淺談自制教具在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用方法

摘 要：高中化學(xué)是實(shí)驗(yàn)性和操作性較強(qiáng)的學(xué)科，尤其是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力提出了較高的要求。教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自制實(shí)驗(yàn)教具，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，既可激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)與探究的興趣，又可培養(yǎng)學(xué)生善于思考、敢于創(chuàng)新實(shí)踐的能力。文章主要介紹了自制教具在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);自制教具;教學(xué)方法

一、 前言

近年來(lái)，隨著高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不斷完善，很多常規(guī)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材基本上能夠滿足教師的日常教學(xué)需求。但是基于常規(guī)性器材的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容或教學(xué)方法與形式上大致相同，僅僅發(fā)揮了化學(xué)教學(xué)的一般性教學(xué)作用，無(wú)法充分發(fā)揮教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。此外，一些實(shí)驗(yàn)室的器材在使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果，不能有效發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義和價(jià)值。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，需要化學(xué)教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展制作教具活動(dòng)，既能彰顯化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性特點(diǎn)，又能幫助學(xué)生理解化學(xué)問(wèn)題。

二、 應(yīng)用自制教具，提升教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)教具的方式，可以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)作興趣和動(dòng)機(jī)，在教具創(chuàng)作過(guò)程中必然涉及科學(xué)、生產(chǎn)技術(shù)等方面的知識(shí)，對(duì)開(kāi)闊學(xué)生視野和拓展能力具有積極意義。此外教師也能夠借助自制教具的教學(xué)活動(dòng)提高教學(xué)能力，方便對(duì)學(xué)生開(kāi)展針對(duì)性教學(xué)。在素質(zhì)教育深入開(kāi)展的教育背景下，教師教學(xué)素養(yǎng)和水平也需要不斷提升，才能更好地發(fā)揮教師的教學(xué)能力和作用。通過(guò)高中化學(xué)自制教具活動(dòng)為教師的技能提升創(chuàng)造了有利條件，教師只有在教學(xué)中不斷創(chuàng)新方式，磨煉能力，才能不斷提升教學(xué)水平。如在“物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別”實(shí)驗(yàn)中，如何檢驗(yàn)火柴頭含有硫元素成分，若按照教材的操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)裝置和方法比較簡(jiǎn)單，但是卻至少需要兩個(gè)人才能完成實(shí)驗(yàn)，不便于操作。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師可指導(dǎo)學(xué)生將軟硬度適中的銅芯電線圍成一個(gè)“八”字形的支架，用兩端分別固定兩個(gè)燒杯（如圖所示），在實(shí)驗(yàn)時(shí)先將燒杯固定好，再在燒杯中加入液體，等到甲燒杯中收集到足夠的氣體后將兩個(gè)燒杯合攏，這樣一個(gè)人便可將實(shí)驗(yàn)操作完成。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，不僅提高了課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，而且通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。因此教師在教學(xué)中應(yīng)積極主動(dòng)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)活學(xué)活用，指導(dǎo)學(xué)生自制教具，使化學(xué)真正地融入學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中，不斷提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。

三、 應(yīng)用自制教具，激發(fā)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣

就化學(xué)學(xué)科來(lái)講，其主要是將微觀層面原子、分子等作為重點(diǎn)研究對(duì)象的，這也決定了其本身抽象性特點(diǎn)。但是反觀實(shí)際生活中的化學(xué)現(xiàn)象，則是能夠親身體會(huì)和感受到的。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)與學(xué)生日常生活的聯(lián)系，是提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效方法。而將自制教具應(yīng)用到中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，一方面可以使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系;另一方面也能幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí)，激發(fā)其化學(xué)學(xué)科興趣。同時(shí)，在自制教具活動(dòng)實(shí)踐中，學(xué)生可深入生活中挖掘有使用價(jià)值的材料，并以親手操作為路徑來(lái)演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)的重要方式。

例如在學(xué)習(xí)水電離等相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師指導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)裝置，在微電流傳感器和溫度傳感器的依托下幫助學(xué)生更好地掌握水的電離會(huì)跟隨溫度而變化的性質(zhì);又如在學(xué)習(xí)碳酸氫鈉這一內(nèi)容時(shí)，可以指導(dǎo)學(xué)生自制碳酸飲料，以此開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。由于碳酸飲料是學(xué)生日常生活中比較喜歡的飲品，所以在制作過(guò)程中極容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注意力也十分集中。此外，通過(guò)碳酸飲料的制作，學(xué)生對(duì)碳酸氫鈉與檸檬酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、與水反應(yīng)生成碳酸等實(shí)驗(yàn)原理有更加充分的了解與掌握，化學(xué)學(xué)科的魅力也由此彰顯。

