)習(xí)模式。
(二)研究內(nèi)容
1. 有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材的探究
(1)在“探究分子的特性之分子在不停地運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中,利用濃鹽酸與濃氨水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)器材的選擇與裝置上重新設(shè)計(jì),在B錐形瓶、C錐形瓶、E錐形瓶內(nèi)分別加入等量的蒸餾水,接著依次給上述錐形瓶中滴入數(shù)滴酚酞溶液。而后在空燒杯中倒入適量的熱水備用。另外在A錐形瓶、D錐形瓶內(nèi)分別添加適量濃氨水,接著馬上用帶橡皮塞的導(dǎo)管連接好,并將D錐形瓶擱置在熱水中,觀察數(shù)分鐘(提示:氨水是堿,堿可以使酚酞溶液變?yōu)榧t色;濃氨水易揮發(fā),揮發(fā)出氨氣,而氨氣極易溶于水中)。觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①E錐形瓶內(nèi)的溶液仍然為無色;②B錐形瓶、C錐形瓶內(nèi)溶液會由無色逐漸變?yōu)榧t色,且C錐形瓶比B錐形瓶變紅得快。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下“圖1氨分子的運(yùn)動”所示:(提示:實(shí)驗(yàn)桌上面錐形瓶從左依次為C、E、B、A)
本實(shí)驗(yàn)通過對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn):①既可以反映分子在不停地運(yùn)動,又可以反映出分子的運(yùn)動與溫度有關(guān),溫度越高分子的運(yùn)動越快,溫度越低分子的運(yùn)動越慢;②對照實(shí)驗(yàn)在密封條件下進(jìn)行,減小了從濃氨水揮發(fā)出來的氨氣對空氣的污染。
(2)在“探究氧氣的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室利用過氧化氫與二氧化錳制取氧氣,由于過氧化氫與二氧化錳混合制取氧氣的過程中會有大量熱量伴隨放出,放出的熱量可以讓實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的液態(tài)水轉(zhuǎn)換為水蒸氣,收集到的氧氣中會混入水蒸氣,因此降低了收集到氧氣的純度。所以,在進(jìn)行這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)時(shí),難點(diǎn)在于如何恰到好處地控制雙氧水的濃度與雙氧水的加入量。教師可以在實(shí)驗(yàn)器材的選擇與實(shí)驗(yàn)裝置方面著手重新設(shè)計(jì),譬如:過氧化氫的加入可以采用注射器代替長頸漏斗,這一調(diào)整既可以人為有效控制反應(yīng)過程中的速度,進(jìn)而達(dá)到控制反應(yīng)過程中熱量釋放的多少,最終實(shí)現(xiàn)有效避免生成物中混入水蒸氣,從而大大提高了制得氧氣的純度,有利于后面進(jìn)行氧氣性質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);同時(shí),還能有效控制藥品用量??v觀本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)過程,既實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的可控性管理,又實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的簡單易操作。
2. 有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的探究
(1)探究“硫黃在氧氣中的燃燒”實(shí)驗(yàn),運(yùn)用排水法收集一瓶氧氣,集氣瓶底留有少量水,再做硫黃的燃燒,即改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方法,不但實(shí)驗(yàn)效果明顯而且還能防止空氣污染。改進(jìn)原理是硫黃燃燒過程中會產(chǎn)生二氧化硫,而二氧化硫極易溶于水且能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可以溶于水的物質(zhì)。運(yùn)用這一原理改進(jìn),相對教材上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,既能有效避免二氧化硫直接釋放在教室里,被同學(xué)吸入呼吸道,對肺部產(chǎn)生刺激,對全身產(chǎn)生毒副作用,又能加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,讓學(xué)生切身體會到保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自己,喚醒學(xué)生時(shí)刻保護(hù)環(huán)境的迫切感。
(2)在“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取及其性質(zhì)驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)中,教材中利用高錳酸鉀制取氧氣,采用向上排空氣法收集氧氣。對此實(shí)驗(yàn)方法可以重新設(shè)計(jì),例如:可以事先在集氣瓶底鋪一層細(xì)沙再運(yùn)用向上排空氣法收集氧氣,接著做細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程銜接順暢,一氣呵成,能節(jié)約課堂時(shí)間。同時(shí),利用排水法另收集兩瓶氧氣進(jìn)行細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的對照實(shí)驗(yàn),當(dāng)然,在集氣瓶底要先盛裝足量的水,避免細(xì)鐵絲燃燒產(chǎn)物直接落入瓶底炸裂集氣瓶。結(jié)果顯示,只要實(shí)驗(yàn)過程中細(xì)鐵絲不碰集氣瓶壁,集氣瓶就不會炸裂,否則,集氣瓶就會炸裂,實(shí)驗(yàn)效果較教材上明顯。與此同時(shí),通過演示此對照實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能夠充分理解細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)。
三、 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究在課堂教學(xué)中的建議
首先,從事化學(xué)教育者通常會發(fā)現(xiàn),學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)中會有很多有價(jià)值的想法,會有對實(shí)驗(yàn)方案的新思路。所以,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,除了化學(xué)分組實(shí)驗(yàn)外,教師還應(yīng)該結(jié)合學(xué)生具體學(xué)習(xí)內(nèi)容與認(rèn)知水平,對教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行摸索改進(jìn),使教材中涉列實(shí)驗(yàn)更有教學(xué)價(jià)值,更能滿足學(xué)生對化學(xué)知識的渴求;同時(shí),力求實(shí)驗(yàn)流程簡單而容易操控、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡易而容易配備、實(shí)驗(yàn)過程流暢而安全性高、實(shí)驗(yàn)藥品環(huán)保而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。這些都是寶貴的教研資源和有意義的研究課題。
其次,化學(xué)教師可以運(yùn)用學(xué)生學(xué)習(xí)興趣特點(diǎn)及多年一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對于初中化學(xué)教學(xué)中涉及的實(shí)驗(yàn),盡可能地進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn),進(jìn)而形成學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動力,促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的“意外成就感”,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。當(dāng)然,教師可以在課后創(chuàng)設(shè)豐富多樣的實(shí)驗(yàn)活動,這些實(shí)驗(yàn)活動盡可能地貼近生活,激發(fā)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際生活中與化學(xué)有關(guān)問題的激情,培養(yǎng)實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):
[1]梁錫.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析及對策[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2018(5):21-22.
作者簡介:成娟,甘肅省白銀市,甘肅省白銀市會寧縣枝陽初級中學(xué)。
本文為2017年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究在課堂教學(xué)中的有效利用》的部分研究成果,批準(zhǔn)號:GS[2017]GHB0023。