如何有效開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

摘要：基于“中和反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能比賽的評(píng)審，對(duì)參賽選手暴露的相關(guān)問題及剖析，闡述加強(qiáng)規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、加強(qiáng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)對(duì)教材欄目設(shè)計(jì)意圖的理解、加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演譯的研究四個(gè)方面，談如何有效開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：中和反應(yīng)；有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)演譯

文章編號(hào)：1008-0546（2014）08-0094-03中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.08.034

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中占有重要地位。戴安邦院士認(rèn)為：所謂“講演”，就是要有“講”有“演”。一個(gè)化學(xué)教師，光用嘴講和手寫是不行的。實(shí)驗(yàn)?zāi)耸菍W(xué)習(xí)化學(xué)最有效的一種方法，是讓學(xué)生建立基本概念的重要途徑。然而，在具體的化學(xué)課堂中，仔細(xì)分析其中部分教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，筆者認(rèn)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀。下面結(jié)合筆者參加一次龍巖市“中和反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能比賽的評(píng)審，就參賽選手暴露的相關(guān)問題，談?wù)勅绾斡行ч_展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、技能比賽實(shí)驗(yàn)課題

探究酸和堿發(fā)生的中和反應(yīng)（滬教版九年級(jí)《化學(xué)》，下冊(cè)）教材“活動(dòng)與探究”欄目設(shè)置如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)：

［實(shí)驗(yàn)1］在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中滴加2～3滴酚酞試液，插入一支溫度計(jì)，測量溶液的溫度。用膠頭滴管吸取稀鹽酸逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中。邊滴邊用玻璃棒攪拌，當(dāng)燒杯中溶液剛好變成無色時(shí)，停止加入鹽酸。在實(shí)驗(yàn)過程中，溶液的堿性發(fā)生什么變化？溶液的溫度有什么變化？

［實(shí)驗(yàn)2］取實(shí)驗(yàn)1所得的少量溶液于一支試管中，另取一根膠頭滴管，向試管中加入一滴氫氧化鈉溶液，溶液的顏色又發(fā)生什么變化？這說明什么？

［實(shí)驗(yàn)3］取實(shí)驗(yàn)1所得的少量溶液于蒸發(fā)皿中，加熱蒸干，觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？

本次技能比賽的考評(píng)內(nèi)容涉及三個(gè)方面：教學(xué)設(shè)計(jì)、片段教學(xué)及演示技能（其中，演示技能融入片段教學(xué)中進(jìn)行考核）。

關(guān)于本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考評(píng)，有教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技能兩個(gè)方面。

二、技能比賽中選手暴露的相關(guān)問題與剖析

1. 實(shí)驗(yàn)功能的理解與演示方面

（1）實(shí)驗(yàn)與觀察、結(jié)論相脫節(jié)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)與觀察到的現(xiàn)象及結(jié)論之間有某種必然聯(lián)系，通過科學(xué)的操作積極引導(dǎo)得出正確的結(jié)論是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用之一。然而，相當(dāng)部分參賽選手只關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作要求，或在演示操作過程中過多地講解儀器的選擇與使用、操作的注意事項(xiàng)，或者單純描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)內(nèi)容形成融合。

（2）大多數(shù)參賽選手對(duì)“活動(dòng)與探究”欄目中三個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置意圖不明確。體現(xiàn)在沒有領(lǐng)會(huì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的邏輯線索，特別的對(duì)于為何開展實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的意圖多數(shù)不明確，或出現(xiàn)認(rèn)識(shí)偏差，因此不能有效地幫助學(xué)生依據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過分析、推理、概括建立中和反應(yīng)概念。

（3）部分選手在教學(xué)素材選擇方面，超出了學(xué)生的接受實(shí)際。如通過溶液pH的變化與滴加稀鹽酸的曲線圖，分析鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的酸堿性變化。

（4）部分選手在演示實(shí)驗(yàn)之前，沒有引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)教學(xué)目的，引導(dǎo)學(xué)生明確觀察的關(guān)鍵點(diǎn)。

2. 實(shí)驗(yàn)操作技能方面

（1）不規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

滴管使用后平放于桌上，或拿滴管的姿勢錯(cuò)誤；利用蒸發(fā)皿加熱時(shí)墊上石棉網(wǎng)并進(jìn)行預(yù)熱；玻璃棒攪拌時(shí)持續(xù)碰到燒杯壁； 將溫度計(jì)碰到燒杯壁進(jìn)行讀數(shù)；在振蕩試管或燒杯中的溶液時(shí)使用的是手臂，而不是手腕，動(dòng)作僵硬等。

