江苏省滨海县第一初级中学西湖路分校 吴 丽

教师要立足于学生的科学素养发展的视角,融入开放、生态的理念,拓展实验教学的空间、丰富实验教学的形式,以调动学生参与实验的热情,吸引学生融入到实验中操作、体验,促进对化学知识的巩固、现象的观察、原理的掌握、技能提升以及结论的归纳,从而能促进学生化学素养的形成。

一、趣味实验:变枯燥为有趣,吸引学生参与

化学内容抽象、复杂,与学生的认知特点不相匹配,教师以趣味实验活跃氛围,能活跃课堂气氛,营造轻松氛围,能促进学生对抽象内容、深奥原理的理解。趣味实验,能由浅入深地、由易到难地引导学生探索求知,让他们从实验中习得知识,形成细致的观察力与执着的探究力。

1.趣味引入新知,引发求知兴趣。

教师聚集化学知识与学生生活之间的联系点,借助于有趣的实验让学生产生认知失衡,引发学生的探索知识的热情,促进他们的深入思考,让他们产生“一探究竟”的愿望。

如在学习人教版九上《燃烧与灭火》一课内容时,教师将手帕浸润于乙醇与水配成的溶液中,再用坩埚钳夹住手帕角放在火上点燃,待火焰减小后摇动手帕令其熄灭,手帕完好如初。学生很是惊讶,对这个烧不坏的手帕产生好奇。教师提出问题:什幺是燃烧?燃烧的特征是什幺?燃烧的条件有哪些?经过讨论学生发现燃烧的物质要具有可燃性,与氧气“亲密”接触,要达到着火点。教师追问学生,为什幺这个手帕会烧不坏?经过交流,学生发现吸附在手帕空隙里的乙醇与水在燃烧中蒸发,而手帕棉纤维并未达到着火点,因而出现“烧不坏”的情况。

2.联系学生生活,化解抽象内容。

化学知识涉及到化学原理、方程式、实验结论等的记忆,教师以趣味的生活实验给学生带来直观的认识,能化解难点、变繁为简,让学生在实验情境中获得直观的体验,理解抽象的化学知识。如在学习人教版九上《水的净化》一课内容时,教师准备一盆污水,再放入硫酸钾铝,过一段时间会发生什幺情况呢,学生发现水变得清了。教师引导学生回去后自主完成明矾净水的实验,并告诉学生其净水的原理,它溶于水后电离产生了Al3+,与水电离产生的OH-结合生成了Al(OH)3,其胶体粒子带有正电荷,与带负电荷的泥沙胶粒相结合,它们聚结于一起,水就变得清澈了。

教师也可以运用趣味实验丰富学习内容,拓展学生的认知视野,丰富学生的学习体验,让学生获得愉悦的学习体验。如在学习《燃烧与灭火》内容时,为让学生了解更多的灭火原理,教师联系生活实际,向学生介绍油锅、燃气罐、森林起火等灭火的方式,并通过模拟性的实验让学生获得感性的认识,学会合理运用灭火原理解决问题。在油锅起火时用锅盖盖住油锅,再端离火源;燃气罐起火时用湿抹布切断气源(较大时用干粉灭火器),待火灭后再关闭阀门;在森林着火时用灭火器具减少可燃物表面的氧气,用水降低着火点,设置隔离带去除可燃物……

3.丰富学习形式,理解化学原理。

教师要通过多种方式的趣味实验,吸引学生积极地参与化学实验,了解化学知识中蕴含的原理,能提升他们的化学实验能力,促进他们对所学知识的理解与内化。教师要对化学实验加以优化,以趣味的方式呈现,并运用故事、合作、探究、视频等方式引导学生探寻实验原理,对实验过程产生清晰的认识。

如在学习《酸、碱的化学性质》一课内容时,教师呈现生活中的实际问题:人被某些蚊虫叮咬后,怎幺减轻痛痒?喜欢吃松花蛋,如何去除其涩味?沾有铁迹的衣服如何能焕然一新?胃酸过多,如何才能解除痛苦?教师以生活中的几个事例,让学生感受到化学知识就在我们的身边,会利用酸碱的化学性质进行探索,让这些问题迎刃而解。

二、探究实验:变演示为探究,理解原理内涵

化学知识具有实践性,教师要引领学生设计实验方案、了解操作步骤,能正确使用仪器,在实验中提升操作技能,形成科学素养。很多教师借助于演示实验帮助学生理解实验过程,促进他们对化学知识的理解,但由于学生未能获得认真的指导,他们对化学知识的理解往往囿于浅表,不利于学生学习能力的提升。

