付海龍
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)中占有一席之地,也是初中生學(xué)習(xí)化學(xué)的基本途徑。對初中生而言,通過參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,他們能夠獲得化學(xué)知識,提升分析問題、解決化學(xué)問題的能力。而將生活物品用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),能顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)效果。早在《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》就明確提出:“善于利用生活用品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行Ы鉀Q化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的許多問題?!笨梢?,無論新課標(biāo)的要求,還是生活用品的價(jià)值,都使其在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中占據(jù)一席之地。本研究基于筆者初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際案例,分析了生活用品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的可行性,探討了生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的原則——科學(xué)性、安全性、簡易性,從“教”與“學(xué)”兩方面研究了生活物品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值性,并對此進(jìn)行思考和總結(jié),以更好地服務(wù)于一線的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
一、生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用原則
為保證生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用得可能、可行、可控,必須遵循以下三個(gè)原則。
(一)科學(xué)性
科學(xué)性原則是生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的最基本原則。只有在科學(xué)性的基礎(chǔ)上,生活用品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)才具有科學(xué)的意義。具體而言,就是不能違背化學(xué)及其他學(xué)科的基本知識和原理,要有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒑侠淼膶?shí)驗(yàn)材料、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)步驟、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。其中,實(shí)驗(yàn)原理是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本遵循,必須是正確的科學(xué)理論,才能用以判斷實(shí)驗(yàn)的成功與失??;實(shí)驗(yàn)材料即生活用品,作為實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的必要條件,只有保證生活用品選取的科學(xué)性,進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與開發(fā)才能達(dá)到預(yù)期效果;實(shí)驗(yàn)步驟是保證實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,只有保證其規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性、合理性,才能保證實(shí)驗(yàn)的效果;實(shí)驗(yàn)方法關(guān)乎實(shí)驗(yàn)的安全性、科學(xué)性,只有正確選取科學(xué)的方法,才能得出科學(xué)的結(jié)論。
(二)安全性
很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身具有一定的危險(xiǎn)性,如濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸的稀釋,如鈉與水的劇烈反應(yīng),如果操作不當(dāng),就會(huì)對學(xué)生造成一定的危險(xiǎn)。生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用亦是如此,在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生有毒有害的化學(xué)物質(zhì),或者存在一定的危險(xiǎn)性操作,都會(huì)帶來一定的安全隱患。因此,在設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)要優(yōu)先考慮實(shí)驗(yàn)的安全性,在安全、無毒的環(huán)境中開展,這樣才可以讓學(xué)生加入進(jìn)來。如可以將“鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成“食醋除水垢”的家庭小實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生在家中找到白醋和有水垢的電熱水壺就能進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),都是碳酸鈣與酸的反應(yīng),后者不僅能達(dá)到類似的實(shí)驗(yàn)效果,還更安全,也不會(huì)污染環(huán)境。
