優(yōu)化初中化學實驗教學的實踐與思考

■張婷娥

一、化學實驗教學功效簡述

在中學化學教學中，化學實驗有多重功效：從認識論的角度來看，化學實驗能為學生學習化學知識和理論、進行化學假說和猜想提供直接的有說服力的事實和依據(jù)；從方法論角度來看，學生通過動手動腦完成化學實驗，以體驗性、過程性為主要方法來建構、內化化學知識，是有效落實“過程與方法”的重要手段；從教學論角度來看，化學實驗在激發(fā)和維持學生的學習興趣，創(chuàng)設有效學習的問題情境，提高學生的實驗操作技能和科學探究能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維等方面具有其他教學形式和手段所不可替代的功效；從教育論的角度來看，化學實驗在幫助學生形成科學的世界觀，培養(yǎng)嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度，養(yǎng)成尊重科學、注重實踐、獨立思考的良好習慣等方面具有獨特的功能。因此，優(yōu)化化學實驗教學，最大限度地發(fā)揮實驗的功效，是有效提高化學課堂效率，大面積提高化學教學質量的重要手段。

二、優(yōu)化初中化學實驗教學的途徑

1.加強演示實驗，提升感性認識。

演示實驗是化學實驗教學的重要形式之一，學生通過觀看演示實驗，獲得較為全面、深刻的感性認識。初三學生剛剛步入化學大門，規(guī)范的化學實驗操作觀念才剛剛建立，這時更應多觀察、多模仿、多練習。教師在課堂上要結合所教內容，適當增加演示實驗，使學生將直觀的感性知識和抽象理論聯(lián)系起來，啟迪思維。同時教師演示時動作熟練、規(guī)范，有助于學生觀察到生動、鮮明的實驗現(xiàn)象，掌握科學實驗的方法。

【案例一】上教版九年級《化學》教材“奇妙的二氧化碳”只給出了“在通常狀況下，二氧化碳的密度比空氣大”一句話，學生往往通過死記硬背來記住二氧化碳的這一物理性質。在教學中，教師可增加以下演示實驗（如圖1）幫助學生記憶：

實驗步驟：（1）收集兩集氣瓶的CO2氣體，調節(jié)好天平，向紙質天平一端的杯子中傾倒一瓶CO2氣體，觀察現(xiàn)象；（2）將另一瓶氣體倒入天平的另一“托盤”中，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：看到先倒入二氧化碳一端的杯子明顯下降。另一邊也倒入二氧化碳后，天平的橫梁慢慢恢復平衡。

結論：CO2的密度比空氣大，可以像液體一樣從一個容器傾倒到另一個容器中。

在進行演示實驗時，一方面要注意實驗的效果，另一方面還要注意引導學生如何觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗的本質，并且還要注意操作的示范性。

2.改進實驗方案，呈現(xiàn)最佳效果。

同樣一個化學實驗，有時在設計原理、操作方法或實驗器材上稍做變化，就會呈現(xiàn)出不一樣的效果，這有助于學生建構知識，提高效率。

【案例二】檢驗食物中是否含有淀粉，常常直接在馬鈴薯上滴加碘酒或碘水溶液，觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位常呈黑色，與教材中的現(xiàn)象不符。

優(yōu)化設計：將馬鈴薯放在酒精燈火焰上加熱片刻，待覆蓋在淀粉表面的蛋白質膜被破壞后再滴加碘酒或碘水溶液，可觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位很快呈現(xiàn)藍色。

改進原有化學實驗，摒棄了影響實驗現(xiàn)象的干擾因素，實驗效果更明顯，也更利于學生掌握化學知識。

3.運用數(shù)字實驗，擴展學生視野。

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代高新技術裝備在課堂教學中不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)化學實驗主要以演示、驗證、定性為主，而使用一些高科技教學設備完成化學實驗則可彌補傳統(tǒng)實驗手段較難開展定量測定的缺陷，具有傳統(tǒng)實驗難以代替的功效。將傳統(tǒng)化學實驗手段與現(xiàn)代高科技教學設備相結合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，有利于學生開闊眼界，為實驗教學提供更為可靠、科學的依據(jù)。

【案例三】測定蠟燭不同層火焰的溫度。

傳統(tǒng)實驗：如圖2，將一根火柴梗插入燃燒的蠟燭火焰中，1～2秒后拿出來，觀察到插入火焰的焰心部位的火柴梗沒有變黑，焰心外面的部分已經燒焦了，如圖3。說明焰心的溫度最低。

