神奇性·整體性·體驗(yàn)性·創(chuàng)造性——談化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化課堂教學(xué)的作用

李宏春 徐玲玲

（浙江省臺(tái)州中學(xué) 浙江 臨海 317000）

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，著名化學(xué)家戴安邦先生曾講過(guò)：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全面實(shí)施化學(xué)教育的一種最有效的形式?！被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中有著極其重要的作用，同時(shí)它又是新課程倡導(dǎo)的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式。利用化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考，幫助學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)形成化學(xué)概念、理解化學(xué)基礎(chǔ)理論，幫助學(xué)生發(fā)展思維能力和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能以外，同時(shí)在課堂中還培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。因而，應(yīng)把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精心策劃并與課堂教學(xué)有機(jī)地融合，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的功效，讓課堂教學(xué)展示化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特魅力。以下是筆者的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例與思考。

一、實(shí)驗(yàn)讓課堂富有神奇性

德國(guó)教育家第斯多惠說(shuō)過(guò)：“教育的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于激勵(lì)，喚醒，鼓舞。”“未成曲調(diào)先有情”是新課導(dǎo)入的最高境界。組織課堂的開端充滿懸念定能夠讓學(xué)生充分感受化學(xué)的神奇從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地激發(fā)他們對(duì)化學(xué)的探索精神，充分體驗(yàn)神奇的化學(xué)世界。

［案例1］蘇教版《化學(xué)1》專題2第二單元“鈉及其化合物”

教師：俗語(yǔ)說(shuō)：“水火不相容”，今天我要演示一個(gè)滴水生火的實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生：一臉的期待……

教師：將滴管中的水滴到暗藏在酒精燈燈芯處的鈉，酒精燈燃了。

該實(shí)驗(yàn)打破學(xué)生原有的認(rèn)知，把“水火不相融”與“滴水生火”形成強(qiáng)烈反差。學(xué)生迅速進(jìn)入濃厚的化學(xué)氛圍，激發(fā)起對(duì)這節(jié)課學(xué)習(xí)的欲望。 “萬(wàn)事貴乎始”，在探究式教學(xué)中，如果有一個(gè)精彩、扣人心弦的引入，必將激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)探究的渴望！課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)只要進(jìn)行有效挖掘，巧妙設(shè)計(jì)，亮點(diǎn)無(wú)處不在。比如氨氣這一性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容，常規(guī)地介紹一下氨氣的基本情況，很難激發(fā)學(xué)生對(duì)氨氣知識(shí)的探究興趣，如果展示一朵事先噴灑了酚酞的白色絹花，隨后把白色絹花放入一瓶無(wú)色的未知?dú)怏w中，由于白色絹花立即變紅，定能引起學(xué)生的驚訝和好奇。結(jié)果課堂不僅像魔術(shù)般吸引學(xué)生眼球，而且激發(fā)了學(xué)生的心靈之眼——理性的科學(xué)思維相伴而生。

二、實(shí)驗(yàn)讓課堂富有整體性

教學(xué)目標(biāo)既要完成本位性的任務(wù)，也要發(fā)揮整體性的作用。同一層次目標(biāo)間也是緊密聯(lián)系的，必須考慮到目標(biāo)體系的橫向和縱向聯(lián)系，構(gòu)成上下貫通、有機(jī)聯(lián)系的完整體系。將物質(zhì)的分離與提純作為《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》的第一專題，既為了體現(xiàn)其重要性，也為了使學(xué)生能夠在后續(xù)的課題學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加強(qiáng)物質(zhì)的分離與提純過(guò)程中涉及的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能。但由于受到學(xué)校條件和一節(jié)課時(shí)間共同的限制，如果按照書本的要求，在課堂中很難完成實(shí)驗(yàn)操作本位性和完成目標(biāo)知識(shí)的整體性的要求。所以大部分老師毅然拋開實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行純理論講授，但效果可想而知?；谶@點(diǎn)，我們把教材中的實(shí)驗(yàn)加以重新精心設(shè)計(jì)，為自己的教學(xué)點(diǎn)燃一盞明亮的導(dǎo)航燈，以實(shí)驗(yàn)為載體，搭臺(tái)鋪路，使課堂既能讓學(xué)生感受到化學(xué)的魅力，又能更好地把握住整體的要求。

［案例2］蘇教版《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》專題1課題3“硝酸鉀晶體的制備”

