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生活化:農村初中化學實驗設計的有效策略*

2013-02-28 08:33劉堂林
化學教與學 2013年1期
關鍵詞:生活化化學實驗

劉堂林

(鹽城市鹽都區大縱湖初級中學江蘇鹽城224034)

生活化:農村初中化學實驗設計的有效策略*

劉堂林

(鹽城市鹽都區大縱湖初級中學江蘇鹽城224034)

對化學實驗進行“生活化”設計既是農村初中實驗條件有限的客觀需要,也是落實“從學生已有的經驗出發,了解化學與日常生活的密切關系,讓他們在熟悉的生活情景中感受化學的重要性”的課程理念的要求。作者結合實驗教學的親身實踐,談化學實驗“生活化”設計的意義、生成策略和實施體會。

化學實驗;生活化;設計;農村初中

注重與現實生活的密切聯系是新課程的基本理念之一,2011年版義務教育《化學課程標準》中明確指出“教師要注意從學生已有的經驗出發,讓他們在熟悉的生活情景和社會實踐中感受化學的重要性,了解化學與日常生活的密切關系,逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題”。美國教育家布朗認為:“學習的環境應該放在真實問題的背景中,使它對學生有意義”。學生在生活中學化學會更加生動、真切,加深對知識的理解?;瘜W是一門實驗性很強的學科,以實驗為基礎是化學教育最基本的特征?;瘜W實驗是化學教學中發展科學素養不可或缺的重要途徑,具有其他教學手段無法代替的特殊作用,化學實驗脫離了生活,將會很枯燥、太骨感;如果讓“生活”與“實驗”完善結合,更會達到一種意想不到的效果。在教學實踐過程中通過實驗讓學生體驗化學與現實生活的密切聯系,認識到化學學科的內容源于學生現實生活,教學過程中手段、方法貼近學生現實生活,讓學生感受化學實驗的魅力,使實驗成為學生學習化學知識的重要生長點,成為學生自主實驗活動的一個支點,這樣才能真正發揮實驗教學生活化的教學功能。

對農村初中而言,一方面,實驗條件有限,客觀上需要我們對化學實驗進行“生活化”設計,從而盡可能節省教學資源,減少實驗成本;另一方面,農村學生身邊的物品豐富多彩,周圍的環境復雜、廣闊,生活經驗、體驗深厚,主觀上需要我們從學生的實際出發,設計生活化實驗,促進學生將學到的知識運用于生活中解決實際問題,從而將所學的知識轉化為能力。因此,“生活化”是農村初中化學實驗設計的有效策略。

一、化學實驗“生活化”設計的生成策略

1.選取學生身邊的物質作為實驗藥品,即:實驗藥品“生活化”

以學生身邊常見的物質作為實驗藥品,可以使學生有一種親切感,感到化學并不神秘,就在我們身邊,這有利于調動學生的學習積極性和激發他們對實驗的興趣。例如:用易拉罐代替鋁;用火柴盒代替紅磷;用鉛筆芯代替石墨;用食鹽代替氯化鈉;用面堿來代替碳酸鈉;食用小蘇打代替碳酸氫鈉;用雞蛋殼來代替碳酸鈣;用果導片代替酚酞;用中藥紫草的酒精浸液來代替石蕊試液等等。另外,生活中的鐵釘、銅絲、木炭、白醋、白酒、農用硫酸銅、建筑用的碎石(主要成分碳酸鈣)、生石灰、熟石灰、、廢干電池拆下來的銅帽、鋅片、碳棒等都可直接作為化學實驗的常用藥品。在學習測定溶液PH值的相關知識時,選擇生活中的一些物質,如廚房清潔劑、肥皂水、食鹽水、廁所清潔劑、食醋等來代替酸、堿、鹽溶液進行實驗,學生對這些實驗非常感興趣,并在操作中很快能掌握測定溶液PH值的正確方法。在驗證鋅、鐵、銅三種金屬活動性順序時,可讓學生自行設計利用家里的現成材料(鐵絲、白醋、廢干電池等)作為實驗用品來完成實驗。