四、 應(yīng)用自制教具，提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力

通過(guò)總結(jié)與分析高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可以看出，其中不僅僅含有基礎(chǔ)性的化學(xué)知識(shí)，而且也包含著難度較高、不易理解的內(nèi)容。對(duì)基礎(chǔ)性知識(shí)來(lái)講，總結(jié)與分析是后續(xù)進(jìn)行深層次化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)所在，而復(fù)雜化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，則是拓展學(xué)生思維、引發(fā)學(xué)生深思的重要途徑。所以教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生自制教具可實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)知識(shí)的深入了解與掌握，有效鍛煉其動(dòng)手操作能力，同時(shí)，在制作時(shí)還可以鞏固化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，幫助學(xué)生理解和記憶復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)，明晰化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作步驟，從中感悟到化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有的樂(lè)趣。以鈉的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為例，教材中為學(xué)生展示了以下實(shí)驗(yàn)過(guò)程：首先，要利用提前刺好小孔的鋁箔將切好的鈉包裹住;其次，利用鑷子將其放置在盛滿水的小試管的燒杯中，待試管中收集的氣體滿后，將試管倒放并緩慢向酒精燈點(diǎn)燃。這一實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生掌握氫氣是鈉和水發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物之一。但是從實(shí)際角度來(lái)講，由于鈉太小，夾起困難、鋁箔包鈉松緊度無(wú)法合理控制，以及收集氫氣過(guò)程極容易發(fā)生手與氫氧化鈉溶液接觸等因素，都導(dǎo)致此實(shí)驗(yàn)過(guò)程相對(duì)困難。所以可以鼓勵(lì)學(xué)生將原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，依照以往實(shí)驗(yàn)器材和步驟自制教具，改善實(shí)驗(yàn)程序，從而保證實(shí)驗(yàn)的順利完成。具體來(lái)講，首先，學(xué)生準(zhǔn)備了一個(gè)容量為250mL的燒杯，接著分別放入100mL水和50mL煤油，之后根據(jù)想要獲得氫氣的速率放入適量的金屬鈉。在鈉上方位置需要放置一個(gè)倒放的漏斗，漏斗頸端置入一個(gè)倒扣的試管，利用排空氣法實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)生氣體的收集，最后按照教材中呈現(xiàn)的方法對(duì)氣體進(jìn)行檢驗(yàn)。甚至有的學(xué)生直接在漏斗頸端將氣體點(diǎn)燃。經(jīng)過(guò)自制后，實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作性更強(qiáng)，既避免了用鑷子夾鈉的過(guò)程，又防止了反應(yīng)過(guò)于激烈和手與溶液接觸的情況，所產(chǎn)生氣體為H2也得到了充分證明。