課前準(zhǔn)備：混有泥沙的硝酸鉀、熱水、普通過(guò)濾裝置、熱過(guò)濾裝置、減壓過(guò)濾裝置、手動(dòng)抽氣泵

教師：KNO3和泥沙混合物，如何分離？

學(xué)生：過(guò)濾（普通過(guò)濾）。

學(xué)生補(bǔ)充：溶解（看到實(shí)物想起）。

實(shí)驗(yàn)：溶解（為了加快溶解，采用熱水，其實(shí)為引出下面知識(shí)作鋪墊）；過(guò)濾

現(xiàn)象：濾紙上、玻棒上有白色晶體析出，并且過(guò)濾速度很慢

學(xué)生：①白色晶體是什么？

②為什么有KNO3析出？

③如何改進(jìn)？

效果：感官上的刺激，加深了對(duì)溶解度在制備中應(yīng)用的理解，同時(shí)引出熱過(guò)濾。

實(shí)驗(yàn)：熱過(guò)濾

思考：如何從剛才過(guò)濾所得的熱濾液中結(jié)晶出KNO3晶體？

熱的KNO3溶液降溫速度不同，析出晶體顆粒大小是否相同？

假如降溫后得到KNO3的過(guò)飽和溶液還不析出晶體怎么辦？

析出KNO3晶體和母液如何分離？如何快速分離？ 引出介紹減壓過(guò)濾。

實(shí)驗(yàn)：減壓過(guò)濾（考慮到課堂的實(shí)際情況，抽氣泵改為手動(dòng)抽氣泵，讓學(xué)生上臺(tái)演示，積極性很高。）

……

以實(shí)驗(yàn)提純硝酸鉀過(guò)程這一主線，以線穿珠既對(duì)溶解、過(guò)濾、結(jié)晶等常用的實(shí)驗(yàn)操作復(fù)習(xí)鞏固，又自然而然地學(xué)習(xí)并應(yīng)用了減壓過(guò)濾、熱過(guò)濾的實(shí)驗(yàn)方法。接著以硝酸鈉和氯化鉀為原料，將硝酸鉀從混合物中提取出來(lái)的知識(shí)不攻自破。把本節(jié)課的核心思想體現(xiàn)得淋漓盡致，又減輕學(xué)生記憶負(fù)擔(dān)，加深對(duì)知識(shí)的理解功能，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的邏輯思維能力。

三、實(shí)驗(yàn)讓課堂富有體驗(yàn)性

有句美國(guó)諺語(yǔ)是：告訴我，我會(huì)忘記；做給我看，我會(huì)記得；讓我親手做，我才懂。學(xué)生是教學(xué)的主體，教學(xué)中要求“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”的題材盡可能給學(xué)生提供較多的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，才能引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)參與到化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中來(lái)。親身體驗(yàn)，才會(huì)引起學(xué)生對(duì)探索的興趣和欲望，親身體驗(yàn)，課堂中的學(xué)生才會(huì)樂(lè)于思考，樂(lè)于探究，享受成功的快樂(lè)。學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是內(nèi)在心里的變化，教育的真正目標(biāo)不是具體的行為變化，而是內(nèi)在的感受或能力的變化。這也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展方向和真正目的。

［案例3］蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》專題5第二單元“氨基酸”

關(guān)于氨基酸的教學(xué)，重點(diǎn)放在其性質(zhì)的學(xué)習(xí)上。因缺少直觀認(rèn)識(shí)，其中學(xué)生對(duì)其性質(zhì)是被動(dòng)接受，特別是對(duì)不同的氨基酸可以通過(guò)控制溶液的pH分離它們很難理解。為了讓這個(gè)難點(diǎn)不攻自破，設(shè)計(jì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

課前準(zhǔn)備：

1．儀器：試管若干、膠頭滴管、藥匙。

2．藥品：味精、蒸餾水、鹽酸（體積比 1∶2）、氫氧化鈉溶液。

教師：你知道味精的化學(xué)成分嗎？

展示資料：谷氨酸的一元鈉鹽

追問(wèn)：如何從飽和的味精水溶液中獲得谷氨酸？猜測(cè)溶液會(huì)有何現(xiàn)象？

學(xué)生：加入鹽酸，會(huì)有沉淀產(chǎn)生。

分組實(shí)驗(yàn)：（1）取約2mL飽和味精水溶液于試管中，滴加約1mL濃度為2mol·L－1的鹽酸，分裝于兩支試管中，振蕩，靜置，仔細(xì)觀察，記錄現(xiàn)象。

（2）向其中一支獲得谷氨酸的試管中滴加約1mL濃度為 2mol·L－1的鹽酸，振蕩，觀察，記錄現(xiàn)象。

（3）向另一支獲得谷氨酸的試管中滴加約1mL濃度為 2mol·L－1的 NaOH 溶液，振蕩，觀察，記錄現(xiàn)象。

教師：根據(jù)現(xiàn)象能得出什么結(jié)論？

學(xué)生：氨基酸具有兩性。

教師：分析兩性的原因。

學(xué)生：書寫離子方程式。

教師：氨基酸分子中氨基和羧基也可相互作用，引出內(nèi)鹽概念。

……

本實(shí)驗(yàn)中的味精來(lái)源于生活，可強(qiáng)烈地激發(fā)學(xué)生的探究欲望，補(bǔ)充這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，貼近學(xué)生的認(rèn)知水平，講究“引”法，加鹽酸析出的那一刻，增強(qiáng)學(xué)生理解不同的氨基酸可以通過(guò)控制溶液的pH分離它們，同時(shí)直觀地讓學(xué)生感受到氨基酸具有兩性的事實(shí)，充分體現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)的“自主·合作·探究”教學(xué)理念，把設(shè)問(wèn)、質(zhì)疑和釋疑貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的始終，自身體驗(yàn)，讓學(xué)生由大疑產(chǎn)生大悟的效果。

