上海市市北初級(jí)中學(xué) 陳鹴怡
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境是指在初中化學(xué)教學(xué)中,通過(guò)設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)呈現(xiàn)給學(xué)生的具體場(chǎng)景,旨在幫助學(xué)生理解和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)技能。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境通常包括這些要素:第一,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。明確說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的目標(biāo),即期望達(dá)到的結(jié)果或觀察到的現(xiàn)象。第二,實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備。列出所需的材料和設(shè)備清單,包括試劑、儀器、容器等。第三,實(shí)驗(yàn)步驟。詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)操作的步驟,以確保實(shí)驗(yàn)可以被重復(fù)并獲得可靠的結(jié)果。第四,觀察和記錄。指導(dǎo)學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象、變化或測(cè)量結(jié)果。第五,分析和解釋。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)觀察結(jié)果進(jìn)行分析,并解釋所觀察到的現(xiàn)象或變化背后的化學(xué)原理。第六,結(jié)論和討論。鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并討論與其他相關(guān)概念之間的關(guān)系,加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境可以涉及多個(gè)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(yīng)等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)情境,學(xué)生可以親身參與實(shí)驗(yàn)操作,觀察現(xiàn)象,收集數(shù)據(jù),并通過(guò)分析和解釋來(lái)探索化學(xué)原理。這樣的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有助于加深學(xué)生對(duì)化學(xué)概念的理解,培養(yǎng)他們的科學(xué)思維、觀察能力、實(shí)驗(yàn)技能以及團(tuán)隊(duì)合作精神。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合教學(xué)要求,注重安全性和可操作性;同時(shí),激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心,使他們積極參與并享受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
第一,有利于產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。傳統(tǒng)化學(xué)復(fù)習(xí)更注重理論知識(shí)層面的教學(xué),例如,課堂上主要是以“講”與“練”為主。周而復(fù)始,無(wú)論是學(xué)生還是教師都會(huì)覺(jué)得枯燥。將實(shí)驗(yàn)情境用于復(fù)習(xí),一定程度上能夠解決枯燥問(wèn)題,基于實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力,使其積極參與其中。同時(shí),實(shí)驗(yàn)情境可以為復(fù)習(xí)提供一個(gè)明確的切入點(diǎn),能夠?yàn)閺?fù)習(xí)有序開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二,有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。新課改指出,要通過(guò)有效策略轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,使其能夠全身心投入學(xué)習(xí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)情境,能夠讓學(xué)生成為復(fù)習(xí)課的主人,而不是被動(dòng)接受知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,可以引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)質(zhì)疑,使其能夠主動(dòng)思考以及參與師生互動(dòng)、生生互動(dòng),不僅能夠改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,而且可以對(duì)知識(shí)與技能加深印象,能夠獲得意想不到的復(fù)習(xí)效果。第三,有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力。初三化學(xué)復(fù)習(xí)的時(shí)間很緊,不僅知識(shí)點(diǎn)比較多,而且覆蓋面也比較廣,對(duì)于學(xué)生綜合分析能力提出較高要求。傳統(tǒng)復(fù)習(xí)模式不重視該能力培養(yǎng),基于實(shí)驗(yàn)情境,深入細(xì)節(jié)探索,對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、內(nèi)容、原理、環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行回顧以及創(chuàng)新,不僅能夠訓(xùn)練學(xué)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(xué)復(fù)習(xí)課上,教師善于通過(guò)框架、條文等方式對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行羅列,幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理。該方法雖然有利于幫助學(xué)生快速掌握知識(shí)脈絡(luò),但是比較枯燥,部分學(xué)生因此失去積極性,教師也感到乏力。例如,在復(fù)習(xí)“酸、堿、鹽”這部分知識(shí)時(shí),通常是利用知識(shí)框架圖,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),然后對(duì)應(yīng)地進(jìn)行例題訓(xùn)練。雖然這種復(fù)習(xí)方法具有一定的優(yōu)勢(shì),但是不利于訓(xùn)練學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)踐能力等,最為關(guān)鍵的是會(huì)限制學(xué)生的發(fā)散思維?;诖?,嘗試?yán)脤?shí)驗(yàn)情境對(duì)復(fù)習(xí)課進(jìn)行創(chuàng)新,以“魅力噴泉”實(shí)驗(yàn)為例,力求讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力,從而全身心投入實(shí)驗(yàn)中,能夠獲得意想不到的復(fù)習(xí)成效。