2.選取學生生活中常見的材料替代或制作實驗儀器,即:實驗儀器“生活化”

如利用音樂賀卡可制作成測試物質導電的實驗裝置,用一次性注射器來代替分液漏斗制取二氧化碳、氧氣等。教師可充分利用廢舊物品和學生一起動手設計制作簡單的儀器來做實驗。如用咳嗽藥水瓶、藥丸膠瓶、各種飲料瓶、一次性吸管、廢衣夾、盛洗滌劑的噴壺等生活中易找到的常見廢舊物來制作試劑瓶、試管、試管夾、量筒、燒杯、水槽等化學儀器。如把小礦泉水瓶對半剪開,上半部分可作漏斗,下半部分還可作燒杯。如緒言《化學使世界變得更加絢麗多彩》的教學中,有的老師習慣做一個“清水”變“飲料”的補充實驗,以引起學生好奇,激發學生學習化學的興趣,但通過課堂觀察,筆者覺得學生的興奮度沒有達到預期的極點,可能是緣于學生接觸的化學實驗與日常生活的結合還不那么完美吧。介于此,筆者對實驗進行了重新設計,用生活中的茶壺和小水杯來分別替代盛放“清水”的大燒杯和盛放“飲料”的小燒杯,使實驗更貼近學生的生活實際,增強了親近感和熟知感,在輕松愉悅的氛圍中體驗化學學科的無窮魅力,從而激發學生學習的動機,達到了緒言課教學的基本目標。

師:(將一只普通的茶壺高高舉起)我有一個寶壺,它很神秘。我想喝什么飲料,它就能倒出什么飲料。(自言自語)天熱,先來杯汽水吧。

師:(實驗)取一小水杯,從茶壺中倒入少量無色液體,杯中出現大量氣泡。

師:咱們再來杯牛奶怎么樣?

生:好。

師:(實驗)取一小水杯,從茶壺中倒入少量無色液體,杯中出現乳白色。

師:還想喝什么?再來杯草莓汁?

師:(實驗)取一小水杯,從茶壺中倒入少量無色液體,杯中出現了紅色液體。

生:(議論紛紛,猜測不斷,驚訝不已)太有意思了、茶壺里有隔層、真的、假的、奇怪……

師:想知道寶壺的奧秘嗎?學好了化學,你將會知道生活中許許多多……

(茶壺中盛的碳酸鈉溶液,三個小水杯中事先分別盛有少量的稀鹽酸、氯化鋇溶液和無色酚酞試液)

3.選取生活和社會中的化學現象作為實驗內容,即:實驗內容“生活化”

日常生活和社會生活中的很多化學現象都可以作為化學實驗內容選取的素材,這些素材學生熟悉,內容豐富。以這些素材為實驗內容,對于學生注意身邊的化學現象,解釋身邊的化學現象,利用身邊的化學現象,更好地學以致用,具有重要作用。

化學是一門應用性和實踐性很強的學科,它與生活實際的聯系非常密切。但是教師常常受制于課堂組織的要求甚至考試等各種壓力,把一些非常貼近生活的實驗忽略了。如生活中鐵釘銹蝕實驗、洗滌劑的乳化作用、身邊物質的PH及測定方法、硬水和軟水的區分、溶液酸堿性對頭發的影響、酸雨的危害,等等,把這些實驗帶入化學教學中往往能受到很好的教學效果。例如,《常見的堿》的教學中,教師常用“將新鮮的雞爪和在氫氧化鈉溶液中浸泡過的雞爪對比展示”實驗來說明氫氧化鈉有很強的腐蝕性。由于雞爪在濃氫氧化鈉溶液中浸泡較長一段時間(20%的NaOH溶液中約需20多分鐘)才有明顯的顏色變化,所以,教師往往在課前就將雞爪浸泡處理好,課上直接出示出來。這樣做,實驗現象直觀、明顯,有利于課堂教學的順利推進,但缺憾也很明顯,沒有讓學生參與觀察、體驗和動手實踐,對氫氧化鈉具有腐蝕性的認識仍處于淺表層次。因此,筆者在教學中補充“NaOH溶液處理樹葉制作葉脈書簽”作為學生課外活動的興趣實驗。讓學生自己去采集外形完整、大小合適、具有網狀葉脈的樹葉到實驗室里去完成實驗。學生參與的積極性相當高,他們除了利用課余時間采集樹葉,還利用課間大活動的時間進行實驗,這在以往的實驗課上是看不到的。通過洗凈、煮沸、刷洗、壓干、染色等制作過程,當看到一片片彩色書簽從手中“誕生”時,學生不僅是滿心的歡喜,還有收獲的驕傲,成功的滿足,那種高興勁無以言表。躺在學生書本里的美麗書簽,不僅讓他們對氫氧化鈉的腐蝕性有了一個更深入的理解,而且能時常讓他們感受到化學知識、化學實驗的魅力。

