摘要:在新课程改革背景下,初中化学教学更加重视学生综合素质的提升,关注学生的创新能力、创造能力,教学的侧重点也发生了较大变化。实验是化学教学的基础。在家庭小实验中,学生能够全面掌握化学知识,提高对化学的学习兴趣,将化学与现实生活联系起来,加强对知识的探索,提高化学学习效率。文章分析了家庭小实验与初中化学课堂教学结合的作用,阐述了初中化学家庭小实验的特点,以实践案例说明了系列家庭小实验在初中化学教学中的应用方法。
关键词:初中化学,家庭小实验,课堂教学
初中阶段的化学知识比较枯燥,导致学生缺乏学习兴趣,对教师的依赖较强,难以自主解决与化学有关的问题,学习效果不佳。实验是通过实践操作掌握知识的方法。家庭小实验的实验材料易获得,可操作性强,实验现象明显,学生容易观察。在初中化学教学中,教师可以将家庭小实验和课堂教学联系起来,激发学生的创造思维,帮助学生解决化学课堂上遇到的问题,能够对化学课堂起到辅助作用,提高化学教学效率。
一、家庭小实验与初中化学课堂教学结合的作用
(一)巩固课堂知识
要想更好地开展家庭小实验,学生首先要全面掌握课本教材中的知识,明确单元主题内容,在此基础上简化实验流程,以便在家庭中完成实验操作。在收集实验材料、准备实验仪器、完成实验操作的过程中,学生能够进一步巩固化学知识,直观理解化学原理,提高学习的主观能动性,增强学习的自信心[1]。教师可以结合课堂教学内容为学生布置家庭小实验,引导学生在深入理解教材的基础上进行实验操作,提高学生的动手操作能力,帮助学生系统化地学习化学知识,形成完善的化学知识架构。
(二)拓展学生思维
家庭小实验和初中化学课堂教学相结合,能够帮助学生拓展相关知识,提高学生思维的灵活性,使学生深入理解化学知识。家庭小实验与化学课堂上的实验有一些差别,主要体现在实验材料、实验流程等方面[2]。在家庭小实验中,学生可以基于课堂学习基础,结合自身的知识和经验,设计新的实验方案,然后通过实践操作来验证。在家庭小实验中,学生可以利用奇思妙想,结合现实生活对实验流程进行规划,对实验内容进行积极思考,全面提高知识的运用能力,使思维获得发展。
二、初中化学家庭小实验的特点
(一)实验材料易获得
化学是一门以实验为基础的学科,教材中有大量实验,学生需要通过实验操作深入理解化学知识,形成必备的实验探究素养。家庭小实验具有实验材料易获得的特点,学生可以就地取材,用简易的工具完成实验操作。人教版化学九年级(上册)第四单元有“制取蒸馏水”的实验,教材上展现了蒸馏装置,包括酒精灯、冷凝管、锥形瓶等,实验器具多,实验操作比较复杂。在这种情况下,教师可以在课堂教学中为学生讲解蒸馏水的制取原理,让学生了解“蒸馏水”的概念,理解蒸馏水的形成过程,然后为学生布置家庭小实验。在家庭小实验中,学生可以就地取材并简化实验操作步骤,用家里的小锅、陶瓷碗等装置开展实验,利用冰块达到“冷凝”的效果。通过这样简易的器具完成实验,有利于学生深入理解化学知识。化学源于生活,很多生活中常见的物品都可以成为化学实验的材料。通过开展家庭小实验,学生可以深入理解实验原理,化繁为简,大胆地进行创新、创造[3]。
(二)实验现象明显
在初中化学教学中,很多实验只能依靠教师演示,部分学生无法近距离观察实验,很难解除心中的疑惑。在家庭小实验中,学生可以自主学习、自主探究,用简单的实验器具完成操作,近距离观察实验现象。如果实验现象不够明显,学生还可以反复操作、反复观察,直到成功完成实验。例如,人教版化学九年级(上册)第五单元“二氧化碳制取的研究”一课提出了讨论问题:“怎样检验生成的气体是二氧化碳?”二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,而学生可以根据这一原理对气体进行验证。通过查阅资料,学生可以从碳酸饮料中收集二氧化碳气体,然后将气体注射到澄清的石灰水中,完成实验内容。在家庭小实验中,学生可以通过反复观察实验现象,感受化学的神奇之处。
(三)实验过程有趣
