山東省濰坊市美加實驗學(xué)校 王 斌
各類與化學(xué)知識相關(guān)的家庭趣味實驗具有便捷性、趣味性、探究性等特點,對剛剛正式接觸化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的初中生來說,家庭趣味實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生更自然地感知和理解化學(xué)知識,提高學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)情感。教師要提高對家庭趣味實驗教學(xué)的重視程度,加大不同類型家庭趣味實驗的發(fā)掘力度,設(shè)計出更多適應(yīng)初中生化學(xué)認(rèn)知基礎(chǔ)和化學(xué)實驗?zāi)芰Φ募彝嶒炚n題,輔助化學(xué)知識教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實驗探究精神。
家庭趣味實驗是基于化學(xué)課堂主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的,教師要突出實驗內(nèi)容與化學(xué)知識的聯(lián)系性,緊密圍繞化學(xué)概念、化學(xué)定理、化學(xué)現(xiàn)象設(shè)計家庭實驗內(nèi)容。教師可以從化學(xué)教材這一最直接的教學(xué)內(nèi)容載體入手,活用教材中蘊含的家庭趣味實驗元素,對接學(xué)生生活實際,整合家庭實驗資源,設(shè)計一些可行性較高的實驗內(nèi)容。初中化學(xué)教材編排中,有一些家庭實驗資源是直接呈現(xiàn)給學(xué)生的,也有一些是蘊含在教材內(nèi)容中的隱性資源,需要教師深度發(fā)掘,深耕其中的實驗教學(xué)價值,兩種家庭實驗教學(xué)資源都需要引起教師足夠重視,根據(jù)實驗教學(xué)需求加以整合。
教師要保持家庭實驗教學(xué)資源開發(fā)利用的敏感性,從教材中與學(xué)生日常生活相關(guān)的一句話、一個配圖延伸開來,探尋合適的家庭趣味實驗設(shè)計切點,構(gòu)建化學(xué)知識與學(xué)生日常生活的緊密聯(lián)系,為學(xué)生開展家庭趣味實驗提供更多學(xué)習(xí)機會。人教版九年級上冊化學(xué)教材“水的凈化”章節(jié)設(shè)計中,配合“水的凈化”理論知識,教材編排了“自制凈水器”教學(xué)內(nèi)容。該部分內(nèi)容是開展家庭趣味實驗的有效素材,教師將其置于課堂總結(jié)環(huán)節(jié),以課下作業(yè)的形式呈現(xiàn)給學(xué)生,要求學(xué)生用塑料瓶、布片、小卵石、沙子、活性炭、棉花等材料,仿照教材中簡易凈水器的示意圖,自主制作一個相似的凈水器,并要求學(xué)生在實驗報告中,清晰地畫出整個裝置的示意圖和不同層次使用的材料,標(biāo)注每個層次材料發(fā)揮的凈化效果。
教師從教材中提供的生活化實驗素材入手,用家庭趣味實驗的形式取代書面作業(yè)練習(xí),能夠增強化學(xué)課下作業(yè)的趣味性,激發(fā)學(xué)生家庭實驗興趣。教師整合家庭實驗資源,提出具體的實驗選材要求,強調(diào)實驗報告中凈化效果的標(biāo)注和分析,提高學(xué)生家庭實驗操作效率,幫助學(xué)生順利完成凈水器的制作,也用實驗總結(jié)分析的形式,鞏固了學(xué)生有關(guān)“水的凈化”相關(guān)知識的認(rèn)知印象,落實了家庭趣味實驗教學(xué)的知識目標(biāo)。
家庭趣味實驗受限于客觀條件,在沒有教師及時的思維指導(dǎo)、沒有配備齊全的實驗裝置的情況下,很多化學(xué)實驗并不適合作為家庭實驗展開。教師積極推進家庭趣味實驗教學(xué)的同時,也要正確認(rèn)識到家庭趣味實驗的局限性,合理篩選實驗內(nèi)容,設(shè)計切實可行的家庭實驗方案。教師可以從化學(xué)學(xué)科教學(xué)的固有實驗內(nèi)容入手,分析這些實驗的素材選擇能否在家庭條件下找到合適的替代品,組織學(xué)生就地取材,用功能相仿的實驗裝置、化學(xué)成分相同的生活物品開展家庭實驗,加深學(xué)生化學(xué)知識學(xué)習(xí)印象,強化學(xué)生化學(xué)實驗操作能力。