四、實(shí)驗(yàn)讓課堂富有創(chuàng)造性

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂?！被瘜W(xué)作為一門不斷創(chuàng)造新物質(zhì)以造福人類的科學(xué)，也是化學(xué)學(xué)科不同于其他學(xué)科的顯著特點(diǎn)之一。但在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)生一些副反應(yīng)，還會(huì)產(chǎn)生一些環(huán)境污染。因此新課程的化學(xué)實(shí)驗(yàn)越來(lái)越趨向小型化、微型化，這一方面是基于讓學(xué)生親身參與和體驗(yàn)的需要，另一方面也是節(jié)約資源、減少污染的需要。

［案例4］蘇教版必修2專題4第二單元含氮化合物“Cu和濃HNO3的反應(yīng)改進(jìn)”

課前準(zhǔn)備：5cm的銅絲、短的膠頭滴管、短試管、空滴瓶、濃硝酸、稀硝酸。

教師：銅與濃、稀硝酸反應(yīng)生成的氣體有毒，編書的專家、教授們愛(ài)護(hù)同學(xué)們，多次對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。今天我們能不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的，充分發(fā)揮想象力，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？

學(xué)生：激烈討論。

教師：綜合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

方案1：取下膠頭，將銅絲分別放入兩支滴管中，裝上膠頭。分別吸取2mL左右的濃、稀硝酸，產(chǎn)生的氣體把液體排出后，收集在滴管中。稀硝酸反應(yīng)較慢，待無(wú)色氣體將液體排出后，將氣體擠出滴管，用白紙作襯底觀察。展示實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。

師生評(píng)價(jià)：將氣體擠出滴管，還是會(huì)有污染。

方案2：空滴管中放置有銅絲，先吸兩滴管水，滴入空的滴瓶，再吸一滴管濃硝酸，看到滴管中有紅棕色生成，滴管中液面先下降后上升，硝酸稀釋成稀硝酸，繼續(xù)生成氣體，滴管內(nèi)氣體為無(wú)色，再提起滴管吸入一些空氣，滴管內(nèi)氣體無(wú)色變成紅棕色。

優(yōu)點(diǎn)：Cu和濃HNO3的反應(yīng)及Cu和稀HNO3的反應(yīng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，現(xiàn)象對(duì)比明顯，密封裝置更環(huán)保，如圖2。

在創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，教師要“道而弗牽，強(qiáng)而弗抑，開而弗達(dá)”（《禮記·學(xué)記》），挑起興奮點(diǎn)，激活思維；瞄準(zhǔn)求知點(diǎn)，發(fā)展思維。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)充分考慮到學(xué)生的存在，留給學(xué)生足夠的思維空間。比如我們?cè)谠O(shè)計(jì)中故意露出破綻，誘導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，并將學(xué)生的質(zhì)疑作為很好的課堂生成資源，激發(fā)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的熱情。課堂是隨時(shí)變化的，因此創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)是動(dòng)態(tài)性設(shè)計(jì)，應(yīng)留有根據(jù)具體的教學(xué)情境隨時(shí)調(diào)整的空間，特別應(yīng)抓住課堂上即時(shí)出現(xiàn)的亮點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以體現(xiàn)教師的教學(xué)智慧。

總之，對(duì)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效地挖掘、巧妙地設(shè)計(jì)、精心地構(gòu)思、大膽地創(chuàng)新，讓它成為課堂教學(xué)一個(gè)獨(dú)特的引入點(diǎn)、聯(lián)系點(diǎn)、激發(fā)點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)，才能充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)在課堂中的教學(xué)功能。然而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往是顯性的，“肉體之眼”可以觀察，但科學(xué)思維是隱性的，需要的是“心靈之眼”，教師應(yīng)當(dāng)明確實(shí)驗(yàn)需始終與理性的思維相伴。

［1］ 趙國(guó)忠．有效教學(xué)最需要什么［M］．南京：南京大學(xué)出版社，2010，（9）：57～63

［2］ 劉江田．問(wèn)題和問(wèn)題解決 ［M］．南京：江蘇教育出版社，2008，（12）：12～13

［3］ 李文育．讓化學(xué)課堂在動(dòng)態(tài)生成中煥發(fā)生命活力［J］．成才之路，2007，（35）：24～25