核心素养下初中化学实验教学探析
2021-12-03福建省邵武第五中学游育华
福建省邵武第五中学 游育华
新课标指出,应使学生透过化学视角认识和了解物质世界,让他们形成知识运用能力,掌握科学的分析方法与解决问题的能力。中学是大部分孩子体系性展开化学知识学习的初级阶段,之所以很多学生会从刚接触化学认为其神奇、有趣到后来产生抵触情绪,滋生厌学心理,主要是教师授课方式过于单调,忽视了学生感受。为促进中学生化学核心素养发展,教师应创新实验教学,激发学生的实验热情,使其产生自学意识,具有操作意识。
一、关注情境教学,加强宏观辨识与微观探析
新教改深入实施背景下,促进素质教育落实,培养学生核心素养,教师应当具有教学反思意识。在初中阶段,培养学生的化学核心素养,即应使他们初步具有“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”以及“科学精神与社会责任”五个维度的能力与学科意识。这需教师深入沪教版化学教材,理解编者意图,按照知识板块设置,精心进行实验教学设计,从而将学生从被动听讲、机械实验、枯燥学习当中“解放”出来,使其主动参与教学活动,具有宏观视野与微观思想,并通过规范实验验证自我判断、假设是否成立,得出科学结论,以便答疑解惑。
例如,在九年级上“奇妙的二氧化碳”教学中,可通过实验教学实现“宏微结合”,融入热点问题,使学生从宏观、微观等不同视角认识二氧化碳的物理与化学性质,可围绕“奇妙变化”展开实验,促进学生自主操作,使其在实践中加深对化学知识的印象。给学生石灰石、稀HCl、锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶等实验所需用品,让他们进行CO2制取,并可运用启发式教学法,使学生探究“怎样证明生成气体是CO2?CO2能否溶于水,有无新物质生成?如何才能防止气体逸出?气体看不到也摸不着,我们怎样才能知道集气瓶是否装满了呢?”等一系列问题,使其设计新的实验,在操作中寻找答案,从而使学生认识CO2性质与主要特点,了解其用途。此外,教师还应融入社会新闻,围绕两会提到的“碳达峰、碳中和”热点问题,使学生具有宏观视野,了解环境保护的重要性,明白为了减少碳排量、缓解温室效应,共同构建人与自然生命共同体,我们能做什么,培养学生的社会责任感和使命感。
二、促进创新引导,培育变化观念与平衡思想
助力学生化学核心素养发展,应使其认识化学实验中的“变”与“不变”,让他们拥有辩证思维与理性认识。这应该密切联系生活,着眼于中学生的认知水平,以他们便于理解、能够接受的方式,促进实验教学开展。并且教师还应注重对创新教学模式的应用,可在思维导图、任务驱动教学、支架式教学理论等支持下,使学生具有变化意识,形成平衡思想。
例如,在“质量守恒定律”实验教学中,可引出学生对“守恒”的猜想。很多学生认为质量守恒便意味着质量不变,这时让其动手展开实验操作,给学生准备NaOH溶液、CuSO4溶液、铁片、大理石与稀盐酸等实验用品,使其自主进行实验操作。在CuSO4溶液与铁片、NaOH溶液与CuSO4溶液的反应实验中,反应前后物质的质量总和没有发生变化,但是同学们在大理石与稀盐酸实验中发现反应后物质质量减少了,对于这两种截然不同的结果,这时有的学生对“质量守恒”产生了质疑,产生进一步探究的强烈欲望。此时,教师可引导学生从实验现象入手,大理石表面有大量气泡产生,学生便意识到反应后还有CO2气体生成,进而让学生思考如何改进实验装置,使化学反应前后总质量值保持“平衡”。在任务驱动教学下,使学生真正理解质量守恒定律,通过增强实验理解让其具有变化观念与平衡思想。
三、实现多边互动,提升证据推理与模型认知
为提升实验课堂教学效率,促进学生化学思维发展,除了密切师生交流,还需鼓励同伴沟通。只有注重对辅助教学设备的应用,创新实验教学方式,才能有效培养学生的化学核心素养,让他们形成证据意识与建模思维,从而助力中学生形成科学素养,使其具有崇尚科学,把握规律的意识。
