關(guān)注中學(xué)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)適時(shí)整合的幾種有效模式

摘 要：在開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)重視探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的適時(shí)整合，本文從儀器不同組裝，實(shí)驗(yàn)與習(xí)題整合以及定性與定量整合三種有效模式探討了如何對(duì)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合的教學(xué)方法和策略

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)適時(shí)整合；自主探究實(shí)驗(yàn)；中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、 問(wèn)題的提出

通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自主獲得相關(guān)知識(shí)的教學(xué)策略越來(lái)越多地得到教師們的認(rèn)可；通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的假設(shè)、驗(yàn)證和反思可以讓學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)有更深刻的理解和體會(huì)，同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，在探究過(guò)程鼓勵(lì)學(xué)生大膽假設(shè)和引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)探究精神，這樣可以有效提高學(xué)生的總體化學(xué)知識(shí)水平。但在教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)有許多精彩的探究實(shí)驗(yàn)案例，由于沒(méi)有進(jìn)行適時(shí)有效整合，當(dāng)時(shí)給教師和專(zhuān)家們雖留下一種眼前一亮的感受，卻沒(méi)有在學(xué)生中產(chǎn)生重大的影響和收獲，也只能有種雁過(guò)留聲的印象。通過(guò)研究分析，這些精彩的個(gè)例往往都帶有較強(qiáng)的趣味性和偶然性，在課堂教學(xué)中能靈活運(yùn)用的操作性和重復(fù)性都不多，無(wú)法在學(xué)生的腦海里形成較深刻的印象。如果能適時(shí)對(duì)一些有價(jià)值的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，就能讓學(xué)生通過(guò)相關(guān)操作與不同呈現(xiàn)方式的比較，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，自主地對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理和構(gòu)建，在潛移默化中獲得理性的升華。本文結(jié)合研究實(shí)踐，談?wù)勚袑W(xué)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行整合的幾種有效模式。

二、 中學(xué)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)適時(shí)整合的幾種有效模式

1. 通過(guò)儀器裝置的改裝，讓學(xué)生舉一反三，培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)放性思維

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，有一些比較成熟而優(yōu)秀的探究實(shí)例，如制氫氣的簡(jiǎn)易裝置、噴泉實(shí)驗(yàn)、原電池實(shí)驗(yàn)等，具有很好的趣味性和可操作性，從理論上都可以很好地驗(yàn)證課本上的知識(shí)，但無(wú)法檢驗(yàn)學(xué)生能否學(xué)以致用，對(duì)知識(shí)能否融會(huì)貫通。如果通過(guò)儀器的改裝，讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)來(lái)感悟和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，就會(huì)達(dá)到意想不到的效果。如實(shí)驗(yàn)中“隨關(guān)隨?！钡难b置，可以通過(guò)以下內(nèi)容進(jìn)行必要整合。

設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)要注意安全、無(wú)污染、現(xiàn)象明顯。根據(jù)啟普發(fā)生器原理，可用底部有小孔的試管制簡(jiǎn)易的氣體發(fā)生器（如圖1）。若關(guān)閉K，不能使反應(yīng)停止，可將試管從燒杯中取出（會(huì)有部分氣體逸散）。利用同樣原理，可以讓學(xué)生嘗試使用圖2的裝置進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)止水夾夾住后，U形管的氣體無(wú)法散逸出來(lái)，產(chǎn)生的氣壓將液體與反應(yīng)物固體分離而使反應(yīng)停止。

打開(kāi)止水夾后，氣體散逸，管內(nèi)氣壓下降，液面上升與反應(yīng)物接觸又開(kāi)始反應(yīng)，以此達(dá)到“隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨?！钡男Ч?。通過(guò)整合比較和分析，讓學(xué)生明白其中的原理，同時(shí)編制相關(guān)習(xí)題進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)檢驗(yàn)，如

【例1】 若用圖3裝置制取CO2氣體，而實(shí)驗(yàn)室只有稀硫酸、濃硝酸、水、塊狀純堿、塊狀大理石，比較合理的方案應(yīng)選用的藥品是 。

通過(guò)以上習(xí)題的分析和比較，讓學(xué)生利用課外時(shí)間進(jìn)行探究比較，就能讓學(xué)生學(xué)會(huì)從多角度分析和利用儀器，從而使他們的思維方式發(fā)生根本變化，懂得一器多用，破損的試管也能發(fā)揮出特有的功能，從而增強(qiáng)了探究實(shí)驗(yàn)的趣味性。同理，在噴泉實(shí)驗(yàn)中，我們采用不同的藥品，封閉式與開(kāi)放式，直立式與倒立式的比較取得了較好的效果（圖4）。

