摘 要:初中化學(xué)新教材的編寫不再區(qū)分演示實驗和學(xué)生實驗,其目的是讓教師根據(jù)具體的條件盡可能多地開設(shè)學(xué)生實驗,使學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)。但初中階段的學(xué)生剛剛開始接觸化學(xué)課程,因此對化學(xué)設(shè)計實驗的相關(guān)步驟還未做到完全熟悉,因此演示實驗的示范教學(xué)功能顯得尤為重要。通過演示實驗的教學(xué)可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)正確、規(guī)范化的操作技術(shù)和方法,并能受到良好的實驗習(xí)慣的教育。還有利于學(xué)生觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力、實踐能力等多種能力的培養(yǎng)。如何確定演示實驗,確定什么樣的演示實驗,以及如何完成,由誰完成,都顯得非常重要。通過研究,給出了目標(biāo)導(dǎo)向下的初中化學(xué)演示實驗教學(xué)實施中的較好范式。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);演示實驗;目標(biāo)導(dǎo)向
2014年,教育部頒發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》,其中提出“各級各類學(xué)校要從實際情況和學(xué)生特點出發(fā),把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實到各學(xué)科教學(xué)中”。由此,“全面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)”成為當(dāng)前中小學(xué)課程教學(xué)改革的重要任務(wù)和核心概念,質(zhì)量提升成為當(dāng)前課堂教學(xué)改革的主要目標(biāo)。
演示實驗是初中化學(xué)教學(xué)中一個重要的教學(xué)手段,其之所以重要,是因為通過演示實驗不僅可以使學(xué)生直觀地形成化學(xué)概念,認(rèn)識化學(xué)規(guī)律,而且對學(xué)生實驗基本操作的培養(yǎng)起著直接的示范作用,更重要的還在于它可以培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的思維方法,掌握科學(xué)的研究方案。而這些教育價值蘊藏在每一個學(xué)生實驗或演示實驗中,伴隨著每個實驗教學(xué)目標(biāo)的落實,化學(xué)課程中實驗教學(xué)的總目標(biāo)才能得到落實。
一、初中化學(xué)教材中實驗欄目的設(shè)置
有關(guān)實驗的欄目貫穿于整個教學(xué)過程之中,相關(guān)欄目在人教版九年級(2012教育部審定)教材中出現(xiàn)的次數(shù)統(tǒng)計如下表:
表格采用三線表。表的序號及標(biāo)題置于表格上方,表注放在表格的下方(見下表)。
“實驗”欄目和傳統(tǒng)教材相比較,新教材把以往教材上的大量驗證性實驗改革為科學(xué)探究、設(shè)計實驗、實踐活動等。不再區(qū)分演示實驗和學(xué)生實驗,其目的是讓教師根據(jù)具體的條件盡可能多地開設(shè)學(xué)生實驗,使學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)。
“科學(xué)探究”欄目提供探究課題、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,呈現(xiàn)探究過程,體現(xiàn)知識獲得的過程和方法,教材中設(shè)計了多種不同類型的科學(xué)探究活動,涉及多種不同的科學(xué)探究過程,蘊含了多種科學(xué)方法,有助于提高學(xué)生適應(yīng)未來社會生存和發(fā)展所必備的科學(xué)素養(yǎng)。
以上兩個欄目貫穿于整個教學(xué)過程之中,相互補(bǔ)充,各盡其責(zé),共同擔(dān)負(fù)著化學(xué)實驗教學(xué)和提升學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹厝?;同時對于啟發(fā)學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、深化課本知識點、提升化學(xué)素養(yǎng)有著重要作用。因此,我們必須認(rèn)真分析實驗和科學(xué)探究的功能和作用,對于能夠訓(xùn)練學(xué)生基本操作技能、提高學(xué)生科學(xué)探究能力的實驗一般以學(xué)生實驗為主,對于揭示反應(yīng)規(guī)律、得出性質(zhì)結(jié)論、闡述化學(xué)反應(yīng)原理的內(nèi)容一般以演示實驗為主。
二、目標(biāo)導(dǎo)向下的初中化學(xué)演示實驗教學(xué)