例如,在“燃烧的条件”实验教学中,教师可以“神奇的手绢”(提前将手绢浸入酒精与水的混合溶液后,将其轻轻攥干)实验作为导学激趣,引发学生的认知冲突,设置悬念。接着帮助学生分组,让他们运用红白磷、烧杯、铜片、热水等进行实验探究,使学生认识燃烧的条件,并可引入抖音中“水中燃烧的蜡烛”视频,使学生根据燃烧的条件判断真伪,进而合作学习,思考:如何使热水中的白磷燃烧?在同学们通力合作下,进行实验设计,想到用导管对着水中白磷通入空气或氧气“助燃”,接着引入“灭火”知识,让学生认识到遇到不同情况的火灾,应采取差异化处理方式,并应使学生掌握基本的火灾逃生技巧。在升级实验教学感受中,揭开“神奇手绢”的面纱,让学生感受化学的魅力,具有深入探究意识,促使他们形成证据推理意识与建模思维。
四、鼓励自主学习,形成科学探究与创新意识
初中化学实验教学中,为了使中学生形成科学探究能力与创新意识,还应重视培养学生的独立思考、自主实验能力,这需要突破教材与课堂教学限制,进行拓展教学。教师可在线教学,利用生活物品,鼓励学生展开实验尝试,使其具有规范实验操作的意识,注意观察实验现象,形成化学素养,感受学习乐趣。
例如,可通过自制教具与实验器材的方式,培育学生的“绿色化学”理念,这样既有助于节约课堂时间,还有助于在实验教学中促进德育渗透。在“水的净化”教学中,为使学生认识过滤、沉淀、吸附等不同净水方法,可精选《荒野求生》中的内容制成微课件,使学生在家中利用明矾、活性炭、棉花、杯子等生活用品进行实验设计,展开净水实验。学生在杯中盛满水(或将矿泉水瓶剪开),兑入一些泥沙,再滴入几滴红墨水,使其变得浑浊,接着他们会将“河水”先静置沉淀,再用明矾吸附,此时的水虽已经去除了不溶性杂质,但还有异味、色素、微生物等,依然不可饮用,这时学生会想到用活性炭来吸附。另外,还有的学生在静置沉淀后,别出心裁地将棉花拧紧成绳状,搭在静置后的水杯与空杯上,进行净水过滤,最后则将水煮沸消毒。学生在家中运用简单器具、废旧物品,便可自主展开净水实验,有助于他们科学探究意识与创新能力的发展。
五、组织实践活动,培养科学精神与社会责任
新课标提到,应密切化学与材料、资源利用与环境保护之间的关系。为落实“立德树人”的根本任务,使学生形成强烈的社会责任感,培养其公德心,使其成为新时期优秀的高素质公民,教师在化学实验教学中还应组织多样调研活动,使中学生兼具科学精神、学科素养、社会公共意识与责任感。如此一来,才能体现学科价值,进一步凸显化学实验教学的育人优势。
例如,在“化学肥料”教学中,可使学生展开实地走访,了解化肥、农药使用对环境、生态的影响,可在学校植物园里种植几株植物幼苗,并分发给学生氮、磷、钾及复合肥,要求学生结合植物生长表现,为其适量施肥,并且可展开化肥的鉴别实验,比较氮肥、磷肥、钾肥外观与在水中的溶解性,并向其加氢氧化钙观察实验现象。根据视频资料,若庄稼在种植中出现生长缓慢、叶片纤弱、易伏倒等问题,让你去购买肥料,你应该选择哪种化肥?是不是施肥越多,效果越好?使学生在学习中认识到生活中处处有化学,树立“科学施肥、合理种植”的意识,建立爱护环境、保护生态的观念。
在新课标理念指导下,为构建高效化学教学课堂,教师应优化教学理念,建立生本意识,让学生学会学习,掌握学习的能力,养成不断求知的良好习惯,形成终身必备的素养,这是新课程标准赋予我们的神圣职责。鉴于初中化学具有启蒙性特点,为使学生获得知识,并能够对其加以有效运用,解释某一现象或解决实际问题,应让他们在实验探究中了解化学学科的本质,把强烈的创新意识、科学思维和动手能力渗透给学生,激发学生探究精神,促进学生学习能力、创新思维、自我视野的不断提升,感受化学研究的意义,继而形成推理意识、微观思维、宏观认识、建模能力与社会责任感。