教師要突出家庭趣味實驗的靈活性,根據(jù)學(xué)生家庭實驗的場所特點,在實驗裝置、實驗材料、實驗方法等方面適當(dāng)變通,適應(yīng)學(xué)生家庭實驗客觀條件,特別是化學(xué)藥品、試劑的選擇中,教師要認(rèn)真分析學(xué)生生活中常見物品的化學(xué)成分,找到合適的替代品。在分析“分子間存在間隙”這一知識點時,教師常用水和酒精兩種不同的液體為材料,演示兩種液體混合后的體積變化。教師以此設(shè)計家庭實驗時,考慮到學(xué)生家中沒有刻度準(zhǔn)確的量筒,也可能沒有酒精。教師適當(dāng)創(chuàng)新實驗方案,用酒精濃度較高的白酒、花露水取代酒精。沒有刻度準(zhǔn)確的量筒,則可以在透明杯子上做好刻度標(biāo)注,記錄兩種液體混合前的體積大小,混合后再把液體分別注入原容器中,比較混合前后液體體積變化。
水和酒精的演示實驗是利用兩種液體分子構(gòu)成的不同,比較混合前后的體積變化,演示分子間存在間隙造成了混合后液體體積變小。教師設(shè)計的家庭實驗方案,從學(xué)生生活中選擇常見的酒精含量較高的物品作為替代,同樣是比較混合前后的體積變化驗證化學(xué)概念。雖然調(diào)整后的實驗方案精確度有所降低,不如實驗室中那么精確,但實驗原理與原實驗完全相同,可以讓學(xué)生在現(xiàn)象相仿的實驗觀察中,正確認(rèn)識“分子間存在間隙”的化學(xué)概念。
教師輔導(dǎo)是家庭趣味實驗得以順利開展的必要條件。教師加強化學(xué)實驗方法的有效指導(dǎo),強調(diào)實驗過程的操作細(xì)節(jié)及注意事項,啟動學(xué)生實驗探究意識,確保家庭趣味實驗準(zhǔn)確、高效進行,提升學(xué)生家庭實驗學(xué)習(xí)品質(zhì)。九年級學(xué)生接觸和學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的時間有限,實驗操作經(jīng)驗還很匱乏,在自主性較強的家庭實驗中,難免會出現(xiàn)實驗操作不夠規(guī)范的問題。教師提前做好實驗教學(xué)預(yù)設(shè),分析歸納學(xué)生家庭實驗中可能出現(xiàn)的認(rèn)知誤區(qū)、操作錯誤,為學(xué)生一一強調(diào)這些實驗重點,提高學(xué)生家庭實驗的成功率,保護和增強學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)的自信心,讓學(xué)生充分感受化學(xué)家庭實驗的獨特魅力。
家庭趣味實驗畢竟是強調(diào)探究性的一種實驗類型,在實驗方法上更加強調(diào)學(xué)生思維調(diào)動和能力培養(yǎng),教師要把握好思維干預(yù)的“度”,既要為學(xué)生提供必要的實驗指導(dǎo)和思維啟發(fā),又要尊重學(xué)生家庭實驗學(xué)習(xí)的主體地位。“探究食鹽溶解的影響因素”家庭實驗教學(xué)中,該實驗是個典型的探究性實驗,教師加強課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的思維梳理,先引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活中溶解鹽、糖和其他物品的操作經(jīng)驗,對哪些因素會影響實驗溶解速度的快慢做出自己的猜想。學(xué)生相關(guān)生活經(jīng)驗并不匱乏,通過聯(lián)想和對比,列舉出溫度、是否攪拌、水的多少、容器大小等多種猜想。教師歸納學(xué)生猜想內(nèi)容,讓學(xué)生根據(jù)家庭實驗條件,選擇兩三個影響因素設(shè)計探究方案,在課下完成家庭實驗,驗證這些猜想是否正確。
一個完整的探究性實驗教學(xué)活動包含了發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)猜想、設(shè)計實驗方案、分析實驗結(jié)果等多個環(huán)節(jié),教師彰顯家庭實驗的探究能力訓(xùn)練意義,有意識地在課堂指導(dǎo)環(huán)節(jié)提出實驗探究的核心問題,引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合已有生活經(jīng)驗,做出食鹽溶解影響因素的猜想假設(shè),組織學(xué)生制訂實驗方案加以驗證,有利于提高學(xué)生家庭實驗探究學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)規(guī)范的實驗探究意識,提高學(xué)生探究實驗學(xué)習(xí)能力。
