在初中化学中,实验教学是最基础也是最重要的内容之一,在现行的教材中也包含了众多化学实验相关的内容,重视化学实验,积极落实教材知识,培养学生良好的实验操作能力,是化学教学的核心目标之一。然而在实际教学中,由于实验设备不足、器材使用效果不佳等问题,导致实验教学的开展无法真正符合教学要求,实验教学效果自然不尽如人意。因此,要想在现有条件下,加强化学实验教学的实效性,有效途径之一就是进行自制教具活动。什么是自制教具?就是指教师和学生利用生活中随处可见的材料,通过较为简单的方法,自己制作来的教学用具。在化学实验教学中,利用自制教具不仅能够弥补实验器材缺乏的问题,还能引导学生进行自主探究,突破教学中的重难点,简化和改进实验步骤,让学生更加轻松地理解化学知识,培养学生的自主学习与创新能力,从而更加有效地提高化学实验教学的效率。本文将通过以下几个案例,简要阐述在实验教学中自制教具的应用策略,以期为初中化学实验教学提供参考与借鉴。

一、利用自制教具,提高实验可行性

在初中化学教材“对蜡烛及其燃烧的探究实验”中有一个探究环节,就是“用火柴去点燃蜡烛刚熄灭时所出现的白烟,探究蜡烛是否可以重新燃烧?”依据实际教学经验,这个实验在操作过程中很难成功,首先,白烟本身很难被点燃,再加上受到各类外在因素的影响,比如,白烟容易被风吹散,稍一拖延就可能错失点燃白烟的时机,火柴的火焰若离烛芯太远则不易点燃白烟,若离烛芯太近又会产生“点燃的是烛芯”的质疑,因此为了解决以上问题,我们就必须采用自制教具的方式,将实验装置进行简化,以此来提高实验的可行性。

例如,教师可以在自制教具时,引导学生选取一根长约20cm的细铁丝,并利用铅笔将大约10cm长的部分铁丝缠绕成直径5cm、高2cm的一个线圈。这样制作教具就非常简单,但是在实验中却能起到非常重要的作用。教具制作完成后,教师要引导学生进行实验操作,首先,要将蜡烛点燃,然后使用制作的线圈从上而下地轻轻罩住蜡烛的火焰,大约5S后,轻轻将蜡烛吹灭,与此同时,立刻将点燃的火柴放置在线圈的上方,接触产生的白烟,如此一来,就能迅速点燃白烟,蜡烛就会被重新点燃并燃烧。从实验的原理上来说,由于自制的线圈高度高于烛芯的长度,这样不仅能证明点燃的不是烛芯而是上升的白烟,且线圈本身对白烟能起到一定的汇聚作用,因此利用线圈更容易点燃白烟。正是通过这样一个简单的自制教具,不仅有效改进了实验过程,增加了实验成功的概率,加强了实验的可行性与可信度,而且这样的教具结构非常简单,操作也方便,学生完全可以自行制作和实验,可极大地激发学生的学习兴趣和独立操作实验的动手能力。

二、利用自制教具,增强实验可视性

在化学实验教学的过程中,我们经常会发现,有一些化学实验的效果并不明显,尤其是一些演示类的实验,也正是因为可见度不高,很多学生就会产生实验与我无关的心理,在实验的过程中只会被动学习,这样一来就容易降低学生的参与度。因此,教师要加强学生对化学实验的重视度,通过自制教具的形式提高实验的可视性,从而加强实验的效果,激发学生的学习积极性。

例如,在教学“水与酒精混合的体积变化”时,由于需要将50ml酒精与50ml水进行混合,得出总体积小于100ml来表明分子之间存在间隙的这一论断。但在实际操作中还存在较多的不足之处,比如,反应的速度太慢、可见度较低,因此非常不利于学生进行观察。鉴于此,教师就可以利用自制教具进行改进:首先,在实验仪器方面,选择胶塞和变形试管;试剂选择水以及由品红所染成的红色酒精;在变形试管制作方面,先利用15mm×150mm的试管,再使用喷灯加热的方法,将原本1.5cm长的试管拉长为长约4.5cm、直径为0.5cm的细颈试管,而细颈上方的试管长约2.5cm。随后,在进行实验操作的过程中,先要使用胶头滴管加入水至下方试管中的二分之一位置,再加入红色酒精直至试管口,最后利用胶塞塞住试管口,并随意摇晃使其均匀混合,这时就很明显地看到液面会不断下降直至细颈下端,大约下降45mm左右。通过自制教具的方式,不仅使得实验过程更加简单,也增强了实验的可视度,让学生观察得更加清楚,更好地提高了学生实验的参与度和积极性,同时由于仪器操作简单,实验步骤不繁琐,能有效节约实验所需的物品和时间。