初中階段的學(xué)生剛剛開始接觸化學(xué)課程,因此對化學(xué)設(shè)計實驗的相關(guān)步驟還未做到完全熟悉,如果教師希望學(xué)生以探究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式參與演示實驗課堂活動,就需要教師精心設(shè)計實驗教學(xué)方案來指導(dǎo)學(xué)生。
在演示實驗教學(xué)中,教師對學(xué)生的指導(dǎo)是很有講究的。教師應(yīng)首先讓學(xué)生明確實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容,做到有的放矢。其次,教師應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容,指導(dǎo)學(xué)生觀察的方法,使學(xué)生明確觀察的對象和角度。對于學(xué)生來說,演示實驗的內(nèi)容是沒有學(xué)習(xí)過的新知識,如果教師不做指導(dǎo),學(xué)生觀察就會漫無目的,把握不住重點,以致錯失觀察之良機(jī),演示實驗也就失去了應(yīng)有的效用。再次,一個實驗結(jié)束后,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生如實記錄實驗現(xiàn)象,組織學(xué)生討論產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因,從而得出正確的結(jié)論。如不及時進(jìn)行上述指導(dǎo),演示實驗帶給學(xué)生感官的刺激將隨著實驗的結(jié)束而煙消云散,通過實驗培養(yǎng)學(xué)生能力的設(shè)想也就成了一紙空談。因此,實驗后的指導(dǎo)是及時而且必要的。那樣,學(xué)生的各種能力才會不斷提高。
選取2012人教版化學(xué)九年級下冊第九單元“課題2溶解度”中的實驗9-5和實驗9-6,作為設(shè)計與實施的案例進(jìn)行介紹。
本課題是在課題1的基礎(chǔ)上,定量研究溶質(zhì)在一定量水中溶解的限度。本課題包括飽和溶液和溶解度兩部分內(nèi)容。在“飽和溶液”中,首先,通過“實驗9-5”和“實驗9-6”來討論飽和溶液和不飽和溶液的含義,并結(jié)合實驗說明:只有指明“在一定量溶劑里”和“在一定溫度下”,溶液的“飽和”和“不飽和”才有確定的意義。然后,結(jié)合“實驗9-6”中硝酸鉀晶體的析出介紹了結(jié)晶現(xiàn)象。同時,以海水曬鹽為例,說明蒸發(fā)溶劑也是獲得晶體的常用方法。最后,結(jié)合“實驗9-5”和“實驗9-6”和海水曬鹽的實例,總結(jié)了在一般情況下不飽和溶液與飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及結(jié)晶的方法。本課題的“實驗9-5”和“實驗9-6”是學(xué)生認(rèn)知溶液的飽和與不飽和狀態(tài)、建立飽和溶液與不飽和溶液概念的實驗基礎(chǔ)。
基于上述分析,對兩個演示實驗的教學(xué)設(shè)計如下:
1.教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:能觀察、描述和記錄有關(guān)實驗現(xiàn)象,并分析得結(jié)論;從探究氯化鈉、硝酸鉀在水中溶解的質(zhì)量與溫度的關(guān)系,認(rèn)識溶質(zhì)的溶解是有限度的;通過實驗認(rèn)知溶液的飽和與不飽和,知道飽和溶液與不飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化方法;能舉例說明結(jié)晶現(xiàn)象。
過程與方法:在教師的指引下,不斷感受科學(xué)研究的方法,內(nèi)化并在頭腦中逐步建立起有關(guān)溶液的知識體系;認(rèn)識一些知識之間的關(guān)系,例如飽和溶液與不飽和溶液的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系;通過降低溫度獲得晶體,認(rèn)識結(jié)晶的方法。
情感態(tài)度與價值觀:透過實驗設(shè)計進(jìn)行科學(xué)研究方法——因素(變量)控制法的教育,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng);認(rèn)識溶液的“飽和”與“不飽和”是相對的、有條件的,改變條件可使溶液的“飽和”與“不飽和”相互轉(zhuǎn)化,適時對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義觀點的滲透。
2.實驗教學(xué)實施過程
活動1【導(dǎo)入】創(chuàng)設(shè)情境:提問引發(fā)學(xué)生思考
我們已經(jīng)知道,蔗糖或食鹽很容易溶解在水里形成溶液。但是,它們能不能無限制地溶解在一定量的水中呢?
學(xué)生:可以,不可以,或者不知道。
老師:具體如何,我們通過實驗了解。
活動2【引導(dǎo)學(xué)生自主探究】明確實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容,做到有的放矢。
請同學(xué)們閱讀課本第33頁的實驗9-5和實驗9-6的實驗內(nèi)容,并根據(jù)下面提示,畫出實驗9-6的實驗流程圖。
對比找出兩個實驗方案的異同,劃出兩個實驗方案中的關(guān)鍵詞,分析兩個實驗的目的分別是什么?
