趣味化学实验在初中化学教学中的应用分析

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郝巨龙

甘肃省陇南市成县索池学区 甘肃 陇南 742509

摘要

实验是化学学科发展的基础,在实验教学也是重要的教学内容。趣味化学实验在初中化学当中的应用能够有效调动学生的学习积极性,推动学生的知识学习走向深化,同时锻炼提升学生的动手操作能力以及知识实践运用能力。将趣味化学实验融入到初中化学教学当中,需要教师明确趣味教学的重要意义,做好实验准备,充分结合学生的实际生活,组织学生多去实验,多去观察,提升整体教学质量,综合发展学生的化学学科素养。


关键词

初中化学;趣味化学实验;教学应用

正文


在初中化学学科教学当中,实验是教学当中非常重要的环节之一。通过剖析化学实验的原理,学生能够掌握更多的基础知识,也能够锻炼学生的想象力、思考能力,综合提升学生学科素养让学生的理论知识得以实践,引导学生的化学学习走向深化探究的方向,非常有利于学生化学核心素养的培养。

一、趣味化学实验

初中阶段的化学知识相对来说比较浅显,而且很多内容和学生的实际生活息息相关。由于知识比较基础,涉及到的化学反应原理比较简单,很多知识都是关于物质的基本性质以及一些鉴别方法、实际应用等内容。其中有很多化学实验都伴随着发光、发热、颜色变化等现象。这些非常具有“特色”化学反应就成为了趣味化学实验的基础。教师在教学的过程中,可以利用这些化学反应设计有趣的化学小实验,在实验的过程中完成化学知识呈现的教学环节。

二、趣味化学实验在初中化学教学当中的应用策略

(一)深挖教材内容,科学合理设计趣味实验

在初中化学教材当中,知识的呈现过程中涉及到了非常多的化学反应,其中很多都是基于化学实验进行展开,或者利用化学实验进行验证或者深化教学。这就给教师涉及趣味化学实验,并将之应用到课堂教学当中提供了非常好的“素材”。教师可以深挖教材当中的实验内容,然后通过一些有趣味的设计,让整个实验变得比较有乐趣,或者实验现象比较“突出”,引发学生的学习探究愿望。例如在九年级下册“溶解度”这一节教学的时候,课本当中给出了实验是利用加热后的硝酸钾溶液冷却过程中析出硝酸钾晶体,讲解温度对于溶解度应用的相关知识。教师可以根据这个实验进行趣味化实验教学:

【实验名称】硝酸钾析出实验

【实验原理】水温升高之后溶解度提高,制作出饱和硝酸钾溶液,待温度降低,硝酸钾析出发生结晶现象。

【实验准备】烧杯、酒精灯、支架、玻璃棒、小纸板、细绳;硝酸钾、水

【实验过程】将适量水放入烧杯当中,加入少量硝酸钾并利用玻璃棒进行搅拌,然后将烧杯放在支架上,利用酒精灯加热。在加热的过程中不断放入硝酸钾,并不停搅拌。水温升高到一定程度之后,将玻璃杯取下。在小纸板上固定细绳,绳子另外一端绑上一小块硝酸钾结晶,将小纸板盖在盛有硝酸钾饱和溶液的烧杯之上,让绳子浸入烧杯当中,绳子上的硝酸钾结晶悬在烧杯溶液中间。同样的方法另外准备一烧杯加热后的硝酸钾溶液作为对照。然后将两个烧杯放在一起进行自然冷却,最后观察结晶的情况。

【实验结果】悬置了硝酸钾结晶的烧杯当中,围绕硝酸酸钾结晶和绳子形成了一大块“刺球”状的结晶。没有进行处理的烧杯从烧杯臂开始“生长”出杂草般的结晶。

这样的实验让学生有一种利用化学知识进行“创作”的成就感,非常有趣味性,学生甚至还可以开动大脑,利用玻璃棒、铁丝等引导烧杯当中的硝酸钾溶解结晶,制作出具有创意形状的结晶。这样的教学既能够让学生清楚了解温度对于溶液溶液度变化的影响,同时加深了学生对于结晶现象的了解,深化了学生的知识学习。在实验的过程中,通过学生亲自动手也能够锻炼学生的实践操作能力,利用创意的趣味性发展学生的创新意识和知识引用的能力。由于上述反应过程一般比较长,教师可以利用手机或者摄像设备进行拍摄,然后制作成视频,让学生在倍速播放的情况下观察硝酸钾结晶的整个过程。如果条件不允许,网络上也有很多硝酸钾结晶的实验记录视频,可以下载下来给学生们观看。结合课本教学内容,设计和引用趣味性实验,引导学生的深化学习更好地发展学生的学科素养。