缺點：外焰和內焰溫度的高低很難比較出來。

圖2

圖3

數(shù)字化實驗：如圖4，將3支溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集器、電腦（裝有相關數(shù)據(jù)處理軟件）相連接。如圖4，將3支溫度傳感器分別置于蠟燭火焰的外焰、內焰和焰心部位，點擊軟件上的“開始”按鈕，觀察電腦呈現(xiàn)的溫度數(shù)據(jù)變化及曲線變化趨勢，如圖5。

圖4

圖5

結論：蠟燭火焰（酒精燈火焰）分為3層，其中外焰部分溫度最高，其次是內焰，而焰心部分的溫度最低。

數(shù)字化實驗是現(xiàn)代高新科技進入課堂教學的具體應用。應用數(shù)字化實驗儀器完成化學實驗，可以更直觀、精確地為學生提供化學事實，幫助學生更好地理解實驗中所包含的化學核心概念和原理，增加實驗證據(jù)的說服力。

4.開展實驗探究，提高科學素養(yǎng)。

化學新課程標準明確指出：科學探究是一種重要的學習方式，也是義務教育階段化學課程的重要內容……義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動?？茖W探究活動是初中學生學習化學的重要途徑，也是化學課程的重要組成部分。實驗探究是指通過實驗來進行的一種探究活動，它是科學探究在化學實驗教學中的具體化。

【案例四】在講授水的凈化中活性炭的吸附作用時，若單純通過口述告訴學生活性炭可以吸附顏色和異味，顯得枯燥呆板。若設計如下探究實驗，課堂就會立刻活躍起來，學生也能在實驗探究中增長才干，提高素養(yǎng)。

背景資料：伴隨著生活污水、工業(yè)廢水的任意排放，農藥、化肥的濫用，原本清澈的河流如今已面目全非。

展示：從印染廠附近的河域取回的污水，紅紅的且隱隱散發(fā)著一股惡臭。

問題：怎么還該河水本來面目呢？

資料：活性炭具有較強的吸附性，能吸收色素和異味。

學生活動：取樣于試管中，加入活性炭，振蕩1min～2min，過濾，將過濾后所得的液體與原來的污水進行對比。

實驗現(xiàn)象：河水變清了，請學生聞一下，原來怪怪的氣味也沒有了！

該實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯，通過實驗探究，驗證了活性炭的吸附性，同時也復習了過濾等實驗操作，學生印象深刻。實驗探究讓學習變得既輕松又簡單，學生在掌握知識的同時享受著成功的喜悅。

開展實驗探究活動需要自由、輕松的氣氛。愛因斯坦說過：“學生神圣的好奇心好比一株脆弱的幼苗，它除了需要鼓勵外，要有自由，要是沒有自由，它不可避免地會夭折。”所以，在實驗探究活動中要給學生較多的時間、空間和活動的自由；要幫助學生克服害怕出錯、害怕失敗等心理，不斷地激勵學生積極參與實驗探究活動。

三、體會與思考

優(yōu)化化學實驗教學，提高課堂教學效率，讓學生在體驗中建構知識，主要要處理好以下幾對關系：

1.講與做的關系。即要處理好教師的講解與學生活動之間的關系。在以實驗為主的課堂中，經常會出現(xiàn)兩種情況：一種是教師面面俱到，講得太多，“滿堂灌”導致學生動手時間不足，造成學生的動手欲望得不到滿足，意猶未盡；第二種情況正好相反，即過于放任學生，“放羊式”實驗教學，導致動手時間過長，這樣的結果是草草收尾，沒有歸納總結，學生不能完整地建構知識體系。

2.導與學的關系。即要處理好教師引導與學生學習的關系。以實驗體驗、科學探究為主體的課堂，教學形式較為開放、自由，這時要特別注意不能盲目放手。因為初中階段的學生學習化學的時間不長，在教學中教師必須發(fā)揮引導和指導的作用，而學生也要充分發(fā)揮自己的學習積極性與主動性，這樣才能構建高效的化學課堂。

3.技術與實驗的關系。隨著科學技術的發(fā)展，計算機輔助教學已成常態(tài)，通過多媒體制作的很多演示實驗具有清晰、簡潔、放大、回放、安全、綠色等功能，成為部分教師的新寵，他們甚至完全用課件代替實驗。若長期應用多媒體而忽視動手操作，化學實驗的部分功能就得不到實現(xiàn)。特別是在培養(yǎng)學生的動手實驗能力、化學學科素養(yǎng)等方面，多媒體技術是無論如何也取代不了動手實驗的。