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提升实验教学的探究性和参与度

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  ——以初中化学“对蜡烛及其燃烧的探究”一课为例
  
  实验是化学学习的一条重要途径。某种程度上,只有通过实验以及对实验现象的观察、描述、分析和总结,才能得出实验结论,获得科学探究思维与方法??杉?,化学实验及其教学在化学教学中占有很重的分量。
  新课标也强调,要充分发挥化学实验教学中学生的主体作用,应着重培养学生的实验探究能力,转变化学实验教学观念,注重化学实验的探究性,提高学生化学实验的参与度。
  然而,在具体教学过程中,我们不难发现,受实验环境、实验器材、学生实验能力等各方面因素的影响,教材中的一些实验在教师进行演示或学生进行分组实验时会出现实验现象不明显、不利于学生观察或探究的问题,部分实验在操作过程中甚至还存在安全隐患。因此,教学过程中对一些实验进行改进与创新势在必行。
  下面以“对蜡烛及其燃烧的探究”这一实验为例,谈谈本人在初中化学实验教学改进与创新方面的一些做法和思考。
  “对蜡烛及其燃烧的探究”这一实验是初中化学学习过程中真正意义上的第一个探究实验,该实验对于初步培养学生的实验素养与科学探究能力,帮助他们形成化学学习思维与方法都有着非常重要的意义。然而在教学实践中,我发现现有教材上的实验方案存在一些不足与问题:
  为了验证蜡烛火焰各层温度的高低,教材中的实验方案要求将一根火柴梗平放到火焰中,片刻取出,观察火柴梗各部分被灼烧的程度。这一操作存在两点不足:第一,火柴梗太细,放入火焰中容易被点着;第二,手持火柴梗放入火焰时容易烧到手。
  教材中的实验为了验证蜡烛燃烧的产物中有水,将一个干燥的冷烧杯罩在火焰上方,停留片刻,会观察到烧杯内壁有水雾产生。但问题在于,这一操作产生的水雾现象消失得很快,不利于学生观察,而且烧杯壁由于被蜡烛火焰加热,温度会快速上升,容易烫到手。
  教材中还有这样的实验设计:把一个用澄清的石灰水润湿内壁的烧杯,罩在火焰的上方以验证蜡烛燃烧后会有二氧化碳气体生成。实际操作中,这一实验产生的实验现象也不明显,而且,烧杯内壁即使出现了白色浑浊物,也有可能是氢氧化钙溶液(石灰水)受热后溶剂蒸发溶质析出所致,这就导致了实验现象不具有说服力的问题。
  为了验证蜡烛火焰熄灭后冒出白烟的成分是石蜡固体小颗粒,我们可以用火柴去点白烟,发现蜡烛能够复燃,但用火柴点白烟的同时火焰也有可能接触到烛芯,这会为学生得出实验结论带来干扰和疑惑。
  针对教材实验方案中存在的不足与问题,我将此实验进行了改进。
  其一,用一片硬纸片代替原来的火柴梗,将硬纸片平放到火焰中大约3秒后取出,可以清楚观察到纸片与外焰接触的部分灼烧程度最深,与焰心接触的部分几乎没有灼烧的痕迹,而且灼烧后的颜色明显分深浅不同的三个层次,这也充分验证了蜡烛火焰分为三层。
  其二,用长颈漏斗代替原来干燥的冷烧杯,将长颈漏斗倒扣在火焰上方,长颈漏斗的下管为蜡烛燃烧产生的水蒸气提供了充分的冷凝条件和空间,在管中可以明显观察到有大量的水雾产生,实验现象明显,且该操作也不会因烫手而产生安全隐患。
  其三,用双球安全漏斗代替原来以澄清的石灰水润湿内壁的烧杯,将安全漏斗倒扣在火焰上方,用胶头滴管吸取少量澄清的石灰水滴入管口,轻轻振荡,可以清晰观察到澄清的石灰水变得浑浊了。
  其四,熄灭蜡烛火焰后,用胶头滴管吸取冒出的白烟,挤出白烟,再用火柴去点白烟,发现白烟能被点燃,这就充分说明了白烟是石蜡的固体小颗粒。
  以上对实验方案的改进与创新或许只是一些小小改动与完善,但这些改进在实际教学实践中却价值重大,它有助于学生正确认识和理解化学知识、认识化学实验对化学学习的重要性,有助于培养学生的实验素养和分析解决问题的能力,更有助于培养学生严谨求实的科学精神。
  基于上述实验,结合自身教育教学实践,我对初中实验教学改进有一些思考,与大家分享:
  ●实验现象明显与否,对于能否增强实验说服力、学生能否快速准确得出实验结论并正确理解所学知识有着非常重要的作用。
  ●改进实验方案的目的是为了进一步让实验为教学服务,所以实验方案应当落地,应当具有可操作性,不能“华而不实”。
  ●在改进实验方案时,要充分结合本校实际情况,尽可能利用现有资源,而且实验方案的改进应考虑操作的便捷性与安全性。
  ●实验成功与否由很多细节决定,设计实验和进行实验时应当充分注意细节问题。教师在改进实验方案时需要反复琢磨,不断实践,得到最佳方案之后再应用于课堂教学。
  ●在实验过程中,要结合生活实际充分调动学生的积极性,引导学生主动思考问题、分析问题、解决问题。结合学生已有的生活经验引导学生思考,会让学生感到新知识亲切而有温度,这对于提高学生学习效率会有很大的促进作用。
  化学实验为学生认识物质、认识世界、探究物质构成与世界的奥秘开辟了一条道路。教师需要做的就是正确、有效地引导学生在这条道路上快乐前行,和学生一起拥抱这绚丽多彩的世界。
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