（2）實(shí)驗(yàn)技巧方面

絕大部分的選手在“用膠頭滴管吸取鹽酸，逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，邊滴邊用玻棒攪拌”，為獲得“燒杯中的溶液恰好變成無色”這一現(xiàn)象，在滴加鹽酸的過程中“小心翼翼”。而此次比賽所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液的摩爾濃度都是1mol/L。如此 “小心翼翼”的滴加，耗時(shí)過多。（甚至出現(xiàn)了懷疑）如果能夠養(yǎng)成觀察溶液標(biāo)簽濃度的意識(shí)，同時(shí)對(duì)教材中“逐滴加入”進(jìn)行靈活處理，因并不要求定量滴定，只要獲得粗略的現(xiàn)象即可，因此，可以先快滴，甚至傾倒也行，溶液顏色變淡至接近“終點(diǎn)”時(shí)，改為膠頭滴管滴加。

有些選手為測量實(shí)驗(yàn)過程中的溫度變化，一手抓溫度計(jì)、一手抓玻璃棒，又要滴加鹽酸，當(dāng)時(shí)真想還有第三只手或手忙腳亂的。而有的選手則機(jī)智地將溫度計(jì)懸掛在鐵架臺(tái)上，從而能夠方便地持續(xù)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作。

觀看比賽暴露的這些現(xiàn)象，給了我很大的觸動(dòng)：據(jù)于初三化學(xué)教師的教學(xué)現(xiàn)狀——年年重復(fù)昨天的故事，實(shí)驗(yàn)技巧的研究意識(shí)淡化。然而，許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)要獲得順利開展，需要一定的實(shí)驗(yàn)技巧。

三、有效開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

1. 加強(qiáng)規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作

規(guī)范的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是獲得實(shí)驗(yàn)成功和安全進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的重要保證。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過教師的規(guī)范操作，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)提供鋪墊、支架。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、習(xí)慣作風(fēng)的培養(yǎng)、創(chuàng)造能力的提高，以及周密思考、認(rèn)真實(shí)踐、勤于探索等良好的個(gè)性特征的形成都將產(chǎn)生重大影響。

2. 加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的認(rèn)識(shí)

（1）化學(xué)教師應(yīng)形成較強(qiáng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)，認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生興趣、獲知感性認(rèn)識(shí)的源泉、幫助學(xué)生形成化學(xué)概念、理解化學(xué)基礎(chǔ)理論、掌握化學(xué)基本思想、基本方法，幫助學(xué)生發(fā)展思維能力和創(chuàng)新能力等的重要手段。

（2）將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)概念、原理的建立相聯(lián)系的實(shí)例分析

宏觀-微觀-符號(hào)三重表征是化學(xué)學(xué)科的思想方法。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段可獲得豐富的、生動(dòng)的宏觀事實(shí)的認(rèn)識(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步引導(dǎo)從原子分子的角度進(jìn)行實(shí)例分析，并將研究結(jié)果通過化學(xué)用語表達(dá)出來。

案例1：置換反應(yīng)概念的建立

通過實(shí)驗(yàn)探究獲得鋁、鐵與稀鹽酸 、稀硫酸反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生，鋁鐵溶解、溶液變色等為置換反應(yīng)的概念獲得了感性認(rèn)識(shí)；從分子原子的角度分析生成物化學(xué)式，即鋁溶解形成鋁離子與溶液中的氯離子形成氯化鋁，由于鋁+3價(jià)、氯-1價(jià)，因此一個(gè)鋁離子與三個(gè)氯離子形成AlCl3，氫的化合價(jià)為+1價(jià)，鋁的化合價(jià)為+3價(jià)，一個(gè)鋁能夠置換出三個(gè)氫原子。同理，鐵溶解成亞鐵離子，與硫酸根離子形成FeSO4；再引導(dǎo)學(xué)生從生成物物質(zhì)類別、怎么置換等角度關(guān)注置換反應(yīng)概念的形成過程，幫助學(xué)生形成按化合價(jià)置換的意識(shí)［2］，同時(shí)完成相關(guān)化學(xué)方程式的書寫。

3. 加強(qiáng)對(duì)教材欄目設(shè)計(jì)意圖的理解

深刻理解、準(zhǔn)確領(lǐng)會(huì)教材中設(shè)置這些實(shí)驗(yàn)的作用，能夠較準(zhǔn)確的把握“教什么”“怎么教”？有效發(fā)揮教材中［觀察與思考］［活動(dòng)與探究］欄目的功能。

案例2：中和反應(yīng)探究（滬教版下冊(cè)P48“活動(dòng)與探究”）

“活動(dòng)與探究”通過三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的開展，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷以下認(rèn)識(shí)過程，從而逐步獲得對(duì)中和反應(yīng)的全面認(rèn)識(shí)：酸與堿溶液混合有熱現(xiàn)象、堿的特性消失，說明混合能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果酸和堿的特性都消失了；酸和堿都參加了反應(yīng)，反應(yīng)后溶液中有新物質(zhì)（鹽）出現(xiàn)。從中和反應(yīng)概念的形成看，教學(xué)要注意幫助學(xué)生從以下三個(gè)方面全面認(rèn)識(shí)中和反應(yīng)：從宏觀上看，反應(yīng)物和生成物是什么？從微觀上看，反應(yīng)實(shí)質(zhì)是什么？從反應(yīng)的形式上看發(fā)生了怎樣的變化？

