基于實(shí)驗(yàn)探究的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)分析及反思

徐新峰

文章編號：1008-0546（201１）０５-00６９-0２中圖分類號：G63３.８文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０５．０３１

不久前，筆者有幸參加了江蘇省南通市如東縣初中化學(xué)的優(yōu)課評比活動(dòng)，執(zhí)教的課題是人教版九年級上冊《分子和原子》第一課時(shí)，并獲得如東縣優(yōu)課評比一等獎(jiǎng)。下面，就這節(jié)課來談?wù)劵趯?shí)驗(yàn)探究的教學(xué)設(shè)計(jì)思路分析及反思。

一、 教學(xué)設(shè)計(jì)背景分析

這一課時(shí)主要講了分子的基本性質(zhì)，從微觀上揭示物質(zhì)的構(gòu)成。學(xué)生對分子和原子看不見，摸不著，只能通過宏觀現(xiàn)象和想象去理解分子和原子的存在。嘗試用科學(xué)探究的方法來得出分子的基本性質(zhì)，通過學(xué)生對某一問題的猜想，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。

這一課時(shí)的有關(guān)知識(shí)在八年級物理課已經(jīng)接觸過，同學(xué)們對這一部分不太陌生。根據(jù)這一部分內(nèi)容從學(xué)習(xí)者的角度來定位其認(rèn)知過程，選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略來完成這一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)過程及思路分析

１． 創(chuàng)設(shè)情境、體驗(yàn)探究方法

上課前，我邀請幾位同學(xué)在教室的四周噴灑了一些香水。過渡語言：同學(xué)們，讓我們在香氣襲人的氛圍中開始今天的學(xué)習(xí)。先來動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)：將品紅放入水中會(huì)看到什么現(xiàn)象？學(xué)生兩人一組來動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，我提出問題：香氣襲人、品紅擴(kuò)散這兩個(gè)事實(shí)說明了什么？請同學(xué)們作出大膽的猜想。同學(xué)們在組內(nèi)交流后，馬上作出回答：物質(zhì)是由微小的粒子——分子、原子等構(gòu)成的；分子、原子等微小粒子是運(yùn)動(dòng)著的。

猜想的正確與否，需要理論或?qū)嵺`的支撐。圖片就是一種“事實(shí)來說話”的有效途徑。我通過多媒體呈現(xiàn)了①用掃描隧道顯微鏡獲得的苯分子圖、②通過移動(dòng)硅原子構(gòu)成的中文字圖這兩幅圖片，學(xué)生們受到了震撼。我引用一位同學(xué)的回答：“我不得不感嘆于科學(xué)技術(shù)的神奇與偉大，這兩幅圖片有力地證明了我們猜想的成立”。

設(shè)計(jì)意圖：從日常生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)入手，將獲得的知識(shí)進(jìn)行科學(xué)抽象，使認(rèn)識(shí)深入到事物的微觀本質(zhì)，證明分子和原子的真實(shí)存在。從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的生活情景和學(xué)生實(shí)驗(yàn)中提出問題，引起學(xué)生的探究興趣，并引領(lǐng)學(xué)生作出物質(zhì)微觀構(gòu)成的大膽猜想。從宏觀到微觀的大步跨越，對學(xué)生來說，顯得尤為抽象，猜想這一科學(xué)方法成為階梯。當(dāng)然，證實(shí)分子和原子的真實(shí)存在，還需要強(qiáng)有力的證據(jù)，利用先進(jìn)儀器拍攝到的圖像便成了學(xué)生眼中的“公證人”。