學(xué)生填寫,教師適時引導(dǎo)
同:前兩步溫度、溶劑種類及用量、溶質(zhì)用量相同。
異:從第三步開始,實驗9-5改變了溶劑的量,實驗9-6改變了溫度。
你認(rèn)為實驗9-5實驗?zāi)康氖牵涸谝欢囟认拢骄柯然c在水中溶解的質(zhì)量與溶劑量的關(guān)系,認(rèn)識溶質(zhì)的溶解是否有限度。
你認(rèn)為實驗9-6實驗?zāi)康氖牵涸谝欢咳軇┲?,探究硝酸鉀在水中溶解的質(zhì)量與溫度的關(guān)系,認(rèn)識溶質(zhì)的溶解是否有限度。
根據(jù)實驗?zāi)康模阏J(rèn)為兩個實驗進(jìn)行時觀察的要點是什么?
學(xué)生:觀察溶質(zhì)是否完全溶解。
活動3【演示實驗】請四位同學(xué)分成兩組,同時演示實驗9-5和實驗9-6,教師指導(dǎo)學(xué)生觀察并記錄實驗現(xiàn)象。
先完成兩個實驗的前兩步,建立概念:學(xué)生通過實驗認(rèn)識到溶質(zhì)溶解是有限度的,且在一定條件下溶質(zhì)的溶解達(dá)到限度即不能繼續(xù)溶解時,所得溶液就是該物質(zhì)的飽和溶液,而物質(zhì)的溶解未達(dá)到限度即還能繼續(xù)溶解時,所得溶液就是該物質(zhì)的不飽和溶液。補(bǔ)充實驗流程圖相應(yīng)部分:
再完成兩個實驗的后續(xù)步驟,建立概念:飽和溶液與不飽和溶液在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。同時,認(rèn)識溶液的“飽和”與“不飽和”是相對的、有條件的,改變條件可使溶液的“飽和”與“不飽和”相互轉(zhuǎn)化,適時對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義觀點的滲透。補(bǔ)充實驗流程圖相應(yīng)部分:
活動4【實驗分析】教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)記錄實驗現(xiàn)象,組織學(xué)生討論產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因,從而得出正確的結(jié)論。
在“一定的溫度”和“一定的溶劑”的條件下,物質(zhì)的溶解是有限度的。
通過實驗9-5和實驗9-6來討論飽和溶液和不飽和溶液的含義,并結(jié)合實驗說明,只有指明“在一定溶劑里”和“一定溫度下”,溶液的“飽和”和“不飽和”才有確定的意義。
在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì),當(dāng)溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解時所得到的溶液叫做某種溶質(zhì)飽和溶液。
在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì),當(dāng)溶質(zhì)還能繼續(xù)溶解時所得到的溶液叫做某種溶質(zhì)不飽和溶液。
活動5【歸納總結(jié)】能力提升
根據(jù)實驗9-5實驗9-6流程圖,歸納不飽和溶液和飽和溶液的轉(zhuǎn)化關(guān)系及結(jié)晶方法
總之,初中化學(xué)演示實驗對于剛接觸化學(xué)的九年級學(xué)生來說,是獲取基本實驗操作的最基本的手段,在培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新精神方面起著不可替代的作用。因此,在初中化學(xué)演示實驗教學(xué)中,教師要科學(xué)設(shè)計并精確表述實驗教學(xué)目標(biāo),以目標(biāo)為導(dǎo)向,運用有效的教學(xué)策略,促使學(xué)生能夠積極、主動地參與到演示實驗教學(xué)中,充分發(fā)揮實驗素材的功能,努力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,提升學(xué)生的綜合素質(zhì),構(gòu)建一個高效的化學(xué)課堂,讓學(xué)生實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
王偉,王后雄.3個版本初中化學(xué)教科書實驗欄目的比較研究[J].化學(xué)教育,2015(9):20-25.
注:本文為“海珠區(qū)教育科學(xué)‘十三五規(guī)劃課題”(立項號:2018C005)項目研究成果。
作者簡介:何瑩,廣東省廣州市第五中學(xué),中學(xué)化學(xué)一級教師。
編輯 李琴芳