□江蘇省太倉市新區(qū)中學(xué) 陶玥

挖掘初中化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的功能價值

□江蘇省太倉市新區(qū)中學(xué) 陶玥

初中化學(xué)教材中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，不僅是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，更是為了提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

初中化學(xué) 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 功能價值

“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動，有助于激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力?！睆幕瘜W(xué)課程的性質(zhì)可以看出實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中的重要地位和作用。

一、形成制備氣體的設(shè)計思路，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度

課標(biāo)要求學(xué)生具備“初步學(xué)習(xí)運(yùn)用簡單的裝置和方法制取某些氣體”的能力，而氧氣的制取和二氧化碳的制取正是為這個教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)1和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2是初中階段氣體制備的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，兩套氣體發(fā)生裝置（加熱固體制氣體、固液反應(yīng)不需加熱制氣體）的設(shè)計思路又能很好地遷移到以后的學(xué)習(xí)中。在具體的教學(xué)中，對于“氧氣的制取”，在實(shí)驗(yàn)技能方面，發(fā)生裝置、收集裝置的設(shè)計和連接方面需要教師更多的指導(dǎo)；而“二氧化碳的制取”實(shí)驗(yàn)，主要是學(xué)生的分析和設(shè)計。例如，在學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的基礎(chǔ)上，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在“二氧化碳的制取”這堂課中設(shè)計出了一系列的發(fā)生裝置——最簡單的固液反應(yīng)裝置（圖1）、加液方便的裝置（圖2）、可以控制液體藥品滴加速度的裝置（圖3）、可以控制反應(yīng)發(fā)生和停止的各種簡易裝置（圖4），從而更好地理解啟普發(fā)生器（圖5）的使用要求和原理。

在氣體收集方法的選擇上，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生分析所制氣體的性質(zhì)（特別是密度和溶解性）來選擇適當(dāng)?shù)氖占b置。對氣體的收集還可以進(jìn)一步挖掘，如給學(xué)生提供這樣一個裝置（如圖6所示），如何用向上排空氣法和排水法分別收集一瓶氧氣呢？如果圖6所示的裝置中充滿了氧氣，如何來測量這瓶氧氣的體積呢？如果要收集一瓶密度比空氣小的氣體，裝置兩端的導(dǎo)管又該如何連接呢？學(xué)生帶著這些問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，有助于培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

二、提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力，建構(gòu)物質(zhì)的變化觀

中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，對實(shí)驗(yàn)部分的要求從低到高有四個層次，第四個層次就是指導(dǎo)學(xué)生初步學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，并按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和小結(jié)。因此，在平時的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就應(yīng)注重培養(yǎng)、提高學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計思想、設(shè)計完善實(shí)驗(yàn)方案的能力，在教學(xué)過程中更多地追問學(xué)生“你是怎么知道的？”而不是“你知道嗎？”如在教學(xué)“燃燒與滅火”的內(nèi)容時，應(yīng)充分挖掘“物質(zhì)燃燒的條件”這一基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的功能價值，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思想的提出和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計過程中，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、尋找實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論之間的關(guān)系，從化學(xué)思想和方法的角度進(jìn)行訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力和實(shí)驗(yàn)意識。在學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)推測出燃燒的條件后，教師要求學(xué)生設(shè)計出方案，并用設(shè)計的方案來驗(yàn)證他們的推測。教師結(jié)合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)3給學(xué)生提供酒精、蒸餾水、棉花球、玻璃棒、小木塊、小煤塊、紅磷、白磷、蠟燭、燒杯、火柴、酒精燈、燃燒匙、銅片和熱水、冰塊等藥品和器材，讓學(xué)生據(jù)此來設(shè)計活動探究方案。在學(xué)生通過分組討論、畫草圖、設(shè)計出實(shí)驗(yàn)方案后，請他們上講臺給大家講解自己小組的方案及設(shè)計思路，再由全體學(xué)生一起論證方案的可行性，指出每個設(shè)計思路的優(yōu)缺點(diǎn)，尋找可行的、更完善的設(shè)計方案。最后由學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證剛才的推測。通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生對控制變量的思想有了一定的認(rèn)識，使他們能更全面體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，增強(qiáng)他們科學(xué)探究的能力。

