新课标视域下初中化学实验教学的策略研究
摘要
关键词
初中化学;化学实验;创新策略
正文
化学是一门以实验为基础,以研究物质组成、结构、性质、转化及应用为核心的自然科学课程。一般情况下,初中化学实验分为演示性实验、验证性实验与探究性实验三大类型。在新课程标准背景下,紧密围绕培养学生化学核心素养这一育人目标创新化学实验的教学组织方式,有助于中学生化学实验能力的发展提升,并对学生形成良好的科学素养同样也有突出作用。
一、新课标对初中化学实验教学的新要求
(一)重视学生能力培养
新课标更加重视学生能力的培育,要求学生实现知与行的协调统一,关注学生在实验过程中创新能力、探究能力、自主思考能力、信息收集与处理能力等多项能力的发展。强调知识内容的结构化和功能化彰显,使学生在掌握理论知识的同时,能够灵活运用化学知识,自主参与知识生成的整个过程,综合发展学科核心能力。
(二)联系日常现实生活
新课标明确指出,教师要通过化学教学让学生具备适应生活所需的知识、能力及素养。因此在实施实验教学时,应该引入生活元素,实现化学知识与现实生活的有机联系,引导学生通过化学实验,回顾现实生活中的相关问题,研究实验原理,具备通过实验探究解决现实生活问题的有效策略。如此,学生可以感知实验教学的目的,积极主动参与化学实验探究,增强多角度分析并解决问题的能力。
(三)树立绿色化学理念
在环境污染、能源短缺等问题日益严峻的今天,环境保护与资源利用在初中化学教学中得到了充分的重视。教师在实施实验教学时,就需要指导学生运用所学化学知识思考环境污染治理的措施,合理开发并使用化学资源,帮助学生形成利用化学知识解决现实生活环境问题的理念。同时,在实验过程中,教师还需要让学生熟知各种化学药品的合理剂量,具备科学处理实验残渣的能力,在实验操作过程中逐渐树立良好的绿色化学实验理念。
二、新课标下初中化学实验教学开展现状分析
(一)实验教学目标不清晰,脱离常态化教学
在现阶段的初中化学实验教学中,部分教师并没有较为清晰的实验教学目标,使得整个教学脱离了实际,不能体现常态化教学模式。比如,大部分教师在设计实验教学目标的时候,仅仅依托新课标的相关要求完成教学目标的设计,忽略了联系学生的现实生活经验及知识基础。学生的实验过程没有较为清晰且富有体系的目标作支撑,导致整个实验教学活动缺乏针对性、科学性,也不能指向学生综合素养的发展。
(二)实验改进目的不明确,创新角度单一化
在新课标背景下,大部分初中化学教师都认知到创新与改进实验教学的必要性,也着手开展了一系列创新设计。但是,他们将重点都放置在实验装置的堆叠、改造与替换上,或者增加一些较为细致的实验步骤,添加的实验器材并不符合学生当前的认知发展要求[5]。这样不仅没有契合新课标理念,难以调动学生的主观能动性,反而会让某些实验课程失去直观、清晰、简单的美感,无法实现经典实验教学活动中蕴藏的对于科学方法、操作手法等隐性知识的传授,阻碍了学生实验思维的拓展及延伸,难以让学生在高质量的实验操作过程中发展学科核心思维,影响了实验教学效果。
三、新课标下初中化学实验教学开展路径分析
(一)紧扣新课标,合理设计实验教学目标
新课标对不同的化学实验内容提出了新的要求。教师在制定实验教学目标的时候,应该综合解读课本教材,分析学生现状,然后解析新课标的相关理念,保证教学目标具有更强的育人价值,符合学生身心发展的基本规律,这样才能够提升课程教学的效率与质量。
以人教版化学九年级上册第六单元“实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质”的教学为例。教师在设计教学目标的时候,应该进行多维度分析与探究。具体如下。
1.教材分析。以专业的眼光解读教材,明确本节课是要让学生通过实验操作,观察实验现象,如实记录并撰写实验报告,进一步了解二氧化碳的性质。
