基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展綜合實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)踐與探索

黃清輝 潘祥泰 張賢金 吳新建

摘要：將化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與綜合實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，有利于提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生通過綜合實(shí)踐活動(dòng)，將教材知識(shí)與實(shí)踐技能進(jìn)行有效融合，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的創(chuàng)新能力等有著十分重要的意義。文章從實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)屬性、實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等維度就高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中如何開展綜合實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行探討與剖析。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)操作;實(shí)驗(yàn)屬性;實(shí)驗(yàn)特點(diǎn);實(shí)驗(yàn)原理;實(shí)驗(yàn)方案;綜合實(shí)踐活動(dòng)

文章編號(hào)：1008-0546（2020） 04-0084-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.04.021

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，開展多樣化的實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)“知、情、意、行”的統(tǒng)一[1]。在化學(xué)課堂教學(xué)中，教師組織學(xué)生開展內(nèi)容豐富、形式多樣的各類綜合實(shí)踐活動(dòng)，有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深度理解和強(qiáng)化記憶程度。良好的綜合實(shí)踐活動(dòng)，能夠有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。我們知道，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)學(xué)科中占據(jù)了相當(dāng)大的比重，因此，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與綜合實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行深度融合，有利于提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生通過開展綜合實(shí)踐活動(dòng)，將教材知識(shí)與實(shí)踐技能進(jìn)行有機(jī)整合[2]，突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能與價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，發(fā)展學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以高中化學(xué)教學(xué)為例，對(duì)如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展相關(guān)綜合實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，進(jìn)行了探討和剖析。

一、基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，開展小組競賽活動(dòng)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，具有很強(qiáng)的操作性，這種操作對(duì)步驟的順序、規(guī)范、藥品、用具等等都有著十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?。在?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以充分利用這一特點(diǎn)，組織學(xué)生開展以實(shí)驗(yàn)操作為基礎(chǔ)的小組競賽活動(dòng)，促使學(xué)生利用綜合實(shí)踐這一活動(dòng)形式，在相互競賽的環(huán)境下，加強(qiáng)自身對(duì)某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熟練操作、掌握程度，從而幫助學(xué)生加深對(duì)化學(xué)有關(guān)知識(shí)更深層次的認(rèn)知和理解。

[案例1]在配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的教學(xué)中，為了讓大家對(duì)溶液配制實(shí)驗(yàn)有更直觀的感受和體驗(yàn)，教師可以組織學(xué)生分小組開展配制200mLl.Omol.L_-1氯化鈉溶液競賽活動(dòng)。教師從以下幾個(gè)方面評(píng)價(jià)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量：①實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，天平是否調(diào)平衡？容量瓶是否洗滌？②稱量氯化鈉時(shí)，是否有用干凈的濾紙盛放？③稱量好的氯化鈉是否倒入燒杯中溶解？溶解的過程中，玻璃棒是否接觸到燒杯內(nèi)壁與底部？④轉(zhuǎn)移溶液中，是否有洗滌燒杯2-3次，同時(shí)洗滌液是否用玻璃棒引流到容量瓶？⑤引流的過程中，玻璃棒的底端是否在刻度線以下，且玻璃棒其它部分是否與容量瓶接觸？⑥定容時(shí)，離刻度線l-2cm是否改用膠頭滴管滴加？視線是否與凹液面最低處相切？⑦配好后，是否將溶液倒人試劑瓶，并貼上標(biāo)簽（注明配制時(shí)間、溶液名稱及濃度等信息）？⑧整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作順序是否正確？等等，通過開展類似實(shí)驗(yàn)操作競賽活動(dòng)，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ龠M(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深度理解。

二、基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)屬性，組織學(xué)生開展探究活動(dòng)

關(guān)于開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的綜合實(shí)踐活動(dòng)，我們可以根據(jù)每一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)其本身特有的屬性，在課堂教學(xué)之余，組織學(xué)生們按照實(shí)驗(yàn)的思路和內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)際的探究性活動(dòng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)雖然是一種對(duì)化學(xué)知識(shí)十分直觀的演示教學(xué)，然而并不代表著學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)就能將抽象的化學(xué)知識(shí)完全理解和內(nèi)化。只有運(yùn)用這種實(shí)際的探究性活動(dòng)，讓學(xué)生們自己去對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證、分析等，才能促使學(xué)生們在真正意義上將化學(xué)知識(shí)由感性升華為理性，從抽象變得具體而生動(dòng)，從而成為符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、身心特點(diǎn)的有益信息。