(三)簡易性
很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是復(fù)雜、難操作的,即便初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)也不例外,如筆者使用的粵教版化學(xué)教材九年級上冊中的一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)——氧氣實(shí)驗(yàn)室制取,實(shí)驗(yàn)原理是分解過氧化氫溶液或加熱高錳酸鉀的方法制氧氣,實(shí)驗(yàn)材料需要選擇過氧化氫(雙氧水)、二氧化錳、高錳酸鉀,還要用到試管、鐵架臺、酒精燈、導(dǎo)管、集氣瓶等設(shè)備,實(shí)驗(yàn)過程也較為煩瑣,基本上只有教師在課堂/實(shí)驗(yàn)室才能操作。因此,在設(shè)計(jì)生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時(shí),必須充分考慮實(shí)驗(yàn)的簡單性、易行性,如實(shí)驗(yàn)材料是否能在日常生活中獲取或在超市中買到,實(shí)驗(yàn)儀器是常見易得的物品,實(shí)驗(yàn)步驟簡便且時(shí)間較短等。如此一來,這樣的實(shí)驗(yàn)才具有一定的推廣性,才能更好地服務(wù)于一線的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
二、生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用案例
筆者在遵循上述原則、結(jié)合初中化學(xué)進(jìn)度和教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上,開展了一系列生活用品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)堂課,為本論文的研究提供了依據(jù)。本研究選擇其中三個(gè)典型案例,充分說明生活用品在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的可能性、可行性、可控性。
(一)案例一
在初中化學(xué)教學(xué)中,教師教授到粵教版初中化學(xué)九年級下冊第八章“常見的酸、堿、鹽”時(shí),恰巧引入“巧用食醋除水垢”這一生活小實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在鞏固知識的同時(shí),還能將其應(yīng)用到日常生活中去。教師先講述了一個(gè)生活中常見的現(xiàn)象“在我們的日常生活中,長期燒水的壺/鍋內(nèi)會(huì)逐漸形成白色的塊狀或粉末狀的物質(zhì),這種物質(zhì)被稱為‘水垢,附著在壺/鍋內(nèi)很難清除”。當(dāng)大部分學(xué)生表示“注意過這一現(xiàn)象”后,教師進(jìn)一步追問“那么有誰知道水垢的主要成分是什么嗎?怎樣去除水垢呢?”這樣的問題讓學(xué)生產(chǎn)生疑惑,班級很快陷入沉默。這時(shí),教師拿出已經(jīng)準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材(內(nèi)壁附著水垢的水壺)和藥品(白醋、清水),告訴學(xué)生“接下來要進(jìn)行一個(gè)小實(shí)驗(yàn)”。隨后,教師將適量白醋倒入水壺中,將水垢充分浸沒,等待一段時(shí)間后,均勻振蕩;然后,將混合物倒出,用清水沖洗;最后,發(fā)現(xiàn)還有一些剩余的水垢殘留,再次倒入白醋,對水壺進(jìn)行加熱,再將混合物倒出,用清水沖洗。當(dāng)學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)“水壺中的水垢消失了”時(shí),教師向?qū)W生講述“碳酸鈣與醋酸反應(yīng)”這一實(shí)驗(yàn)原理,適時(shí)回歸主題。
在此實(shí)驗(yàn)中,教師選用的實(shí)驗(yàn)器材(內(nèi)壁附著水垢的水壺)和藥品(白醋、清水)均是廚房中常見的生活用品,解決的是“去除水垢”這一常見的生活問題,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯,讓學(xué)生充分認(rèn)識到化學(xué)對日常生活的幫助。
(二)案例二
在初中化學(xué)教學(xué)中,教師教授到粵教版初中化學(xué)九年級上冊第四章“我們的水資源”時(shí),恰巧引入“制作簡易凈水裝置”這一生活小實(shí)驗(yàn)。教師先展示了幾張圖片“人類不僅面臨水資源緊缺的問題,而且面臨水體污染的危害”,當(dāng)學(xué)生直觀地看到水污染的危害后,進(jìn)一步提出問題“那么,有誰知道水該如何凈化和純化嗎”,此時(shí),留出一段課堂空白,讓學(xué)生浮想聯(lián)翩、自由發(fā)言。隨后,拿出已經(jīng)準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材(礦泉水瓶、砂布、剪刀、棉花、小刀、吸管等)和藥品(渾水、鵝卵石、沙子、木炭等),告訴學(xué)生“接下來要進(jìn)行一個(gè)小實(shí)驗(yàn)”。教師先將礦泉水瓶剪裁成漏斗狀,再將棉花、砂布、木炭、沙子、鵝卵石等過濾物品放進(jìn)“漏斗”中,接著向“漏斗”倒入渾水,最后將過濾的水與渾水對比。學(xué)生可以明顯地看出,得到的濾液與原來的渾水相比變清澈了。隨后,教師向?qū)W生講述實(shí)驗(yàn)原理,即一種基本的凈水方法——過濾法,實(shí)驗(yàn)就是用沙層和活性炭過濾。最后,教師向?qū)W生講解“現(xiàn)在得到的水只是干凈的水,但不是純水,其中還有很多可溶性雜質(zhì)”。