1.留有探索空间,设计实验过程。

教师要激发学生的主体意识,让他们有更多的空间去探索求知,能从多渠道获得知识,形成参与实验的能力。实验要便于学生操作,要与学生的生活实际联系紧密,能促进他们对课内所学内容的巩固与内化。如在学习人教版九上《二氧化碳与一氧化碳》第一课时内容时,学生向有两支高矮不同蜡烛的烧杯中倾倒CO2气体,观察哪支蜡烛先熄灭?让学生从实验现象的观察中感受二氧化碳的性质。

2.组建探究小组,体验合作过程。

教师要鼓励学生组建课外学习小组,经过筛选课题、提出假设、收集资料、研究方案,共同完成探究实验,从而能促进学生协作能力的提升。教师可以围绕环境污染等问题引导学生调查、参观、实验、分析,并提出有效的防治措施。教师要对学生提出的方案进行指导、修正、指引,以激发学生的探究潜能,促进他们合作意识的提升。

如在学习《金属的化学性质》一课内容时,教师将学生分成五个小组,让学生合作完成实验:组一将一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会儿再取出来,看有什幺现象发生?组二将一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出,看有什幺现象发生?组三将一个洁净铜丝浸入硫酸铝溶液中,过一会儿取出,看有什幺现象发生?组四将一根洁净的铁钉置于硫酸铜溶液中,过一会儿取出,看有什幺现象?组五将一个洁净的铁钉放入硫酸铜晶体,过一会儿取出,看有什幺现象?教师让学生汇报实验现象,并进行分析,发现有很多金属能与其他金属化合物能发生置换反应,并依此来判断金属的活动性。

3.创新探究方式,丰富实验活动。

很多学生对探究实验缺乏兴趣,但他们对化学魔术饶有兴趣,教师可以以“魔术”替代探究实验,吸引学生参与观察、猜想、分析等活动,能激发他们的探究意识。如用“魔棒点灯”用于探究燃烧的条件,用“会变色的酒”让学生对酸碱中和反应产生探究兴趣。教师以有趣的实验调动学生参与课堂探究的兴趣,点燃他们的探索热情,引发他们的探究与思考。

如在学《生活中常见的盐》内容时,教师呈现醋泡鸡蛋的视频,并提出问题:蛋壳都去哪儿了?教师呈现蛋壳成份、醋成份检测的数据,让学生提出自己的猜想,并说出自己的理由。学生将白醋与蛋壳、稀盐酸与蛋壳发生反应,观察现象,说说蛋壳消失的原因是什幺?产生的气体是什幺?教师借助有趣的实验,让学生猜想、实验、验证,能调动学生探索化学奥秘的兴趣。

三、虚拟实验:变有害为安全,拓展实验空间

多媒体具有形象直观的特点,能使枯燥乏味的化学实验变得生动有趣,可以调动学生参与实验探究的兴趣,促进他们对化学内在规律的掌握。虚拟实验具有成本低、安全性强、能观察到一些真实实验中难以观察到的现象。教师要借助虚拟实验的优势,引领他们探索求知,促进他们实验能力的提升。

1.突破众多限制,获得更多机会。

在传统的实验教学中,教师要综合考虑实验的时间、空间、安全性等问题的制约,还要花费时间去准备实验仪器,让学生从实验中观察现象、分析原理,以获得科学的结论。一些会产生易燃易爆气体以及具有腐蚀性的强酸强碱实验,学生稍有不慎,就会对学生的安全造成威胁,教师往往担心安全问题而避而不做,学生难以获得直观的体验。

教师要构建开放的实验环境,突破时间与空间的限制,能摆脱不安全因素的困扰,运用虚拟平台完成这些实验,让学生能真正地融入到实验之中,通过声、光等效果的模拟,学生能获得直观的体验。如一氧化碳的还原实验、氢气的验纯实验等,教师以虚拟实验替代真实实验,能摆脱学生对实验的畏惧,能放松身心地融入实验环境,参与到观察、思考、分析之中,形成对实验原理深度的理解。教师要通过虚拟实验,突破众多因素的制约,让学生有了探究的机会,能获得真切的体会。

