例谈初中化学演示实验的改进方法
2020-07-04支芸
支芸
【摘 要】魅力化学,实验当先。为了进一步激发学生的学习兴趣,培养观察能力,教师可以设置趣味实验,引人入胜;改进书本实验,让现象更明显;设计创新实验,眼见为实;善用探究性实验,给复习课调调味;开发生活小实验,以提高学生的兴趣、能力等方面对演示实验的设计进行改进与创新。
【关键词】初中化学;实验;改进;方法
化学是一门以实验为基础的自然科学。化学学科教学的魅力所在就是可以做化学实验,可以说:魅力化学,实验当先。通过观察演示实验中有趣的现象,可以激发学生的学习兴趣,培养其观察能力;教师边演示实验边讲解原理和注意事项更有利于学生理解化学知识,掌握操作方法和提升实验技能;教师通过系统化的实验设计,引导学生在实验中发现问题、分析原因、解决问题,能更好地培养学生探究性思维和探究的能力。下面就谈一谈笔者对演示实验的设计、改进与创新。
一、设置趣味实验,引人入胜
兴趣是学生探求知识的原动力和发明创造的精神源泉。初三的学生特点是兴趣广泛、好奇心强、求知欲旺,往往渴望从化学实验现象中发现和感知神奇。教师可以充分利用这一心理,在课堂上有意识地设置和安排一些生動有趣的实验,激发学生的兴趣和热情。例如,开学第一课教师并不上新课,而是安排了一个个有趣的实验。第一个是“隐形的字”(先用酚酞在白纸上写“化学”的字样,上课时用氨水溶液喷上就会显现出来,同时配上台词“欢迎同学们走进化学世界”),同学们看了很惊讶也很好奇;第二个是“空瓶生烟”(氨气和氯化氢气体相遇发生化学反应,出现生烟的现象),同学们看了觉得很神奇;紧接着是“大象的牙膏”(双氧水在碘化钾的催化下加上洗洁精的发泡作用所产生的现象),效果非常震撼,全班同学都沸腾了。这时老师指出这些都是一些常见的化学现象,等我们学了初三化学后就能自己来变这些小魔术,而且还能理解其中的原理。然后请同学完成“清水变牛奶”(向澄清石灰水吹气)的实验。有的同学对这个生物课上教过的实验可能已经模糊,经过老师的讲解理解了其中的化学原理,这时他们对学习化学充满了信心和兴趣,于是笔者就趁热打铁提出学习化学的要求和规范,学生们听得很认真。好的开始就是成功的一半,用这些有趣的演示实验开启化学之门,就是一个非常好的开始。
在一些新课的教学中,笔者也会经常先设置一个有趣的实验,引起学生的注意力和好奇心。例如,学习二氧化碳的性质时,我先表演熄灭阶梯蜡烛的实验,讨论倒入气体的物理、化学性质后,再告诉学生这就是我们今天要学习的主角——二氧化碳,并发问:它还有什么性质呢?在学习制取二氧化碳时,我会拿着一瓶无色液体,在教室里一边走一边滴在大理石地砖上。大家都很好奇这种气体是什么,然后我们一起来检验生成的气体到底是什么,并讨论这个方法是否适合在实验室制取二氧化碳。学习燃烧和灭火时,我们也是先表演一个魔术——“烧不坏的手绢”,学生同样非常惊讶,然后让他们带着好奇和求知去学习接下来的新课。
二、改进书本实验,让现象更明显
演示实验有个缺点,那就是如果现象不够明显,坐在后面的同学不能看到。基于这一点,书上的一些演示实验就需要我们去改进。例如,书本上利用在蜡烛火焰上方放一个干冷的小烧杯,让学生观察烧杯内壁上的变化,通过烧杯内壁出现小水珠,得出有新物质——水生成。但是该节内容在刚开学第三节课的时候开设,这时刚开学,九月的天气温度较高,空气也干燥,很难观察到水雾,并且罩上烧杯后,蜡烛不完全燃烧生成了炭黑,学生首先观察到有黑色物质生成,而书上并没有提到,于是学生觉得实验现象与书本现象不一致。而对于出现的问题,由于知识的阶段性(第四章才学,在这节课不能给学生解释清楚为什么有黑色物质出现),学生产生的困惑暂时无法解决。
改进:在火焰上方放一块石棉网,在石棉网上罩一只小烧杯。因为小烧杯离火焰较远,温度散失,干而冷的烧杯内壁很快出现水雾,且不会出现炭黑,效果非常明显,与书本现象一致,且成功率极高。
三、设计创新实验,眼见为实
耳听为虚,眼见为实。现在的学生缺乏生活经验,很难把理论和实践联系,和他们讲了半天都是纸上谈兵,于是我设计实验,让他们眼见为实。