(二)利用实验现象,设计“神秘”趣味实验

化学反应常常伴有一些声光现象、颜色变化、形态转变等,教师在实验教学的时候,要抓住这些化学反应的特点,设计实验的神秘性,让学生充满好奇和期待感,这样才能够在教学的时候抓住学生的注意力,在实验反应“解密”的时候,更加具有趣味性。抓住实验反应的特点设计趣味性实验,能够给学生留下更加深刻的印象,让学生对于知识的记忆和理解更加牢固。一般来说这些化学反应的现象也是考试当中的重点,也是学生串联化学知识,形成知识体系的重要节点。利用这些内容作为趣味实验的“趣点”能够有效调动学生学习的积极性,提升学生的整体学习效果。例如:

教师:同学们,老师这里有一个酒精灯,还有一个玻璃棒,你们觉得老师能够利用玻璃棒将酒精灯点燃吗?(设置悬念,利用神秘性引发学生的好奇心。)

学生A:应该不能。

教师准备演示实验:将少量高锰酸钾放在玻璃片上,然后利用滴管去少量浓硫酸滴在高锰酸钾之上。利用玻璃棒蘸取少量高锰酸钾和硫酸混合物,然后打开酒精灯的灯盖,接触灯芯。酒精灯就会燃烧起来。教师将实验完成之后,学生们一阵惊叹,显得十分好奇。然后教师引导学生进行思考观察分析其实验原理。有的学生认为是高锰酸钾和硫酸反应放出了大量的热,达到了酒精的燃点,才引燃了酒精灯。有的学生认为是高锰酸钾、硫酸和乙醇共同发生了反应才直接点燃了酒精灯。面对学生的猜测和探究,教师可以让学生制定进一步探究实验的方案,深入探究其中的原理。例如为了验证是高锰酸钾和硫酸发生了反应放出大量热,可以现在玻璃片上放置少量高锰酸钾并利用温度计进行测量,记录下数据之后,将两三滴浓硫酸滴入高猛酸钾当中,片刻后再利用温度计进行测量,记录数据。两次记录数据进行对比,并结合乙醇的燃点进行推断和验证。

在这一个趣味实验当中,高锰酸钾、浓硫酸以及究竟都是初中课本当中经常出现的物质,学生对其的性质都有一定的了解。虽然具体的反应过程学生并不清楚,但是依据这三种物质的一些性质,学生也能够有推理和探究的方向。教师利用这个有趣味的化学实验,引起学生的探究兴趣,然后再通过讲解高锰酸钾、浓硫酸钠、酒精等性质的回忆,引导学生进行思考。这样一方面巩固和夯实了学生的知识基础,让学生对于这三种物质的性质有了更加深刻的掌握。同时通过趣味性的实验也提高了学生自主探究学习的愿望,利用学生对于实验的细致观察能力,进行进一步探究。而且通过组织学生自己设计实验和进行验证,也能够充分锻炼学生发现问题、解决问题能力,引导学生更多地进行化学知识实践运用,综合提升学生的化学学科素养。

(三)趣味实验引导,深化学生的知识学习

在初中化学教学当中,学生的实验操作能力是核心素养中的重要组成部分,同时也是学生深化知识的重要路径。很多物质的性质和实验现象即是其化学性质的反应,同时也是学生构建化学知识体系,形成化学学科思维的“素材”。教师在教学的时候,可以将趣味实验作为学生知识学习和实践探究的“先导”,利用趣味实验引出知识的教学,这样能够降低学生的知识学习难度,让学生更加容易接受,也更加有兴趣去学习和了解。例如在教学“常见酸碱”这一课的时候,酚酞遇酸变成红色的性质是非常好的实验设计素材。

【实验名称】“无字天书”

【实验准备】白纸,毛笔,酚酞溶液,低浓度硫酸;喷壶

【实验过程】教师在白纸上写上几个谜语:“说银不是银(化学俗称)”“说碱不是碱(化学俗称)”“丰衣足食(化学名词)”然后利用酚酞溶液在每一个谜语后面写上谜底:“水银”“纯碱”“饱和”,然后晾干,此时酚酞溶液的痕迹消失。在展示实验的时候,先给学生们展示白纸,让学生根据学习过的知识猜谜语,当学生们给出答案之后,教师利用喷壶将低浓度硫酸喷在谜底的位置。接触到低浓度硫酸,酚酞变成红色,本来隐去的字迹就显现出来了。