4.選取與化學有關的生活、社會問題作為實驗背景,即:實驗背景“生活化”

化學在給人類帶來巨大福祉的同時,也出現了很多與化學有關的生活、社會問題。這些問題關乎每一位社會成員,當然也應當是作為未來社會公民的學生所關注的。因此,選取這些問題作為背景設計實驗,對于學生形成從化學的視角來解釋和解決現實中的與化學有關的生活和社會問題,具有十分重要的意義。例如:“污水凈化實驗”,“模擬溫室效應的實驗設計”,“對某土壤酸堿性測定,提出土壤改良的建議的實驗”,“用廚房物質自制汽水”,“火眼金睛分辨真假戒指”等等。

現實生活中,時常聽到一些人受騙上當的事,如何識別真偽?如何讓我們的學生從化學的視角看待這些不良行為呢?社會現象、生活問題為背景的生活化實驗設計給我們提供了這種情景再現的可能?,F以“不法商販利用工業用鹽(NaNO2)冒充食鹽摻假或直接出售”為設計背景,舉例如下:

[實驗用品]工業用鹽和食鹽各一袋,酚酞試液、pH試紙、小燒杯2個、玻璃棒2根、薄銅片2片、酒精燈、火柴。

[實驗過程]分別取少量工業用鹽、食鹽于薄銅片上加熱,先熔化,且有刺激性氣味產生的是工業用鹽;或放入小燒杯中,用水溶解,分別滴加少量酚酞試液,變紅的是工業用鹽;或分別蘸取少量的它們的水溶液于pH試紙上,變藍的是工業用鹽。

[設計意圖]亞硝酸鈉是一種工業用鹽,它有毒、有咸味、易溶于水,水溶液呈堿性,熔點低(271℃),易分解,外形與食鹽十分相似。人若誤食會引起中毒,危害人體健康,甚至致人死亡。極少數不法商販,為了牟取暴利,鋌而走險,將工業用鹽改頭換面后冒充食用精制碘鹽銷售。該實驗不僅對工業用鹽和食鹽的性質的異同有了較深刻的認識,而且增強了對工業用鹽的識別能力和防范能力。

以上四種策略,一一說明,僅是為了表述方便。其實,生活化實驗常常不是單獨運用其中一種策略,更多的設計是這些策略綜合運用。例如,在《燃燒和滅火》探究燃燒的條件的教學環節,我設計了三個學生分組對比實驗,作為課本演示實驗的改進或補充。這三個實驗分別是(1)水與植物油的燃燒對比實驗。通過此實驗讓學生得出燃燒的第一個條件,燃燒需要可燃物;(2)蠟燭的正常燃燒與被沙土或抹布覆蓋后的燃燒對比實驗。通過此實驗讓學生得出燃燒的第二個條件,可燃物要與氧氣或空氣接觸;(3)紙棒與裹在銅棒上的紙棒燃燒對比實驗。通過此實驗讓學生得出燃燒的第三個條件,溫度要達到可燃物的著火點。這些實驗設計源于生活,內容面向全體學生,面向生活,所選材料基本上都是生活中常見的物品,都取自于我們身邊看似不起眼、不經意的東西,學生完全可以在實驗前準備或簡單制作。