2.借助互动平台,开展实验探究。

在实验操作中既有学生的自主探究,也有生生之间的协作交流,教师要借助虚拟实验,引导学生通过互动平台探讨交流、分享观点、碰撞思维,能真正地掌握实验方法。学生要针对难点、疑点、易错点等关键之处展开深入地探讨交流,有了更多话语的空间,分析实验背后的原理,才能真正地掌握实验技能。

如向试管内倾倒液体时标签的朝向、酒精灯的熄灭、读取量筒的视线、制取氧气时撤导管与酒精灯的顺序,教师要针对这些细节处引导学生探讨交流,让他们在互动平台上探讨交流,并可以借助平台进行“试误”,能真实地感受到错误操作可能导致的后果。互动平台能为学生提供一个更为广阔的学习空间,能促进学生对化学信息的提取、实验经验的积累,能让他们学会从多角度思考问题,能让他们的实验技能真正获得锻炼。

3.利用VCE网站,提升探究技能。

VCE(Virtual Chemical Experiment)能为学生提供一个自主实验的平台,他们通过预学实验内容,阅读说明、牢记注意事项、观看视频、虚拟操作、填写现象、撰写报告,能获得真实的实验体验。教师要引导学生自主提问、积极探究、分享交流,能培养学生的探索精神与分析能力。

如在学习人教版九上《氧气》一课内容时,教师引导学生在VCE网站上完成“镁带燃烧”的实验,在学生看完实验演示视频内容后,教师让学生尝试写出反应的化学方程式,并让他们思考:镁带的物理性质有哪些?实验的产物是白色粉末物质,这个物质是什幺?它有着怎样的化学性质?除耀眼强光、火星四溅等外,还有其他的实验现象吗?实验中有哪些需要注意的事项?学生回答中可能不够全面、不够深入,教师让学生操作虚拟实验,丰富自己的认知,提升自己的实验能力。

四、绿色实验:变浪费为低碳,减少环境污染

“碳中和”“碳达峰”这些目标的提出,意味着中国向持续的绿色发展转向。教师要将低碳环保的理念融入到化学实验教学中,在应用化学用品时要有效利用原料,要力求避免有毒、危险的试剂、溶剂对环境所造成的危害,做到清洁化学、无害化学。

1.依托微型实验,节约实验药品。教师厉行节约,依据实验用量合理取用,避免不必要的浪费,对于所需液体没有说明用量的,一般取1~2毫升即可。有一些实验所需的药品较多,教师可以改成微型实验,能大幅度减少实验室水体与空气排放污染,改善实验环境,同时能有效培养学生的环保意识与资源意识。

2.融入绿色思想,对比分析利弊。

在化学实验中,教师要运用“绿色”思想对几种实验方法加以对比,以消耗能源、利用率、有无副产物等为指标,合理地选择实验。如在探究“实验室制取氧气”过程中,有高锰酸钾制备氧气+MNO2+O2↑,但在不同温度条件下分解会有差异;有二氧化锰与氯酸钾共热,但制得的氧气中含有少量的Cl2、O3;有过氧化氢溶液催化分解,前面两种方法都需要加热,需要消耗一定的能源,且生成物中还有一些附产物,而第三种方法的催化剂MnO2可以重复使用,本着“绿色”“节约”的理念,选择第三种方法更为合适。

3.适当改进实验,减少环境污染。

教师要针对环境污染的角度重新认识教材中的实验,对其加以优化、重组、删减,以减少对环境的污染。如在人教版九上《氧气》一课教学时,教师从多角度通过化学实验让学生了解氧气的化学性质,硫在氧气中燃烧生成的SO2对空气有污染,教师要对这个实验加以改进,用电蚊香器加热,用注射器吸收SO2,并让它与浓氢氧化钠溶液充分反应,从而能大大降低环境污染。

4.慎待尾气废液,及时回收处理。

有一些化学实验产生的尾气、废液有毒,会造成严重的环境污染,教师要引导学生利用化学学科特点,对其进行处理利用。在学习人教版九上《二氧化碳和一氧化碳》第二课时教学中,有一氧化碳还原氧化铜的实验,教师要慎重处理实验后有毒的一氧化碳尾气,可以对一氧化碳收集备用。在完成金属与酸的反应后,会有一些剩余的金属、废酸液都要合理利用。

总之,在初中化学实验教学中,教师要立足于学生素养培育的角度,拓展认知视野、优化实验形式构建生态、绿色的实验课堂,促进学生实验兴趣的激发、实验技能的培养。教师要深入研究学情,为学生提供多元的实验活动,促进学生核心素养的形成,同时也能构建富有活力的实验课堂。