２． 數(shù)學(xué)情境，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣

我問學(xué)生：１＋１等于２嗎？學(xué)生一臉茫然，未作答。我追問：１體積水與１體積酒精相混合后體積是否為２體積呢？學(xué)生說：不等于。我問：你們是怎么知道的？同學(xué)們說：猜的。同學(xué)們已經(jīng)在不知不覺中進(jìn)入到了“猜想和假設(shè)”的環(huán)節(jié)中，我因勢利導(dǎo)：怎么證明你們猜得對不對？固然同學(xué)們的回答當(dāng)然是：實(shí)驗(yàn)。在很好的數(shù)學(xué)情境鋪墊下，學(xué)生們合作完成了水和酒精的等體積混合實(shí)驗(yàn)，結(jié)果不言而喻。但僅憑此實(shí)驗(yàn)還不能讓學(xué)生馬上得出“分子間存在間隔”的緣故。在這一問題的解決策略中，我依然采用了實(shí)驗(yàn)的策略，這種過渡可以理解為：聯(lián)想或者是由此及彼。我做了演示：等體積黃豆與芝麻的混合實(shí)驗(yàn)。同學(xué)們觀察后有所感悟，也就很快得出了“分子間存在間隔”的結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：“１＋１等于２嗎？”的簡單數(shù)學(xué)問題提出，并置于水和酒精混合的實(shí)驗(yàn)情景中，激發(fā)了學(xué)生的探究興趣。學(xué)生的合作實(shí)驗(yàn)是過程、是方法，在“做中學(xué)”，是解決認(rèn)知沖突的有效手段。學(xué)生的這一合作實(shí)驗(yàn)是宏觀的，通過微觀角度來解釋１＋１＜２的化學(xué)問題是有一定跨度的。因此，我在此設(shè)計(jì)了宏觀物質(zhì)間的間隔實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生很自然地聯(lián)想推理到微觀粒子間的間隔問題，是合乎科學(xué)邏輯的。

３． 動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體會(huì)結(jié)論由來

在探究氣體、液體間分子間間隔大小時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生自主走一條探究新知之路。通過給予學(xué)生實(shí)驗(yàn)物品：注射器，讓學(xué)生們自己去假設(shè)猜想，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想。在自主設(shè)計(jì)和合作討論的前提下，學(xué)生們設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)方案：取氣密性良好的兩支大小相同的注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住針筒末端的小孔，將栓塞慢慢推入。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后用表格形式將過程和結(jié)論呈現(xiàn)出來：

表１水和空氣的壓縮比較

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生親身實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)參與探究過程，得出結(jié)論，進(jìn)而來分享成功的快樂。這是新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終歸縮。

４． 排除干擾，關(guān)注實(shí)驗(yàn)方案

我演示了實(shí)驗(yàn)：濃氨水在大燒杯中擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。在等待罩在大燒杯中的酚酞變紅的一段時(shí)間里，我用了一句過渡語：同學(xué)們，化學(xué)充滿了魅力和神奇，接下來，讓我們見證奇跡！實(shí)驗(yàn)如約成功（罩在大燒杯中的酚酞變紅，而大燒杯外的酚酞沒有變紅），這激發(fā)了學(xué)生們的探究欲望。我提出問題：罩在大燒杯中的酚酞溶液為什么會(huì)變成紅色？于是，學(xué)生們分組討論，也提出了各種假設(shè)：①可能是酚酞溶液放置一會(huì)兒，才會(huì)變紅色；②大燒杯上的某種物質(zhì)使酚酞溶液變紅色了；③構(gòu)成濃氨水的粒子跑到酚酞溶液中去了。我想，針對同學(xué)們提出的各種假設(shè)，只有指導(dǎo)學(xué)生們設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，分組實(shí)驗(yàn)，才能排除干擾。經(jīng)過了小組討論，交流與表達(dá)，我的評價(jià)等環(huán)節(jié)，得出了如下實(shí)驗(yàn)方案：①用干凈的燒杯配好酚酞溶液，靜置一會(huì)兒，觀察現(xiàn)象；②用干凈的燒杯配好酚酞溶液，將其單獨(dú)放在大燒杯中，觀察現(xiàn)象；③用干凈的燒杯配好酚酞溶液，用滴管吸取少量濃氨水，滴入燒杯中，觀察現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：考慮到濃氨水的揮發(fā)性較強(qiáng)，若作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)來做，教室里氨味將會(huì)太強(qiáng)，因此作為演示實(shí)驗(yàn)，并以此作為情景，提出問題“大燒杯中的酚酞為什么變成紅色”，為下面的探究實(shí)驗(yàn)作為鋪墊，來感知科學(xué)探究的方法，得出結(jié)論：分子在不斷地運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，在探究時(shí)，假設(shè)可能有幾種情況，當(dāng)然，這也增加了探究的難度，而實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的指南針，對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是排除其他干擾假設(shè)的途徑之一。