有了設(shè)計實(shí)驗(yàn)的思路和對化學(xué)反應(yīng)條件控制的認(rèn)識，當(dāng)學(xué)生接觸到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4中“鐵生銹的條件”時，教師可以將這一實(shí)驗(yàn)的設(shè)計交給學(xué)生來完成。我提前一星期讓各小組自帶鐵釘?shù)綄?shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，各小組帶來的鐵釘各不相同：有書本上要求的無銹鐵釘，還有鍍過鋅的鋼釘、鍍了彩鋅的地板釘和已經(jīng)部分生銹的鐵釘。每個小組先設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，再和書本上的設(shè)計方案進(jìn)行比較，確定合理的方案，用自帶的鐵釘和實(shí)驗(yàn)室中提供的儀器和藥品完成實(shí)驗(yàn)并貼上小組編號。帶了生銹鐵釘?shù)男〗M自己查好了除去表面鐵銹的方法，處理好鐵釘后再完成實(shí)驗(yàn)。接下來的一個星期，在中午的時候各組組長都會帶著組員來觀察實(shí)驗(yàn)并做好記錄，也會去觀察其他小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過觀察、分析、交流討論，思考出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因。一周后上“鋼鐵的銹蝕與防護(hù)”這堂實(shí)驗(yàn)課時，各小組紛紛發(fā)表意見，連平時很少參與的學(xué)生也能夠積極進(jìn)行討論。通過這個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不但理解了鐵生銹的條件，對學(xué)生物質(zhì)變化觀的建構(gòu)也是有幫助的。

三、整合簡單試管實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)科學(xué)思維

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)8是酸和堿的化學(xué)性質(zhì)，其中大部分實(shí)驗(yàn)都是在試管中進(jìn)行的，教師可以對一些試管實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效整合，使學(xué)生在清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時能引發(fā)思考。如鐵和稀鹽酸反應(yīng)、氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)這兩個實(shí)驗(yàn)可以整合成生銹的鐵釘和稀鹽酸反應(yīng)。又如在進(jìn)行氫氧化鈉的性質(zhì)和酸堿中和反應(yīng)時，將部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合與對比，可以引發(fā)學(xué)生的思考，更好地理解不溶性堿與酸反應(yīng)和可溶性堿與酸反應(yīng)的異同。在三個試管中進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，具體操作為：

這樣組合的目的是為了讓學(xué)生的認(rèn)知形成沖突，這種認(rèn)知沖突會極大地引發(fā)學(xué)生深入思考的興趣，這便是形成新認(rèn)知的起點(diǎn)。通過對這三組試管實(shí)驗(yàn)的對比，學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行熱烈討論，得出了幾點(diǎn)結(jié)論：（1）無論是可溶性堿還是不溶性堿都能與酸發(fā)生中和反應(yīng)；（2）中和反應(yīng)的本質(zhì)是堿提供的OH-與酸提供的H+反應(yīng)生成了H2O；（3）不溶性堿與酸反應(yīng)不需要酸堿指示劑就能判斷反應(yīng)的發(fā)生，而可溶性堿與酸的反應(yīng)需要酸堿指示劑才能判斷。學(xué)生在進(jìn)行試管C的實(shí)驗(yàn)操作中往往滴加稀硫酸過快而看不到“紅色剛好變成無色”這一現(xiàn)象，這時可以讓學(xué)生重復(fù)試管C的實(shí)驗(yàn)，提醒學(xué)生要一滴滴地加稀硫酸，并在滴加前先測NaOH溶液的溫度，剛好變成無色后再測溫度，比較溫度的變化。在這一系列現(xiàn)象明顯、簡單易操作的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生體會中和反應(yīng)中物質(zhì)的變化和能量的變化，學(xué)習(xí)判斷中和反應(yīng)發(fā)生的方法，了解典型的可溶性堿的化學(xué)性質(zhì)。因此，將簡單試管實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，重要的是思維的整合，而不是儀器裝置的整合。初三化學(xué)酸堿鹽部分有大量的試管實(shí)驗(yàn)，需要觀察的可能就是物質(zhì)A與物質(zhì)B的反應(yīng)，無需復(fù)雜的裝置和復(fù)雜的操作，但教師不能因?yàn)楹唵味栌谒伎?，?yīng)充分挖掘這些實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。

總之，在初中化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師要善于挖掘?qū)嶒?yàn)中的興趣點(diǎn)、探究點(diǎn)和學(xué)生的思維發(fā)散點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)過程中幫助學(xué)生建構(gòu)變化觀和微粒觀，突出化學(xué)學(xué)科的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思想。