相比较课堂上的化学实验,家庭小实验更生动、有趣,可操作性、创新性、灵活性更高。学生可以通过丰富多彩的家庭小实验积极探索化学知识。在初中阶段的化学教学中,家庭小实验不但能够对课堂教学进行拓展延伸,还能丰富学生的课外生活,让学生感受化学世界的奇妙,提高学习动力[4]。例如,人教版化学九年级(下册)第十单元“酸和碱”。在这一单元,学生需要学习酸、碱的化学性质。为激发学生的学习兴趣,教师可以在课前布置“两色花”的家庭小实验。在该实验中,学生需要摘下一朵紫色牵牛花,将花朵下面的茎劈成两半,分别插入两个杯子,在其中一个杯子里放上碱水,另一个杯子里放上醋,然后对花朵进行观察。几天后,紫色牵牛花将会变成一半红、一半蓝的两色花,这是因为紫色牵牛花中含有花青素,与紫色石蕊类似,具有遇碱变蓝、遇酸变红的性质。这样的家庭小实验与生活更贴近,内容更丰富,形式更多样,学生可以在实验中探索、尝试,感受化学实验的趣味[5]。
三、系列家庭小实验辅助初中化学课堂教学的实践案例
系列家庭小实验能够辅助初中化学课堂教学。在化学教学中,教师可以从单元教学目标出发,将教学内容划分为不同模块,为学生布置不同的实验任务,明确每一个家庭小实验的目标和内容,为学生提供实验思路的指导。以人教版化学九年级(上册)第四单元“自然界的水”为例,教师可以结合每一小节的内容,为学生布置家庭小实验,鼓励学生通过实验证明自己的猜想,提高学习效果。
(一)实验一:用纸巾过滤液体
教材中有过滤液体的实验,学生需要用到圆形滤纸、漏斗、玻璃棒、烧杯等实验器材。在实验操作中,液体顺着玻璃棒流入漏斗内,滤纸将液体中的杂质过滤掉,使水变得清澈。在家庭小实验中,教师可以引导学生用纸巾过滤液体,实验流程如下:
第一,准备一杯污浊的泥水和一个干净的空塑料杯。
第二,将盛有泥水的杯子用书本、纸盒等垫高,然后把干净的塑料杯放在旁边,使盛有泥水的杯子稍微高于干净的塑料杯。
第三,取一张纸巾,将纸巾的一端伸入泥水杯中,接触泥水,另一端放到干净的塑料杯中,观察实验现象。
在实验中,纸巾会逐渐湿透,然后向干净的塑料杯中滴水。学生通过观察可以发现,从纸巾里滴出来的水是无色透明的,可见水质得到了净化。这是因为纸巾具有过滤的作用,纸巾有很多细小的缝隙,能够吸收水分。当水完全浸透纸巾,另一端就会滴下干净的水,这是因为泥水中的颗粒无法透过纸巾的细小缝隙。在家庭小实验中,学生可以制作泥水,选择纱布、纸巾等作为过滤材料进行实验,最终过滤出清澈的水,完成实验。
(二)实验二:多种方法区分软水和硬水
在该单元中,所有的知识点都围绕水的净化展开,软水和硬水的区分是其中比较重要的知识点。教材已经提供了一种区分方法,需要学生将不同的水样分别放在试管中,在每个试管中滴加肥皂水,震荡试管,如果试管中的泡沫较多,浮渣很少,说明水样是软水,反之则是硬水。此外,我们还可以根据生活经验区分软水和硬水。在家庭小实验中,教师可以引导学生运用多种方法区分软水和硬水,主要方法如下:
第一,加热法。学生选用可加热的玻璃杯、热水壶等生活用品,在其中加入水并且烧开,如果玻璃杯、热水壶的内壁上残留较多的水垢,说明加入的水是硬水,如果容器内壁比较干净,说明是软水。因为硬水中含有较多的可溶性钙、镁等物质。通过加热,可溶性的钙、镁等物质会转化为不可溶性物质,在容器中产生大量沉淀。因此,水垢越多,说明水的硬度越大。
第二,蒸发法。学生选择干燥的玻璃片,在不同的位置滴加不同的水样,可以是自来水、河水、井水、雨水、纯净水等,然后贴上水样的标签,将玻璃片放在干燥处静置,等待水分蒸发。当水分完全蒸发后,如果玻璃片上残留一些白色物质,说明水样的硬度较高;反之,如果玻璃片上几乎没有留下痕迹,说明水样是软水。
第三,冰块观察法。学生选择不同的水样,将水放到冰盒中,制成冰块,对冰块进行观察。如果冰块颜色浑浊、有异味,说明是硬水;如果冰块晶莹剔透,手感比较滑,说明是软水。
通过家庭小实验,学生能够充分认识到硬水和软水的区别,了解到硬水给人们生活带来的危害,包括损坏管道、损坏锅炉等,进而树立保护水资源的意识。