教師著眼學(xué)生化學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng),適時拓寬家庭實驗教學(xué)維度,融入更多實踐性、應(yīng)用性較強的家庭趣味實驗教學(xué)元素,開闊學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)視野,加深學(xué)生家庭實驗認(rèn)知理解,促進學(xué)生化學(xué)知識的有效內(nèi)化。隨著化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的深入,化學(xué)知識的認(rèn)知難度和應(yīng)用難度也隨之提升,靠死記硬背等簡單學(xué)習(xí)方法,學(xué)生無法真正理解化學(xué)知識的本質(zhì)內(nèi)涵,更談不上靈活運用化學(xué)新知解決問題 了。教師不妨針對這些認(rèn)知難度較大的化學(xué)知識,設(shè)計一些學(xué)生可以在家自主完成的小實驗,借助豐富的實驗認(rèn)知素材拓寬學(xué)生思維認(rèn)知視野,幫助學(xué)生建立更加直觀的化學(xué)知識感性認(rèn)知,順利掌握和內(nèi)化相關(guān)的化學(xué)知識。
作為拓展性的家庭實驗活動,學(xué)生已經(jīng)具備了一定的化學(xué)認(rèn)知基礎(chǔ)和實驗?zāi)芰?,教師不必像以上幾種方法中,過多強調(diào)實驗原理、實驗方案、實驗方法的指導(dǎo),而是采取設(shè)置自主探究課題的方式,增強家庭實驗學(xué)習(xí)的開放性。學(xué)習(xí)了“二氧化碳的實驗室制取”相關(guān)知識后,教師設(shè)置開放性的家庭實驗課題,讓學(xué)生自主尋找生活中可用的實驗材料,完成二氧化碳的制備實驗。學(xué)生通過閱讀教材和查閱資料,了解到雞蛋殼中含有碳酸鈣,食醋中的醋酸與鹽酸一樣具備酸性,很多食品干燥劑的主要成分是生石灰。明確實驗需要材料后,學(xué)生就地取材,仿照二氧化碳實驗室制備的裝置組裝方法,用塑料瓶、塑料軟管等生活物品組裝實驗裝置,順利完成家庭實驗學(xué)習(xí)。
學(xué)生學(xué)習(xí)了“二氧化碳的實驗室制取”相關(guān)知識后,完全具備自主選擇實驗材料和組裝實驗裝置的實驗?zāi)芰?。教師把家庭趣味實驗放手給學(xué)生,讓學(xué)生結(jié)合教材學(xué)習(xí)內(nèi)容,查閱相關(guān)資料確定實驗方案,發(fā)揮學(xué)生家庭實驗學(xué)習(xí)自主性。食醋和雞蛋殼的實驗效果并不明顯,產(chǎn)生的二氧化碳很少,并不足以使澄清的石灰水變混濁,但學(xué)生在整個開放性家庭實驗的學(xué)習(xí)過程中,已經(jīng)得到了充分的知識鞏固和能力鍛煉,收到了預(yù)期的家庭實驗教學(xué)效果。
家庭趣味實驗是對初中化學(xué)實驗教學(xué)的重要補充,極大地拓展了化學(xué)學(xué)科教學(xué)維度,深化了學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)知理解,對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力提高、科學(xué)探究思維培養(yǎng)都有著積極的促進效果。教師要以可行性作為家庭趣味實驗設(shè)計的基本原則,密切聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗和認(rèn)知能力,精心篩選實驗設(shè)計的切入點和著力點,滿足學(xué)生化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的個性化需求,打造高質(zhì)量、多維度的家庭趣味實驗教學(xué)平臺,最大限度地發(fā)揮家庭趣味實驗的教學(xué)輔助作用。