實(shí)驗(yàn)中的礦泉水瓶、砂布、剪刀、棉花等均是生活中常見易得的生活用品,卻能代替實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,這能拓展學(xué)生思維,激發(fā)其在生活中尋找化學(xué)實(shí)驗(yàn)替代品的動(dòng)力。同時(shí),加深了學(xué)生對水的凈化方法、飲用水安全等的理解,使學(xué)生進(jìn)一步感受到化學(xué)的魅力。
(三)案例三
在初中化學(xué)教學(xué)中,教師教授到粵教版初中化學(xué)九年級上冊第五章“燃料”時(shí),恰巧引入“巧制碳酸飲料”這一生活小實(shí)驗(yàn)。教師先提問“炎炎夏日,大家都喜歡喝什么解渴呢?”大多學(xué)生都回答“雪碧”“可樂”,教師接著提問“那么雪碧、可樂屬于什么飲料呢?”很多學(xué)生回答“碳酸飲料”,接下來教師繼續(xù)說“那么,我們今天就來制作一次碳酸飲料怎么樣?”在學(xué)生熱情高漲后,教師拿出已經(jīng)準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材(飲料瓶、小勺、擠壓檸檬的工具)和藥品(小蘇打、新鮮檸檬、飲用水、白糖)。教師先挑選一個(gè)學(xué)生,讓其把檸檬汁擠到飲料瓶中,加入適量白糖和一勺小蘇打,隨后向瓶中加入飲用水,擰緊瓶蓋,用力搖勻。在用力搖勻的過程中,學(xué)生能看到大量的氣泡產(chǎn)生,教師及時(shí)向?qū)W生解釋,小蘇打與檸檬中的檸檬酸產(chǎn)生反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳,據(jù)此原理就可以制得碳酸飲料。
該實(shí)驗(yàn)與粵教版初中化學(xué)九年級上冊第五章第三節(jié)“二氧化碳的性質(zhì)和制法”這一知識點(diǎn)密切相關(guān),教材中制二氧化碳是通過大理石和稀鹽酸反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)中將二者替換為了小蘇打與檸檬中的檸檬酸,取材方便,實(shí)驗(yàn)步驟簡單、安全,能讓學(xué)生感悟到生活處處是化學(xué)。
(四)案例四
在初中化學(xué)教學(xué)中,教師教授到粵教版初中化學(xué)九年級上冊第二章“構(gòu)成物質(zhì)的微粒(Ⅰ)——分子”時(shí),就可以引入“千紙鶴變紅”的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)之前,要確立好教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)、難點(diǎn),其中,教學(xué)目標(biāo)包括:1.知道物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的;2.認(rèn)識分子的性質(zhì)并能運(yùn)用分子的觀點(diǎn)解釋一些生活和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;3.認(rèn)識科學(xué)探究的基本過程和一般方法,體驗(yàn)探究活動(dòng)的樂趣。
教學(xué)重點(diǎn)包括:1.分子的性質(zhì);2.用分子的觀點(diǎn)解釋日常生活中的現(xiàn)象;3.建立微觀粒子運(yùn)動(dòng)的想象表象,體會(huì)與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的不同點(diǎn)。
再據(jù)此設(shè)計(jì)和展開“千紙鶴變紅”的實(shí)驗(yàn),在引入這一實(shí)驗(yàn)時(shí),教師先提出問題“分子真實(shí)存在嗎?”并且,展示掃描隧道顯微鏡圖片、獲得的苯分子的圖像、移走硅原子構(gòu)成的最小的漢字相關(guān)圖像等,讓學(xué)生從視覺上感受分子的存在,初步建立起物質(zhì)由微觀粒子構(gòu)成的觀念;接著,利用生活用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),拿出已經(jīng)準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材(小塑料瓶、大塑料瓶、玻璃片、果凍殼)和藥品(濾紙做成的白色千紙鶴4只、5mL濃氨水、酚酞溶液),開始做實(shí)驗(yàn):將濾紙做成的4朵白色千紙鶴用酚酞溶液浸濕,固定在塑料瓶(整瓶切了上部的三分之一剩余的瓶子)的內(nèi)壁和外壁各兩朵,用一個(gè)果凍殼加入約5mL濃氨水放在塑料瓶的底部,然后用一個(gè)玻璃片蓋住塑料瓶,觀察現(xiàn)象。
學(xué)生會(huì)驚喜地發(fā)現(xiàn),4只白色的千紙鶴逐漸變紅了,此時(shí),教師向?qū)W生提問“是什么物質(zhì)使千紙鶴變紅的?”并引導(dǎo)學(xué)生作出猜想“是氨水、水還是空氣?”最終,向?qū)W生引入“分子”的概念及性質(zhì):分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒,不同的分子一定會(huì)構(gòu)成各不相同的物質(zhì);物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)各不相同,這是因?yàn)闃?gòu)成物質(zhì)的分子具有不同的化學(xué)性質(zhì)。