2.学情分析。学生在此之前通过生物学课程了解了二氧化碳,知道使用澄清的石灰水可以检验二氧化碳,二氧化碳能够让火熄灭。由于学生在之前氧气的制取中已经积累了一定的实验技能与知识基础,所以在本次实验教学中,学生能够进行有效迁移,完成高质量的实验操作。因此,本节课的教学可以尝试对比氧气的实验室制取方法,让学生发现其中的异同。例如,为什么制取二氧化碳的装置与加热高锰酸钾制取氧气的装置有很大差别,但是与过氧化氢制取氧气装置几乎一样?引导学生分析二者的收集方式,增强学生的实验感知。
3.课标分析。新课标对本次实验提出了具体的要求,指出学生必须经历“二氧化碳的实验室制取与性质”这一实验,能根据实验方案完成操作,并全面、准确地记录实验过程和现象,能基于事实分析证据与假设的关系,形成结论。教师据此设计如下教学目标。
(1)通过实验探究二氧化碳的物理性质和化学性质,进行自主、合作、探究式学习,能够观察与分析实验现象,培养并发展归纳总结能力。
(2)能够通过设计实验和完成一些实验,培养化学实验的基本操作技能。还能够使用实验方法获取信息,并用归纳和比较的方式对获取的信息进行整理和总结。
(3)能够在实验操作中培养辩证唯物主义观点,激发和调动实验探究的兴趣与积极性。
(二)善用新课标,丰富实验教学创新角度
基于新课标要求,教师应该整体丰富实验教学的创新角度,从多个方面创新与优化实验教学内容,使实验教学活动的效率与质量得到提升。具体可从以下几个方面着手。
1.实验设计创新。实验设计创新指的是教师要对现有的实验教学活动进行组合或者重构,尝试引入真实情境,完善探究环节,设计更加具有挑战性的实验流程,在使用过程中获得直观、生动且深入的感悟,增强他们对知识的理解与感知。
以九年级下册第九单元“实验活动5一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”的教学为例。教师在设计这一实验活动的时候,要重视发展学生不同的探究思路与方法,并将其用于分析解决真实情境中的简单实验问题。教师可以将这一实验活动置于真实的情境中,设计实验探究主题——“不同溶质质量分数的营养液对绿萝生长状况的影响”。基于这一真实的实验情境,学生串联迁移自身的现实生活经验,建构起配制溶液的实验思路及具体操作方式,在较为真实的情境中完成这一实验操作。整个实验教学活动也充分体现了“做中学”的理念,有助于提升学生的科学探究能力,培养学生的实验技能与学科核心素养。
2.实验装置创新。实验装置的改进与创新能够提升实验教学的效率,增强学生在实验过程中的安全性,因此教师可以一体化、微型化实验的设计为目标,尽可能更新实验装置,调整实验环节,改进实验用品,增强学生在实验活动中的思维强度。
以九年级下册第八单元“实验活动4金属的物理性质和某些化学性质”的教学为例。其中涉及了“铁制品锈蚀”这一实验活动。学生在完成实验的时候,需要探究铁钉在有水有氧、有水无氧、无水无氧三种条件下的锈蚀情况。在以往的教学中,教师基本上采用定性探究的方式,引领学生搜集数据,这种方式是很难让学生从定量的角度去分析不同条件下铁钉锈蚀速度的,并且铁钉锈蚀实验所需的时间比较长。因此,在实施这一实验活动的时候,教师就可以创新实验器材,将铁钉替换成钢丝棉,甚至可以引入现代化技术,整改实验装置。比如,教师可以利用氧气传感器测定铁制品在不同条件下的锈蚀过程中氧气含量的具体变化,获取相关数据,了解不同条件下铁钉锈蚀中的氧气消耗数。这样便能够让学生对比不同条件下铁制品锈蚀的速率,让实验更加具有导向性,充分发展学生的科学探究意识及证据意识。
3.实验过程创新。在新课标背景下,教学有必要创新实验过程,让学生的实验操作流程契合新课标要求,经历问题提出、形成假设、设计实验方案、信息搜集与获取、数据解析、形成结论、反思评价等一系列过程,在富有逻辑、体系的实验操作中完善自身的认知与感悟。
