基于核心素养对“分子运动现象”探究实验的创新和深度教学研究
2021-05-30王海锋
王海锋
【摘 要】化学是一门以实验为基础的科学,化学学科最主要的特征就是化学实验,通过实验探究,引导学生走进化学,树立科学探究观念,新课标明确表示,实验是进行科学探究的重要方式,是化学学科最主要的学习方法。基于核心素养对化学实验进行创新是实现深度教学的重要方式。
【关键词】核心素养 实验探究 创新 深度教学
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2021.09.034
化学的基本概念、思维方式、科学探究、学科价值观和社会责任感是初中化学学科的核心素养,包含初中化学核心知识等基本要素。化学学科最主要的特色就是化学实验,实验能激起学生学习的兴趣,能将抽象的微观世界变得生动具体,能促进学生思维的发展,培养他们的创新力、创造力。
人教版九年级化学第一单元课题2专门以“化学是一门以实验为基础的科学”为题,引导学生走进化学,树立科学探究观念,明确表示实验是进行科学探究的重要方式,是化学学科最主要的学习方式。化学实验应高度关注安全、环保、节能等要求,学生要在遵守化学实验规则的同时树立绿色化学理念,初步形成良好的实验习惯。让学生感受到化学对促进人类社会发展的社会责任,体现化学学科价值。通过联系生活和社会实际,强化学科实验创新应用,开展深度教学,拓展学生的视野和思维。基于核心素养的深度教学理念,本文对人教版九年级化学“分子运动现象”探究实验进行的创新实验教学分析,以此践行化学学科核心素养理念。
实验原型:人教版九年级化学第三单元课题1分子和原子的探究实验——“分子运动现象”,在两个小烧杯中分别加入适量的浓氨水和无色酚酞溶液,利用一只大烧杯罩住两只小烧杯,使得一只烧杯内的氨分子进入另一只烧杯内的酚酞溶液里使之变色,从而说明分子是不断运动的。在大烧杯外还放一杯等量的酚酞溶液作对比。该实验的不足之处在于:1.药品用量过多,会造成浪费;2.因为氨水易挥发,且有强烈的刺激性气味,在开放的空间里容易泄漏,造成周围环境污染,不利师生健康。3.实验结论较为单一,根据现象,该实验只能说明分子是运动的,不能体现温度对分子运动速率的影响,且对比实验的装置放置在空气中,不够严密,教学效果欠佳;4.该实验出现酚酞溶液明显变红的现象用时略长,与教学节奏脱节,不利于课堂的连贯性。5.实验设计较为传统老旧,不利于学生思维和创造力的培养。为此,我对此实验进行了改进创新。
创新实验器材名称:探究“分子运动现象”实验仪。
教材版本:人教版(2012)
教学目标:1.通過实验探究知道分子是不断运动的,并且温度越高分子运动速率越快;2.通过创新实验,拓展学生的思维能力;3.树立环保节能,绿色化学理念的情感态度与价值观。
实验教学内容:九年级化学(上)P49“分子运动现象”实验探究。
实验原理:浓氨水具有挥发性,能使无色酚酞溶液变红色;温度越高,分子运动越快,且离氨水越较近的酚酞溶液变红更快。由此现象可以得出实验的两个结论。
制作材料:具支试管、细金属条、橡皮塞、滤纸条,橡胶胶帽。
制作方法:
1.将较软的细金属条(本次实验用细铜条)和滤纸条裁成与具支试管相对适当的长度,并将金属条一端折成S形,以便固定滤纸条。
2.把滤纸条两端穿入细金属条中,其中一端固定在S形金属端上,另一端可以自由活动,保持滤纸平滑。
3.将滤纸条放入试管中,塞紧橡皮塞,具支处套上橡胶胶帽,装置制作完毕。
使用方法:1.打开橡皮塞,取出滤纸条,依次均匀滴入5-6滴无色酚酞试液,放回试管内,塞上橡皮塞;2.打开橡胶胶帽,在支管小孔处向试管内加入1滴浓氨水,盖上胶帽,将试管倒放在一个空烧杯中;3.重复上述操作,将试管倒放在盛有热水的烧杯中,观察现象。
可以观察到,放在热水中的滤纸条无色酚酞试液和空烧杯中的滤纸条无色酚酞试液都变成红色,离氨水较近的部位变红更快,且热水的酚酞试液比空烧杯中常温下的酚酞试液更快变红。这一现象同时得出两个结论,一是分子是不断运动的;二是分子运动速率受温度影响,温度越高,分子运动速率越快。本实验克服了原课本实验结论的单一性。
创新实验器材改进要点:1.本实验用两支密封性很好的具支试管替换课本原实验敞口使用的一个大烧杯和两个小烧杯;2.实验器材是初中化学实验室常用易得的仪器,组装简易,操作简便。适合推广和大范围使用。
实验教学过程和实验教学评价:
1.教学过程:(1)将学生分成10个小组,每组5名同学,设1名小组长。教师向学生展示本实验装置并讲解实验原理,做简要的实验演示,并提出注意事项和观察要点;(2)各小组按第上述第八点“使用方法”进行实验,观察并记录实验现象。实验完毕,各小组通过观察现象得出结论,填写实验报告。然后由小组代表重述实验操作过程,提出疑问;(3)分析和讨论:实验过程中,你闻到气味了么?为什么?本实验与课本实验相比,有什么优点?(4)最后由教师点评,归纳总结,完成课堂教学。
2.教学评价:(1)本实验氨水用量极少,只需1滴,有利于节约药品。符合化学实验教学微型化的发展趋势。(2)实验在密闭的环境中进行,挥发出来的氨水极少,非常环保,体现绿色化学理念。培养了学生节能环保的情感态度和价值观。(3)本实验同时体现了温度对分子运动速率的影响。实验现象更快更明显。(4)本实验利用实验室常见但少用的仪器组装成一套如此精美的实验装置,功能强大且效果良好,有利于培养学生的创新精神和创造力,能激起学生对化学的兴趣和求知欲。(5)本实验体现化学学科的价值和精神,根据化学实验本身的特点进行实验创新性探究,激发和满足了学生的好奇心,使学生获得探索新知的经历,使学生在实验的设计、操作、观察中不停地思考:该做什么?怎么做?为什么这么做?在这个过程中锻炼思维,形成对化学知识的真正理解,优化学生对知识的意义建构。
教师只有心系学生,心怀教学,深入研究教材,不断研究和创新教法,才能创造出效果更好的深度课堂,才能更好地践行学科的核心素养,为社会培养更多有创造力的人才。