該實(shí)驗(yàn)主要有以下優(yōu)點(diǎn):一是層層深入,引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì),先借助問題和圖片,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),有利于增強(qiáng)教學(xué)直觀性;二是創(chuàng)設(shè)情景,激發(fā)學(xué)生興趣,讓學(xué)生從生活情境中體驗(yàn)化學(xué)知識,引導(dǎo)學(xué)生在生活中尋找化學(xué),能幫助學(xué)生認(rèn)識科學(xué)探究的基本過程和一般方法,體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的樂趣;三是適合小組合作,明確分工,學(xué)生才會(huì)積極參與實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,引導(dǎo)學(xué)生積極尋找生活用品進(jìn)行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生大膽實(shí)踐。
三、結(jié)論與展望
本研究將生活物品用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),顯著提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,營造了生活化的課堂氛圍,有效提高了教學(xué)效果。但也存在著一些不足,包括對生活用品的開發(fā)不夠充分、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選取不夠充分、評價(jià)方式不夠多元等,需要從“教”與“學(xué)”兩方面入手來繼續(xù)完善,以更好地服務(wù)于一線的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
(一)研究結(jié)論
經(jīng)過實(shí)踐探究,筆者發(fā)現(xiàn)生活用品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),能有效提升學(xué)生的積極性和參與度。在前文所述的“巧用食醋除水垢”“制作簡易凈水裝置”“巧制碳酸飲料”三個(gè)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生熱情高漲,對化學(xué)產(chǎn)生了好奇與興趣。初中生面臨中考的壓力,需要將大量精力放在化學(xué)學(xué)習(xí)上,而將生活用品融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),則可以讓初中生將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活有機(jī)聯(lián)系在一起,從而拓展學(xué)生思維,提高學(xué)生悟性。值得注意的是,這些實(shí)驗(yàn)取材方便,實(shí)驗(yàn)步驟簡單、安全,均可以在家庭中完成,學(xué)生可以邀請父母親朋來觀看自己的實(shí)驗(yàn),并在此過程中溫習(xí)知識、學(xué)以致用,真正學(xué)好化學(xué)、用好化學(xué)。
(二)研究反思
本研究在取得一定成績的同時(shí),也存在三個(gè)方面的問題:一是對生活用品的開發(fā)不夠充分,筆者設(shè)計(jì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)還不夠多,涉及范圍還不夠廣,對氧氣、溶液、金屬等方面缺乏探索和深究;二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選取不夠充分,筆者選取的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要源自粵教版初中化學(xué)九年級上下冊,進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)多為對教材既有實(shí)驗(yàn)的改造——將日常生活用品替代化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,因此僅能進(jìn)行部分化學(xué)實(shí)驗(yàn),還需將日常生活用品引入更多的領(lǐng)域、開發(fā)和設(shè)計(jì)更多有趣的實(shí)驗(yàn);三是評價(jià)方式不夠多元,在評價(jià)時(shí)主要的依據(jù)還是學(xué)生的課堂檢測報(bào)告單,這能在一定程度上說明將生活物品用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性,但是沒有體現(xiàn)實(shí)踐時(shí)間、學(xué)生互動(dòng)、學(xué)生興趣等因素,具有一定的局限性。
(三)研究展望
在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)看到將生活物品用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn),及時(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思維,大膽進(jìn)行課程改革,結(jié)合學(xué)情和校情、因地制宜,探索生活物品用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的途徑,激發(fā)學(xué)生在生活中尋找試驗(yàn)代替品的動(dòng)力,增強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。同時(shí),應(yīng)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的內(nèi)生動(dòng)力,通過讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、開發(fā)和利用生活用品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)等,增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識和原理的理解,同時(shí)鍛煉學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。
(邱瑞玲)