以九年级上册第二单元“实验活动1氧气的实验室制取与性质”的教学为例。教师在指导学生参与实验活动时,需要综合解读新课标,明确该实验的特性。新课标要求学生必须做的实验包括物质组成、物质性质、物质制备、物质分离、物质检验及化学反应规律等,本次实验属于物质制备。教师需要根据新课标,科学合理地设计学生的实验探究活动。如:确定原理—选择原料—筛选装置—产品提纯—完成检验—总结实验现象。教师根据该实验的特性,为学生设计了实验操作流程,能促使学生根据反应物状态及反应条件选择更加合适的装置,根据气体性质选择收集及尾气处理的装置,提升实验探究兴趣、实验操作技能,培养化学核心素养。
(三)响应新课标,注重实验教学知行合一
教师应该响应新课标的要求,在实验教学中专注于知与行的有机统一,使学生能够将自身的实验操作串联迁移到现实生活中,完成多维度的拓展与延伸,激发创新创造能力,让整个实验教学活动的效果与质量得到有效提升。对此,教师可以从两个方面着手加以落实,体现学生实验学习过程中的知行合一。
1.调查活动。调查活动是新课标极力倡导的一项内容,需要学生参与社会调查实践,提出解决实际问题的初步方案。在这一过程中,教师需要综合分析所教学内容,指引学生组建学习探究小组,在课后完成多元化调研与实践探究,提升综合学习能力。以九年级下册第十一单元“化学肥料”的教学为例。本节课的教学目标是要让学生了解常见化肥的种类、作用及使用时的注意事项,明确化肥、农药的利弊,提高环保意识。在完成这一节课的教学后,教师可以让学生深入农村,调查农村土地使用化肥、农药的具体情况。有条件的学校可以鼓励学生提取不同土壤的标本,在实验室研究、分析,判断本地区的土地是否存在农药污染的情况。如果存在污染的情况,教师就可以指导学生通过小组合作的方式查阅相关资料,结合自身学过的化学知识“对症下药”,分析本地区解决土地农药污染问题的方法。学生在参与过程中,不仅可以深化对课内知识的理解与认知,还能够树立绿色化学观。
2.研学活动。研学活动与调查活动是有区别的。调查活动是让学生在课后自主实践,而研学活动是富有体系的,需要与相应的单位对接,目的是为深化学生对化学知识的认知。教师可以利用周末或者寒暑假的时间,组织感兴趣的学生参与研学活动,或深入高校实验室,参与更高水平的实验操作,持续深化化学实验思维。
比如,教师可以根据所教学的内容,设计不同的研学探究主题。如“探究水的组成”“海带中的神秘元素”“酸甜苦辣中的化学奥秘”“推动文明进步的金属元素”“地沟油的华丽转身”等,让学生根据自己感兴趣的研学主题自主报名。然后,教师根据研学的内容,对接当地的实验室,带领学生完成研学活动,促使学生的实验学习能够从课内迁移至课外,达成知与行的有机统一,增强实验操作能力,提升实验素养。
总而言之,在新课程标准下,初中化学教师应在充分把握化学实验教学重要意义与创新需要的基础上,坚持核心素养导向,采取更具针对性的现代化教学方法与策略手段创新完善演示性化学实验、验证性化学实验以及探究性化学实验的教学组织方式,更好地彰显与突出化学实验教学的育人功能及价值,让学生通过积极参与化学实验活动与科学探究实践,更为深刻地感知化学学科的本质内涵,实现深度学习、全面发展。
参考文献:
[1]杨培桃.初中化学趣味化实验教学方法[J].新课程教学(电子版),2022(24):131-132.
[2]何盼,占小红.技术赋能的中学化学探究性实验教学微创新[J].化学教学,2022(12):65-71.
[3]任雷红.浅析在初中化学实验教学中培养学生实践能力的策略[J].天天爱科学(教学研究),2022(12):99-101.
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