(三)实验三:制取蒸馏水
制取蒸馏水是本单元的重要实验。教材详细介绍了制取蒸馏水的实验仪器,还展示了简易装置。在教学中,教师可以按照实验教学要求,让学生亲手体验制取蒸馏水的过程,理解制取蒸馏水的原理。在家庭小实验中,教师可以鼓励学生用家庭中常见的材料制取蒸馏水。蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝操作的水,实验的关键步骤就是蒸馏和冷凝。在家庭小实验中,学生可以选择一口较小的锅,在锅中加入适量的清水,然后用较大的锅盖将小锅盖住。这时,学生可以用橡胶垫将锅盖垫起来,并保持一点倾斜,把握好锅盖和锅之间的距离,并在锅盖上放置一包冰块。在调整好所有实验设备后,学生可以用一只碗对准锅盖的最低位置,准备接水。水烧开后,蒸汽碰到锅盖后冷凝,沿着锅盖滴下来的水就是蒸馏水。需要注意的是学生在进行这项家庭小实验时,需要家长在一旁辅助,正确使用电、天然气等,保证安全。
(四)实验四:自制净水器
本单元的教学内容围绕“自然界的水”展开,其中,自制净水器是一项重要的实验内容。净水器的原理就是利用可吸附、可过滤的材料对水进行过滤,去除水中的杂质,达到净水的效果。在家庭小实验中,学生可以利用塑料矿泉水瓶、小刀、纱布、蓬松棉、小石子、石英砂、活性炭、酒瓶软木塞等材料自制净水器。在实验过程中,学生首先需要切掉矿泉水瓶的底部,然后在瓶口安装一个软木塞,插入吸管,再在瓶子中分层装入小石子、石英砂、活性炭、纱布等,每两种过滤材料之间都要用纱布隔开,最后倒入污水、茶水或者可乐,观察自制净水器的净水效果。在家庭小实验中,学生可以通过多种方式选取实验材料,对净水器进行改造,调整净水器的大小,增加过滤的“内芯”,用实验证明净水器的作用。通过多次实验,学生可以发现,瓶子中过滤的材料越多,水流出的速度越慢,过滤出来的水越干净,内部的小石子、活性炭、纱布等能够将水中的杂质过滤掉,同时还能吸附水的颜色,让污水变成无色、透明的液体。通过自制净水器,学生可以了解净水器的原理,认识到净化水对人们生活的重要性,从而努力学习更多的净水技术,树立珍惜水资源的意识。
在初中阶段的化学教学中,系列家庭小实验的设计需要围绕单元教学内容来开展。当前,化学教材中每一单元都有明确的教学主题,单元教学内容之间有紧密联系,系列家庭小实验可以按照教材内容开展,层层递进,辅助课堂教学[6]。为进一步发挥家庭小实验对课堂教学的辅助作用,教师可以为学生提供实验思路,启发、指导学生,同时还要鼓励学生对实验流程、实验器具进行创新,培养学生的创新意识。
四、结束语
家庭小实验是取材方便、流程简化的实验形式,对初中化学课堂教学而言,丰富多彩的家庭小实验能够激发学生对化学实验的学习兴趣,增强学生对化学知识的理解,提高学生的动手操作能力。家庭小实验是化学课堂的延伸和补充,能够满足学生的学习需求,让学生近距离观察实验现象,感受实验成功的乐趣。在今后的初中化学教学中,教师需要充分认识到家庭小实验对课堂教学的辅助作用,精心设计多种类型的小实验,提高家庭小实验的趣味性。
参考文献
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[2]王江龙.初中化学教学中家庭小实验的应用[J].当代家庭教育,2021(21):21-22.
[3]王东兴.开展家庭小实验,提高初中化学教学质量[J].天津教育,2021(5):94-95.
[4]陈伟新.家庭实验在初中化学教学中的应用[J].中学化学教学参考,2020(18):64-65.
[5]胡玲玉.趣味化学实验在初中化学教学中的探讨[J].读与写,2020(1):114.
[6]许德选.利用家庭小实验优化初中化学教学的实践与研究[J].新课程导学,2019(4):46.
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