【实验原理】酚酞遇酸变红。

这个实验当中,谜语和谜底的猜测在一定程度上帮助学生回忆了学习过的化学知识,夯实学生的知识基础,比较有趣味性;利用酚酞溶液和硫酸的反应,让学生掌握酚酞容易的性质,掌握常见酸碱性检测的方法,引导学生开始课堂知识的学习。除了利用酚酞和硫酸反应,还可以利用淀粉和碘的反应来写“无字天书”。教师还可以让学生们亲自利用酚酞溶液进行写作,在白纸上写上想要说的话,然后学生之间相互交换,利用低浓度硫酸进行“阅读”。有了这样的趣味实验不仅可以强化课堂当中教师和学生的互动,也能够引发学生的好奇心,引导学生将注意力放在课本知识内容的学习当中。实验过程也是学生参与到知识学习当中的重要节点,强化学生在课堂教学活动当中的参与性,同时趣味性的实验也能够有效营造课堂教学的氛围,活跃课堂的氛围,让学生的课堂学习变得轻松愉悦。而且这样的趣味性实验能够给学生留下比较深刻的印象,当学生回忆相关知识的时候,第一个想起来的就是这个实验以及所见所闻,进而联系到课堂当中学习到的知识。这样的知识教学不仅能够让学生非常准确记住酸碱相关的知识点,还能够有效拓展学生的思维,强化学生的知识内化吸收。

(四)结合学生生活,开展趣味实验探究

初中阶段的化学知识和学生的生活实际联系比较紧密,很多知识内容都是围绕生活种中常见的物质展开的。例如氧化反应当中,金属的锈蚀、纸张的燃烧、天然气燃烧、煤炭燃烧等等,常见酸碱当中也涉及到了生活中常见的白醋、柠檬、苹果等等。既然很多知识和学生的生活联系紧密,教师可以组织学生开展生活化趣味小实验,引导学生利用生活中常见的素材进行化学实验。利用这种家庭小实验让学生自主进行学习和探究,锻炼学生的实验能力以及化学研究思维能力。而且生活化的实验采用的实验器材和材料都是生活中常见的东西,能够加深学生对于化学的认知,让学生有一种“原来我们的生活和化学学科息息相关”的感慨,每一次家庭实验都可能是一次新奇的体验。在自主的实验过程中,学生能够对学习的知识进行反思和探究,让学生将生活实际和理论知识充分结合在一起。

【实验名称】用纸烧水

【实验器材】质量较好的A4纸,清水,火柴

【实验过程】将A4纸裁剪成等大的两块,并折叠成没有顶的“小箱子”,第一个装上清水,然后用火柴放在底部进行引燃;第二个直接用火柴进行引燃。(实验的过程中需要注意安全,找空旷场所,注意防火和避免受伤。)

【实验现象】第一个无论怎样都不会被引燃,第二个则迅速被引燃。

【实验原理】物体燃烧需要达到一定的燃点,装有水的纸张达不到燃点,不会燃烧。

通过这样的生活实验,结合课本知识当中“燃烧”相关的知识,能够很好地引导学生对知识的实践运用。燃烧是需要条件的,只有满足了条件燃烧的现象才会发生。趣味实验当中探究的是温度和燃点的燃烧条件。教师还可以利用其它的生活实验,结合课本教学当中的内容,展开趣味化实验教学,指导学生的知识吸收内化和实践运用。

【实验名称】神奇的手帕

【实验器材】手帕、清水、酒精、火柴、坩埚钳

【实验过程】将手帕用清水打湿,然后在酒精当中浸湿后迅速拿出,利用坩埚钳夹住手帕,利用火柴将手帕点燃。燃烧片刻之后,甩一甩或者用盖子盖住,将手帕上的明火扑灭。观察手帕的变化。

【实验现象】手帕依然完好如初,有一点热,但是明显感觉干了一点。

【实验原理】手帕燃烧的时候,火焰在水的外侧,水遇热蒸发降低了手帕本身的温度,没有达到燃点,不会被引燃。

总之,教师就是要利用生活常见的东西,让学生开展趣味探究实验,从一个知识点出发,设计实验,综合利用学生生活当中的教育资源,让学生亲自动手去验证,去观察,提升教学的整体质量和效果。

 

结束语

趣味化学实验在初中教学当中的应用对于提升学生的学习兴趣,提高课堂教学的质量和效率都有非常积极的意义。趣味化学实验对于培养学生学习兴趣,知识能力以及思维能力等都大有裨益。教师在教学的时候,要抓住趣味化学实验的“乐趣”所在,充分结合初中化学知识展开教学。在深挖教材实验的基础上进行趣味化改进,将实验和知识学习有效结合在一起,利用初中化学反应当中的各种现象进行设计和应用,让化学反应本身的神奇和教师实验设计的“神秘”结合在一起,极大提升教学的趣味性,综合发展学生的化学学科素养。

参考文献

[1]阿布都米吉提·吐尔孙.浅析初中化学和家庭趣味实验的结合功能性[J].知识文库,2021(10):149-150.

[2]王展.在初中化学教学中进行趣味实验的策略研究[J].天天爱科学(教育前沿),2021(04):73-74.

[3]孙楠.探究趣味实验在初中化学教学中的应用策略[J].考试周刊,2021(15):131-132.

 

 


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