2. 巧妙構(gòu)建知識(shí)呈現(xiàn)順序，讓探究實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)習(xí)題有效整合在一起

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究能使學(xué)生已有的知識(shí)和基本技能得到加強(qiáng)，特別是能給予中等或中等以下的學(xué)生更多的機(jī)會(huì)，使他們易于掌握知識(shí)和熱愛(ài)學(xué)習(xí)。因此教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)時(shí)，要明確某一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是針對(duì)哪一層次學(xué)生而提出的，在課堂教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握程度，隨時(shí)改變提問(wèn)方式，推動(dòng)各層次學(xué)生積極地回答。如在探究習(xí)題中，

【例2】 為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖5所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體，E為一個(gè)空的蒸餾燒瓶，F(xiàn)是用于鼓入空氣的雙連打氣球。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先排盡其中的空氣。其中第一步實(shí)驗(yàn)操作為 。如何確定E中空氣已被趕盡： 。

（2）如何證明E中收集到的是NO而不是H2： ；一段時(shí)間后，C中白色沉淀溶解，其原因是 。

（3）裝置D的作用是 。

通過(guò)由簡(jiǎn)單到深入的引導(dǎo)分析，學(xué)生不但可以很好地解決相關(guān)難點(diǎn)，而且能通過(guò)不同層次的問(wèn)題設(shè)置，逐步理解實(shí)驗(yàn)中如何通過(guò)制備CO2來(lái)趕出裝置中的空氣，讓銅與稀硝酸反應(yīng)；接著，如何才能觀察到無(wú)色的一氧化氮?dú)怏w被氧化為紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，以及如何處理有毒的尾氣等，讓實(shí)驗(yàn)與探究相結(jié)合，達(dá)到學(xué)以致用的目的?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)開(kāi)放的、有序的系統(tǒng)，恰當(dāng)?shù)?、合理的知識(shí)呈現(xiàn)順序往往能環(huán)環(huán)相扣，層層推進(jìn)，產(chǎn)生一定的遞進(jìn)性，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。這就需要教師在指導(dǎo)時(shí)，能適時(shí)結(jié)合自己學(xué)生的實(shí)際情況，改變一下相關(guān)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，一步步為學(xué)生搭設(shè)思考的臺(tái)階，使之更貼近本班學(xué)生的實(shí)際和他們已有的生活經(jīng)驗(yàn)，這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又可以引領(lǐng)學(xué)生樂(lè)于接受所學(xué)知識(shí)，從而使教學(xué)事半功倍。

3. 通過(guò)手持?jǐn)?shù)字化技術(shù)優(yōu)化探究點(diǎn)，使定性與定量實(shí)驗(yàn)得到有效整合

手持?jǐn)?shù)字化技術(shù)是剛引進(jìn)課堂教學(xué)的先進(jìn)技術(shù)，可以讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)采集，將抽象的問(wèn)題以圖象等直觀形式呈現(xiàn)出來(lái)，這樣不但可以讓學(xué)生更好地突破教學(xué)難點(diǎn)，更重要的是讓學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐感受新技術(shù)的魅力，以此激發(fā)他們繼續(xù)探究的動(dòng)力。如本人在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展《探究影響醋酸電離平衡的因素》探究案例中，先讓學(xué)習(xí)小組成員通過(guò)查閱資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，先讓他們了解電導(dǎo)率等有關(guān)的課外知識(shí)，提前熟悉相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，先模仿他人如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，然后大膽進(jìn)行嘗試，充分利用本校數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)室的條件開(kāi)展探究（如圖6）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：醋酸是弱電解質(zhì)，存在著電離平衡，弱電解質(zhì)的電離是個(gè)吸熱過(guò)程。利用數(shù)字傳感器將醋酸的電離過(guò)程細(xì)化，可以看出溫度是先下降，而后又升，通過(guò)數(shù)據(jù)處理分析，更加深刻地理解和掌握有關(guān)電離平衡的相關(guān)知識(shí)。在探究中讓學(xué)生明白真實(shí)環(huán)境與理論的差距，學(xué)會(huì)如何觀察思考，今后應(yīng)如何改進(jìn)，提升自己的思維發(fā)展空間。

總之，在探究實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)過(guò)程中如果能關(guān)注對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行必要的適時(shí)整合，就能使探究實(shí)驗(yàn)的價(jià)值得到充分的提升，從而能讓我們的學(xué)生獲取更大的收益，使他們主動(dòng)探究的熱情更加強(qiáng)烈，才能真正感受到探究得到的樂(lè)趣。

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作者簡(jiǎn)介：林捷，福建省建甌一中。endprint