例如,讲到二氧化碳气体的溶解性(温度越高,溶解性越差)时,我是上课前先奖励某位同学喝几口可乐,然后他会打嗝。这个还比较容易理解,但是谈到压强与溶解性的问题时,我举例:下雨前气压低,鱼儿缺氧会跳出水面……然后就看到有人两眼迷茫,后来得知,他们根本不理解下雨天气压为什么低。于是我进一步解释:这是因为下雨天空气的湿度大,水蒸气的含量高。当空气中含的水蒸气较多时,空气密度要变小。又因为大气压与空气密度有关,气压的公式=密度×重力加速度×高度……好吧,这个更难说清楚!于是我设计了以下实验:拿一个注射器,请一位同学用手指堵住前面的接口,再使劲推注射器活塞然后松手,问:“推活塞后,内部气压是变大还是变小了?”然后再让这位同学使劲推注射器活塞然后松手,再问:“现在内部气压是变大还是变小了?”然后用注射器吸取5毫升可乐拉活塞,观察到可乐中持续出现大量气泡,终于看到学生点头听懂的样子了。
在讲到饱和溶液的概念——它只是不能溶解该种溶质,还能溶解其他溶质时,学生也是很迷茫很不能理解的,因为他们看着剩余的硝酸钾晶体,很难想象它还能溶解其他东西。这次,我果断地选择用事实说话。我就在该试管中加入高锰酸钾固体,现象非常明显,溶液变为紫红色,加入的高锰酸钾很快就溶解了。学生们都要出现星星眼了,相信留给他们的印象是非常深刻的。
四、善用探究性实验,给复习课调调味
复习课枯燥乏味,因为学生觉得都是学过的不喜欢听,投入度自然不高,所以教师也总觉得复习课没什么效果。这时候实验的优越性就体现出来了。我的课代表每次都会问要不要拿实验提篮,要是看到老师带了实验提篮,学生们都是满眼的期待,所以我就想有没有办法在复习课上也穿插一些实验。
去年,学校要求上一节复习课的展示课,是有关金属的复习课。那时正处于5月份,每天每门学科都是复习,内容多,考试多,学生们疲于应付,上课的时候总是昏沉沉的。我思考了很久,决定设计围绕坚果袋里的干燥剂进行一系列探究:先观察颜色,接着用磁铁吸引,再加稀盐酸,最后加硫酸铜,并请同学们设计实验验证能否还有干燥效果等。我发现那节课同学兴趣浓厚,积极发言,连坐姿都比平时精神。
五、开发生活小实验,提高學生的兴趣和能力
生活中有很多现象和化学有关,我们可以开发一些生活小实验,让学生亲自动手去操作、去发现、去感受、去思考这里面到底是发生了什么化学变化,或者出现这些现象的原因是什么,他们经过自己思考后的理解会比教师教100遍印象更深、掌握得更好。例如,在做“纸火锅”(用纸当锅)的实验时,在纸锅中加水,放在煤气灶上加热,纸锅竟然不会烧着,学生们非常惊讶。但是一联系上课教的——燃烧要满足三个条件:有可燃物,与氧气接触,温度达到着火点;然后一分析纸锅是可燃物,也与氧气接触,那肯定是没有达到着火点了;再用手摸一摸,就知道是因为水吸收了热量,使温度达不到纸的着火点。学生们觉得很开心,也很兴奋,因为他们现在不但知其然,还知其所以然,于是第二天踊跃发言,学习激情高涨。
还有一次,我布置学生做“无壳蛋”的实验,就是把鸡蛋放在白醋中的实验。第二天上课大家都带来了无壳蛋,我原想带着他们一起分析蛋壳为什么消失了,结果很多同学说:昨天想了很久,已经搞懂了,是白醋中的醋酸把鸡蛋壳反应了。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,而醋酸是一种酸,也能电离出氢离子,和盐酸、硫酸一样,也能把碳酸钙反应掉。搞懂的同学分析得非常好,而昨天没有搞懂的同学,更是满怀好奇,比平时上课听得更认真,不时还提出问题。这节课学习氛围浓厚,精彩超过我的预设。
化学实验的演示是学生最喜欢的教学环节,也是教学中最有用、最常用、最能达到教学目的的教学方式。化学实验的演示过程就是给学生提供更加直观的、可视的知识获取的过程,让他们对化学的知识有感性认识到理性认知的飞跃。在实验的过程中探究自己还未认识的世界,理解和巩固化学知识,掌握实验技能,形成化学概念,激发学生学习化学的兴趣,培养学生的探究能力,学会科学研究的方法。所以我们老师应该积极提升自己的专业素养,善于利用化学实验,并研究如何改进实验、创新实验,从而取得更好的教学效果。