５． 控制變量，嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)程序

在探究“分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有什么關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，我采用了兩名學(xué)生到講臺(tái)上來做實(shí)驗(yàn)的方法，一名學(xué)生向一燒杯中加了常溫下的水，另一名學(xué)生向另一燒杯中加了熱水，通過我的提醒，兩名學(xué)生商量后，兩杯中的水調(diào)成等量。然后，再向兩杯中分別加入少量品紅，我再次提醒他們，為了便于觀察，在加品紅時(shí)要注意什么，他們認(rèn)為要加一樣多的品紅，而且同時(shí)加入。

設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)是科學(xué)，需要嚴(yán)謹(jǐn)。在探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，變量只能設(shè)置一個(gè)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的原因才能與這一變量有著關(guān)聯(lián)。

６． 課外動(dòng)手，課堂實(shí)驗(yàn)延續(xù)

在課堂教學(xué)中，作業(yè)布置是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在本節(jié)課教學(xué)中，我設(shè)置了這樣一段過渡語為作業(yè)布置作了鋪墊：課堂實(shí)驗(yàn)給我們帶來了樂趣，帶來了神奇和魅力，而家庭實(shí)驗(yàn)，也是別樣的芬芳；由此，老師布置一道題留給同學(xué)們回家思考：設(shè)計(jì)題——請同學(xué)們利用糖塊和水兩種物質(zhì)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明分子具有下列兩點(diǎn)性質(zhì)：①分子在不斷地運(yùn)動(dòng)；②分子間存在著間隔。

設(shè)計(jì)意圖：作業(yè)的形式有多種多樣，同學(xué)們習(xí)慣于完成記憶和做習(xí)題的形式，鼓勵(lì)學(xué)生回家去做實(shí)驗(yàn)，是符合化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的，也體現(xiàn)了化學(xué)與生活的緊密相連，只要我們留心去發(fā)現(xiàn)和思考，就會(huì)明白“生活中處處有化學(xué)”的真正內(nèi)涵。

三、教后反思

本節(jié)課是一節(jié)建構(gòu)模式的實(shí)驗(yàn)探究課。整個(gè)教學(xué)過程始終體現(xiàn)了以學(xué)生活動(dòng)為中心，以學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展為主線的教學(xué)策略。

１． 利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)情景

日常情況下水分的減少，濕衣服在太陽下比在陰涼處要干得快，物體的熱脹冷縮，給車胎打氣，糖在熱水中比在冷水中溶得要快等等。這些學(xué)生們所熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)，蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)探究情景，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，解決生活中的實(shí)際問題。這種模式建構(gòu)拉近了化學(xué)與生活間的距離，將學(xué)科知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來。

２． 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，抓住“探究”核心

探究已經(jīng)成為新課程理念下的重要學(xué)習(xí)方式，我們提倡學(xué)生親自做科學(xué)，親自進(jìn)行科學(xué)探究。等體積酒精和水的混合探究，氛分子擴(kuò)散探究，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的關(guān)系探究，均以實(shí)驗(yàn)為主要途徑，為學(xué)生創(chuàng)造提出問題、思考問題的機(jī)會(huì)，通過小組討論、交流等形式，來調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的主動(dòng)性，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

３． 不足與遺憾

當(dāng)然，本節(jié)課也有值得我深思的地方，如大多數(shù)學(xué)生不能從創(chuàng)設(shè)情景中自己去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要嘗試著將問題權(quán)交付給學(xué)生；實(shí)驗(yàn)中有個(gè)別小組的量筒有裂縫，酒精和水的混合實(shí)驗(yàn)中漏在實(shí)驗(yàn)桌上；做品紅放入水中實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分小組用的品紅過多，浪費(fèi)嚴(yán)重；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，方案中的變量有多個(gè)等等，這些需要教者不斷的去總結(jié)、改進(jìn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)這種預(yù)設(shè)中要多加考慮。

參考文獻(xiàn)

［１］裴新寧主編．化學(xué)課程與教學(xué)論［Ｍ］．杭州：淅江教育出版社，２００３．９

［２］趙寧主編．新課程典型案例與點(diǎn)評·初中化學(xué)［Ｍ］．長春：東北師范大學(xué)出版社，２００４．１