二、實施化學實驗“生活化”設計的體會

近年來,化學實驗“生活化”設計的教學實踐使我們深深感悟到:作為化學教學內容重要組成部分的化學實驗,尤其要聯系學生的生活實際和社會實際;生活是最好的老師,生活也應該成為化學實驗教學的重要舞臺和切入點。在實驗教學中,要充分挖掘生活中與化學有關的素材、知識點、學習中的興奮點,設計我們的實驗,從而不斷提升學生學習化學的興趣,培養學生的創新能力,讓化學實驗根植于生活土壤。

1.化學實驗的“生活化”設計,培養學生學習興趣和動手思維、創新能力

在教學中創造性地設計與生活實際密切的化學實驗,能夠使學生實實在在地體會到生活中處處有化學、自然界中處處有化學,能讓學生在實驗過程中去感知、體驗、實踐和思考,逐步形成發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的思路和方法。在“生活化”設計的實驗教學過程中,學生的學習興趣有效激發,學生從心底熱愛化學,欣賞化學,從而喜歡化學學科;學生的能力在活動中形成,并得到進一步發展,學生的動手能力、思維能力和創新能力得到鍛煉和培養,逐步形成關注生活、關注社會,勇于探索的科學學習態度。

2.化學實驗的“生活化”設計,能夠讓學生善于用化學視角看待生產生活和社會問題

化學知識源自于生產生活,但又不完全等同于生產生活?;瘜W實驗的“生活化”設計,一方面讓學生圍繞問題的解決,逐步把生產生活知識和社會問題化學化,讓學生在生活的實際情境中體驗化學問題,另一方面,又能讓學生把所學到的化學知識自覺地運用到各種具體的生產生活和社會問題中去,實現化學知識生活化。實際教學中,不僅要從學生的生活中提出化學問題,還要讓學生運用化學知識和化學的思維方式去看待分析與解決,引導學生會用化學眼光去觀察和認識周圍的事物,逐步形成看待生產生活和社會問題的獨特的化學視角。

3.化學實驗的“生活化”設計,促進化學教師專業化能力的發展

化學實驗是化學教學中一種能提供生活化視野的載體,生活的多層面提供了多樣性的生活化實驗的素材,它需要我們去挖掘和開發。在完成化學實驗的“生活化”設計過程中,教師必須根據教材內容、設定的教學目標、結合教學實際和生活實際,不斷挖掘實驗素材,探索生活中的化學,使實驗更貼近生活和貼近社會,更加具有生活化、趣味化的特點。這就需要教師不斷學習,開拓視野,擴大知識面,大膽實踐,增強創新意識,與時俱進,促使自身的專業知識、實驗技能和能力水平都有較大程度的提升。

4.化學實驗的“生活化”設計,能夠降低實驗成本,使學生養成儉樸的品質

化學藥品和化學儀器的“生活化”設計,往往都是利用的日常生活中很易找到的代用品,它們或廉價或是廢棄物,大大降低實驗成本,節約費用。對于我們農村初中,更有其現實意義,一方面,農村初中由于種種原因和具體困難,缺儀少藥現象時有發生,這從一定程度上緩解了實驗需要和實際情況的矛盾;另一方面,可以聯系農村生活生產實際,結合化學實驗,以獨特的方式向學生傳授知識,培養學生勤儉節約、勤勞儉樸的優良品質。

[1]鄭長龍.初中化學新課程教學法[M].長春:東北師范大學出版社,2004.5

[2]許聞靜.新課程背景下化學教學“生活化”的實踐與思考[J].化學教與學,2012,(2)

1008-0546(2013)01-0030-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.011

*江蘇省教育科學“十一五”規劃課題《農村初中化學實驗教學有效性策略研究》(批準號E-c/2009/066)成果。

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