“酸、堿、鹽”相關(guān)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)的重難點(diǎn),而“魅力噴泉”實(shí)驗(yàn)不僅趣味性比較強(qiáng),而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較明顯,深受學(xué)生的喜歡。將“魅力噴泉”與“酸堿、鹽、的性質(zhì)”進(jìn)行結(jié)合,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化,目的是改變枯燥感,引發(fā)學(xué)生深入思考與實(shí)踐,鍛煉其整合知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力,這樣才能使其對(duì)知識(shí)與技能加深印象,從而應(yīng)對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題。
(1)實(shí)驗(yàn)儀器:鐵架臺(tái)、橡皮管、導(dǎo)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(shí)驗(yàn)。首先,在氫氧化鈉固體中注入濃氨水,便會(huì)產(chǎn)生大量氨氣。其次,通過(guò)向下排空氣法對(duì)氨氣進(jìn)行收集;同時(shí),借助水對(duì)燒瓶中逸出的氨氣進(jìn)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(dāng)試紙變藍(lán)之后,意味著氨氣集滿;同時(shí),在裝滿氨氣的燒瓶?jī)?nèi)推入水,便能夠形成負(fù)壓,再將止水夾打開(kāi),將有酚酞的水滴入燒瓶?jī)?nèi),便會(huì)出現(xiàn)紅色噴泉。
(2)藍(lán)色沉淀。藍(lán)色沉淀指的是硫酸銅溶液的倒吸實(shí)驗(yàn)。首先,在燒瓶中注入濃鹽酸,目的是對(duì)氨氣進(jìn)行吸收,然后會(huì)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(fù)壓,將止水夾打開(kāi)之后,硫酸銅溶液就會(huì)被倒吸進(jìn)入燒瓶?jī)?nèi)部;同時(shí),與殘留的氫氧化鈉產(chǎn)生反應(yīng),便出現(xiàn)了藍(lán)色沉淀。
(3)藍(lán)色噴泉。藍(lán)色噴泉指的是基于二氧化碳的噴泉實(shí)驗(yàn)。在收集有二氧化鈉的燒瓶中,推入濃氫氧化鈉溶液,需要對(duì)注射器進(jìn)行反復(fù)推拉,確保能夠充分接觸反應(yīng),這樣才能成功形成負(fù)壓;同時(shí),將止水夾打開(kāi),在外界氣壓的作用下,能夠?qū)⒆仙镌囈簤哼M(jìn)燒瓶之中,便可以形成藍(lán)色噴泉。
(1)以點(diǎn)帶面梳理知識(shí)點(diǎn),完善知識(shí)體系。引導(dǎo)學(xué)生參與前面三組實(shí)驗(yàn),可以對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理,具體而言:第一,酸堿指示劑與酸堿性溶液的反應(yīng),即對(duì)于二氧化碳是否收集滿進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),可以將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙放在燒瓶口,將會(huì)變紅。遇到堿性溶液時(shí),紅色石蕊試紙會(huì)變藍(lán)、酚酞試液會(huì)變紅、紫色石蕊試液會(huì)變藍(lán)。第二,酸堿中和反應(yīng),主要是對(duì)鹽酸與氨水反應(yīng)相關(guān)知識(shí)加深印象。HCI+NH3·H2O=NH4CI+H2O。第三,復(fù)習(xí)堿溶液與鹽溶液的反應(yīng),對(duì)氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液的反應(yīng)進(jìn)行回顧,從而加深印象,即CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。第四,復(fù)習(xí)氫氧化鈉溶液與二氧化碳的反應(yīng),對(duì)非金屬氧化物與酸堿溶液反應(yīng)相關(guān)知識(shí)加深印象,即2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。第五,回顧酸與鹽的反應(yīng),通過(guò)大理石與稀酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而制取二氧化碳?xì)怏w,即CaCO3+2HCI=CaCI2+H2O+CO2↑。
(2)結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作達(dá)到預(yù)期復(fù)習(xí)目標(biāo),包括:第一,學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能夠?qū)ζ溆^察能力進(jìn)行鍛煉。第二,結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,可以對(duì)學(xué)生的思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)分析能力等進(jìn)行鍛煉。第三,幫助學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn),形成完善的知識(shí)框架,可以對(duì)其知識(shí)整合能力進(jìn)行鍛煉。
傳統(tǒng)復(fù)習(xí)模式常常會(huì)讓學(xué)生感到乏味,這是復(fù)習(xí)無(wú)法達(dá)到良好效果的原因之一,所以借助實(shí)驗(yàn)情境制造視覺(jué)沖擊。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)有藍(lán)色噴泉與紅色噴泉,在美麗的顏色以及震撼的視覺(jué)效果下,學(xué)生會(huì)感受到化學(xué)獨(dú)有的魅力,這樣能夠讓枯燥的化學(xué)復(fù)習(xí)課變得有趣味。隨著學(xué)生發(fā)動(dòng)思維,那么效果也會(huì)更好。
既然實(shí)驗(yàn)情境能夠在復(fù)習(xí)課中發(fā)揮巨大作用,那么如何設(shè)計(jì)類似實(shí)驗(yàn)情境呢?第一,將實(shí)驗(yàn)情境用于復(fù)習(xí)課,不是簡(jiǎn)單地將新授課的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拼湊,建議能夠以該實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化與變通,盡量讓學(xué)生看到新的實(shí)驗(yàn),這是讓學(xué)生產(chǎn)生動(dòng)力的關(guān)鍵。第二,結(jié)合知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)情境要素,可以自創(chuàng)一些實(shí)驗(yàn)器材。第三,化學(xué)教師需要加強(qiáng)學(xué)習(xí),了解化學(xué)領(lǐng)域的前沿知識(shí),將一些先進(jìn)的理念、器材等用于改善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),也會(huì)獲得意想不到的效果。
綜上所述,基于“魅力噴泉”這樣的實(shí)驗(yàn)情境對(duì)復(fù)習(xí)課進(jìn)行創(chuàng)新,能夠?yàn)閷W(xué)生帶來(lái)全新的復(fù)習(xí)課堂,讓學(xué)生從枯燥乏味的氛圍中走出來(lái),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時(shí),隨著實(shí)驗(yàn)情境的深入,學(xué)生可以親身實(shí)踐掌握知識(shí)與技能,達(dá)到更好的復(fù)習(xí)效果。