4. 加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演繹的研究

教材欄目功能的實(shí)現(xiàn)，依賴于科學(xué)施教。

（1）師生必須明確實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)

要認(rèn)真分析通過實(shí)驗(yàn)會(huì)給學(xué)生形成哪些知識(shí)，為了獲得這些知識(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察哪些現(xiàn)象，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)要給學(xué)生示范哪些基本操作、培養(yǎng)哪些方面的能力。即要從知識(shí)、現(xiàn)象、操作、能力四個(gè)方面去全面分析每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。例如： “中和反應(yīng)”的演示實(shí)驗(yàn)，可以從四方面進(jìn)行分析：

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①知識(shí)：中和反應(yīng)是酸和堿生成鹽和水、中和反應(yīng)放出熱量效應(yīng)、中和反應(yīng)的結(jié)果酸和堿的特性消失、中和反應(yīng)的物質(zhì)變化形式是復(fù)分解反應(yīng)。

②現(xiàn)象：氫氧化鈉溶液滴加酚酞試液，溶液變紅，往變紅的溶液中滴加鹽酸，溶液逐漸由紅色褪成無色，往無色溶液滴一滴氫氧化鈉，溶液由無色變成紅色；溫度計(jì)讀數(shù)升高；將少量溶液于蒸發(fā)皿中，加熱蒸干，有氯化鈉析出。

③操作：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、液體藥品的取用，膠頭滴管的使用、溫度計(jì)的使用、加熱蒸發(fā)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與記錄等技能。

④能力：觀察能力；思維能力，對(duì)有關(guān)中和反應(yīng)的3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反應(yīng)的概念。

研究表明，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣分為對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直覺興趣、操作興趣、探究興趣和概括興趣四種類型。學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，其觀察對(duì)象和重點(diǎn)往往是不相同的，容易忽視那些揭示事物本質(zhì)規(guī)律起關(guān)鍵作用的現(xiàn)象，從而影響了對(duì)知識(shí)的深刻理解和掌握。因此，在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，教師必須通過啟發(fā)式講授，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)，明確觀察的重點(diǎn)和步驟，把學(xué)生的興趣引向認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)規(guī)律，使學(xué)生全面、準(zhǔn)確地觀察與思維化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

（2）圍繞實(shí)驗(yàn)提出符合理性思維的問題

理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理的基礎(chǔ)上的思維方式。通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯分析得出結(jié)論，以揭示現(xiàn)象的本質(zhì)原因，培養(yǎng)學(xué)生據(jù)于證據(jù)的推理，發(fā)展學(xué)生的思維能力。實(shí)驗(yàn)3中學(xué)生觀察到有白色固體殘留，會(huì)脫口說出該白色固體為氯化鈉，若教師追問“如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)推理該白色固體是氯化鈉”？這是需要理性思維的。學(xué)生將依據(jù)實(shí)驗(yàn)分析氫氧化鈉和鹽酸混合的結(jié)果，酸堿的特性消失，說明氫氧化鈉不會(huì)有剩余則可排除氫氧化鈉、鹽酸因有揮發(fā)性經(jīng)過加熱蒸干則不會(huì)有殘留物、混合后酸和堿的特性消失說明H+和OH-結(jié)合成水，再根據(jù)化學(xué)變化規(guī)律推理殘留的白色固體為氫氧化鈉。

（3）重視實(shí)驗(yàn)后的歸納與整合

整合環(huán)節(jié)對(duì)教學(xué)效果有很大的影響。在完成主要學(xué)習(xí)任務(wù)后引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行回憶、分析、整合，能擴(kuò)展學(xué)習(xí)結(jié)果，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的體驗(yàn)，使學(xué)生的邏輯的體驗(yàn)從朦朧狀態(tài)變成自覺狀態(tài) 、更加清晰，更加深刻，更加主動(dòng)的學(xué)習(xí)，并在適當(dāng)?shù)碾A段進(jìn)一步升華。

案例3：金屬活動(dòng)性探究（滬教版P196“活動(dòng)與探究”）

探究活動(dòng)后，需要進(jìn)行全面的概括整合活動(dòng)。歸納不僅要對(duì)核心知識(shí)進(jìn)行歸納，而且要對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的核心技能和思想方法進(jìn)行歸納。

核心知識(shí)歸納：不同金屬的活動(dòng)順序。

核心技能歸納：固體、液體藥品的取用。

核心思想方法：控制變量法；比較金屬活動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)思路。

參考文獻(xiàn)

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