五、 應(yīng)用自制教具，增強(qiáng)課堂師生互動(dòng)效果

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅需要教師講授實(shí)驗(yàn)方法，傳授理論知識(shí)，而且需要不斷引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展有效的學(xué)習(xí)。如在自制教具活動(dòng)中，部分教師會(huì)將實(shí)驗(yàn)的目的和教具的使用目的告訴學(xué)生，然后由教師制作教具，這雖然對(duì)學(xué)生能夠起到一定的引導(dǎo)和優(yōu)化教學(xué)方法的作用，但是使學(xué)生缺乏操作性。而如果由學(xué)生自行制作教具，可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造和想象能力，有助于學(xué)生從中對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行創(chuàng)新。在實(shí)際的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的自制教具的氛圍，引導(dǎo)學(xué)生積極參與自制教具的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)師生的課堂互動(dòng)，促進(jìn)提升教與學(xué)的整體效果。所以通過(guò)自制教學(xué)可以有效發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體作用和教師的引導(dǎo)作用，不斷增強(qiáng)師生的課堂互動(dòng)性。教師在引導(dǎo)學(xué)生制作教具過(guò)程中應(yīng)指導(dǎo)其依據(jù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如遇到問(wèn)題或操作障礙時(shí)應(yīng)及時(shí)反饋給教師，由教師給予輔助性的幫助和引導(dǎo)。如在分子晶體和原子晶體教學(xué)中，一般情況下，教師會(huì)通過(guò)多媒體進(jìn)行課件演示，而幾何圖形的演示效果并不理想，學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中還是存在很多不理解的問(wèn)題，此時(shí)教師指導(dǎo)學(xué)生利用乒乓球自制教具，將其四周粘貼一些活動(dòng)的分子模型，這樣方便學(xué)生理解和操作。這時(shí)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解就更加的形象化。這樣通過(guò)課堂的互動(dòng)，更好地幫助學(xué)生理解化學(xué)自制教具的有效性。此外隨著化學(xué)新課改的不斷深化，化學(xué)教學(xué)更加注重對(duì)學(xué)生的開(kāi)放式教學(xué)，不僅要調(diào)動(dòng)其化學(xué)學(xué)習(xí)積極性，還要不斷培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的質(zhì)疑能力，促使其在質(zhì)疑中不斷提升自身的知識(shí)水平。在課堂教學(xué)中，學(xué)生質(zhì)疑也是對(duì)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)的重要體現(xiàn)，在幫助學(xué)生解決質(zhì)疑問(wèn)題時(shí)，師生之間能夠建立起有效的溝通橋梁，使得師生之間增強(qiáng)相互信任和尊重，有助于構(gòu)建和諧的師生關(guān)系，而在自制實(shí)驗(yàn)道具的過(guò)程中，通過(guò)教師的輔助指導(dǎo)，幫助學(xué)生深入理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，進(jìn)一步促進(jìn)師生和諧關(guān)系的建立，為順利開(kāi)展自制教具的教學(xué)活動(dòng)創(chuàng)造有利條件。

六、 應(yīng)用自制教具，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新能力

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師在指導(dǎo)學(xué)生自制教具的過(guò)程時(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新能力。首先在制作教具時(shí)學(xué)生能夠有意識(shí)地去尋找可利用的資源，教師要引導(dǎo)學(xué)生在保證安全的前提下，收集廢棄的電線、廢舊的瓶子等，然后不斷啟發(fā)學(xué)生依據(jù)教材內(nèi)容對(duì)這些廢棄的物品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以此達(dá)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。在對(duì)教具進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)應(yīng)讓學(xué)生積極利用自身的知識(shí)結(jié)合創(chuàng)新和現(xiàn)象能力控制好自制教具的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生留心觀察生活中的事物和現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。如在“銅與濃硝酸的反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w，在該實(shí)驗(yàn)中教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)使用器材進(jìn)行優(yōu)化，如使用具支試管，同時(shí)在試管的支管上套上一段橡皮管，并綁上氣球，目的是防止其漏氣，接著在單孔橡膠塞上插上自制的長(zhǎng)滴管，利用該滴管取出30%的氫氧化鈉液體，在具支試管內(nèi)放入一個(gè)銅片，接著倒入約2毫升的濃硝酸，快速地將試管封閉，觀察實(shí)驗(yàn)反應(yīng)，此時(shí)會(huì)形成大量顏色為紅棕色的氣體，反應(yīng)后的液體變成了藍(lán)色，由于裝置中安裝了小氣球，能夠有效防止生成的二氧化氮?dú)怏w外漏，溶液反應(yīng)結(jié)束后，將滴管中的溶液滴入試管中，直至反應(yīng)完。通過(guò)對(duì)此實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以讓實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程在十分封閉的環(huán)境下進(jìn)行，溶液反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體收集效果明顯，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，相較于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教具效果更佳。因此通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生在自制實(shí)驗(yàn)教具的整個(gè)環(huán)節(jié)中逐漸培養(yǎng)其環(huán)保意識(shí)，激發(fā)學(xué)生借助已有教具對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新的興趣，有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和質(zhì)量。

七、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自制實(shí)驗(yàn)教具在高中化學(xué)教學(xué)中能夠發(fā)揮重要的作用，可提高課堂教學(xué)效果，促進(jìn)教師創(chuàng)新教學(xué)方法，提升教學(xué)能力。同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義，可以有效激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其主動(dòng)參與性，使其樹(shù)立環(huán)保意識(shí)、激發(fā)創(chuàng)新能力等。因此在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師還應(yīng)不斷地根據(jù)化學(xué)教學(xué)大綱和教學(xué)實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新更多的自制教具，在確?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)創(chuàng)新能力，提升高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：

黃曉旋，福建省泉州市，泉州市培元中學(xué)。