三、利用自制教具,增添实验趣味性

初中化学属于自然学科分类,是以实验为基础的一门课程。而进行化学实验,探究化学现象的过程本身也充满了新奇性,为了增强学生的实验积极性,加深对化学知识的理解,教师可从化学教材中的实验出发,在保证基本原理不变的前提下进行自制教具,从而让实验更加具有趣味性,吸引学生的注意力,让学生能积极地投入到化学实验探究中,汲取更多的化学知识,增强实验操作能力。

例如,教材中有一个“二氧化碳与水的反应”探究实验,学生可以在分析相关实验现象中得知:二氧化碳与水反应时会生成一种酸性物质,且这种酸性物质非常不稳定,容易受热就分解,但受实验材料所限,这个实验无法进行反复操作,且教材中的实验过程较为枯燥,学生兴趣度不高。对此,教师就可以进行自制教具来对实验予以改进:在实验结束之后,教师引导学生开展“二氧化碳与水的反应”封管实验,首先,准备16mm×200mm试管,2%的石蕊溶液及二氧化碳,然后进行封管制作,在试管中加入石蕊溶液约2ml,再加入充足的二氧化碳,等溶液变为红色后,再将试管稍微倾斜,使用喷灯试管口四分之一位置处进行加热,直至变为红软状,这时再使用坩埚钳将试管口紧紧夹住并慢慢将其拉细,再对细颈上端进行加热直至红软状,如此一来,就能更好地将试管口封住。学生通过这个实验就能看到被密封住的二氧化碳石蕊试液,教师可趁机对其进行介绍,并引导学生与紫色的石蕊试液进行对比分析:为什么加热试管片刻后,溶液就会从红色变成紫色?原理是:碳酸本身易分解,这样生成的二氧化碳就会逸出溶液,封存在试管上端就会变成紫色。为什么试管脱离火焰,冷却后再摇晃时,试管内溶液又由紫色变成红色?原理是:二氧化碳本身溶于水,与水反应后会生成碳酸,碳酸使得石蕊溶液变红。正是通过自制教具,使得实验操作更加便捷,整个溶液的颜色变化非常鲜明,这样不仅有助于学生对实验现象的观察和对相关原理的理解,而且也能为实验增添趣味性。

四、利用自制教具,提升实验创造性

在生活中,有许多随手可得的材料或废旧物品能充当实验器材,对它们进行简单加工便可成为教学用具。自制教具在化学实验教学中应用广泛,不仅能有效增强实验教学的效果,还能启发学生的创造意识。这些自制教具所体现出来的“废物利用、循环使用”理念,能更好地开拓学生的实验思路,使学生的创造思维与能力获得有效开发与锻炼。

例如,在进行“二氧化碳的制取”实验探究时,教师可以在生活中选择一些简单易得的材料,如输液瓶,依据启普发生器制取气体的化学原理,制作一个简易的启普发生器。首先,在仪器选择方面,我们选取一个250ml的烧杯,一个200ml的输液瓶,然后将输液瓶的瓶口进行密封,在其瓶底弄几个小洞,再选择一个具有良好密封性的胶塞、止水夹以及导管。实验操作的过程中,我们先将胶塞拿下,再从瓶口处加入固体药品,并在烧杯口处加入酸性物质。在使用这个启普发生器时,我们要将止水夹取下,这样能保证导管是通畅的,也能保证仪器中的固体和液体药品能够充分接触并产生反应。如果需要让反应停止,那么只需要将止水夹夹上或将输液瓶直接拿出即可。这个自制的实验装置,不仅有效弥补了实验中正规启普发生器的缺点(即发生反应的前提条件是必须在密封容器中),而且还能进行废物利用,节省实验成本,更重要的是它还适用于“制取氢气及氢气燃烧”的实验,不仅实现了实验资源的共享,还有效避免了产生爆炸的可能性。

总之,化学是一门非常有趣的学科。教师要想让学生不再畏惧化学,就要不断更新教学理念,创新教学模式,利用自制教具将生活中随处可见的物品,变废为宝,将其作为学生化学实验的有效工具,在促进化学实验教学有序进行的同时,实现资源共享,有效加强学生的动手能力,培养学生的创新意识,开拓学生的化学思维,更好地实现初中化学教学的目标。

作者单位   江苏省江阴市要塞中学

责任编辑:张言