[案例2]在金屬鈉的性質(zhì)教學(xué)中，為了探究鈉與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)的原理，組織學(xué)生分組討論：燃燒的鈉投入到二氧化碳?xì)怏w中，到底生成的固體是氧化鈉還是碳酸鈉，還是兩者都有？學(xué)生經(jīng)過討論后，有的小組認(rèn)為鈉與鎂的化學(xué)性質(zhì)相似，與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鈉;而有的小組認(rèn)為第一小組錯(cuò)誤，因?yàn)槎趸紩?huì)與氧化鈉繼續(xù)反應(yīng)生成碳酸鈉;而有的小組認(rèn)為產(chǎn)物可能是碳酸鈉或者碳酸鈉與氧化鈉混合物，這主要取決于鈉與二氧化碳之間量的關(guān)系。學(xué)生經(jīng)過激烈的討論后，更多的學(xué)生贊同最后一種觀點(diǎn)，于是，教師組織學(xué)生討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后實(shí)驗(yàn)探究以驗(yàn)證第三組的觀點(diǎn)是否正確。通過組織學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)探究，明確化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，在探究的過程中，培養(yǎng)學(xué)生理性分析的良好習(xí)慣，提升主動(dòng)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的能力。

三、基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于如何開展相應(yīng)的綜合實(shí)踐活動(dòng)，教師還可以積極鼓勵(lì)學(xué)生抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)以及其流程、操作方式等，自主地對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、步驟、操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要注意：一是實(shí)驗(yàn)方案是否可行;二是實(shí)驗(yàn)順序是否科學(xué);三是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否直觀;四是實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否準(zhǔn)確。同時(shí)在保證安全的前提下，這一探究性的綜合實(shí)踐形式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，促使學(xué)生們能夠通過實(shí)驗(yàn)自主探索和分析，對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生更加全面、透徹、理性的認(rèn)知。當(dāng)然，學(xué)生還可以在原有的化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上，得以拓展和加強(qiáng)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)踐二者結(jié)合的價(jià)值得到很好體現(xiàn)。

[案例3]在非金屬性教學(xué)中，教師組織學(xué)生討論氯、碳、硅元素非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)方案。有的學(xué)生認(rèn)為可以按照如圖l完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，他的依據(jù)是利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，即①為鹽酸，②為碳酸鈉，③為硅酸鈉溶液，即鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)得到碳酸（分解產(chǎn)生二氧化碳），碳酸與硅酸鈉反應(yīng)得到硅酸。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)存在缺陷：非金屬性強(qiáng)弱必須是最高價(jià)含氧酸的酸性，同時(shí)鹽酸具有揮發(fā)性，故不能選擇鹽酸，而應(yīng)選擇高氯酸。有的學(xué)生認(rèn)為可以通過測高氯酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉溶液的pH，他的依據(jù)是比較最高價(jià)含氧酸的酸性，酸性越強(qiáng)對(duì)應(yīng)的鹽水解就越弱，堿性就越弱。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，也很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)存在缺陷：應(yīng)該是同濃度的鹽溶液。

四、基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)中，充分結(jié)合某一項(xiàng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，能夠有效引導(dǎo)學(xué)生據(jù)此展開某些特定的綜合實(shí)踐活動(dòng)，如利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，解決某些現(xiàn)實(shí)中遇到的實(shí)際問題或現(xiàn)象等[3]。而學(xué)生們通過對(duì)所學(xué)化學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，能夠進(jìn)一步熟悉所研究物質(zhì)的基本性質(zhì)、特性等，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生在日常生活中的化學(xué)思維習(xí)慣和意識(shí)，并發(fā)揚(yáng)化學(xué)知識(shí)其本身的價(jià)值，從而促使學(xué)生做到對(duì)化學(xué)學(xué)以致用的良好習(xí)慣和能力。

[案例4]在研究干紅葡萄酒中SO²的性質(zhì)教學(xué)中，教師組織學(xué)生討論自釀葡萄酒會(huì)有哪些危害？如何預(yù)防這些危害？學(xué)生經(jīng)過討論得到白釀葡萄酒中存在以下危害：一是白釀葡萄酒容易滋生霉菌;二是白釀葡萄酒的容器易發(fā)生化學(xué)反應(yīng);三是白釀葡萄酒的糖分過多危害健康;四是白釀葡萄酒發(fā)酵時(shí)間、溫度無法控制等等。而對(duì)比T廠生產(chǎn)的葡萄酒，發(fā)現(xiàn)工廠生產(chǎn)的葡萄酒中直接加入二氧化硫或加入亞硫酸水溶液或偏重亞硫酸鉀（K²S²0⁵）固體，通過組織學(xué)生查閱資料得出SO²在葡萄酒中的主要作用有：①作抑菌劑，防止和減緩無益微生物的繁殖;②凈化發(fā)酵基質(zhì)，提高葡萄酒酒度;③抑制氧化酶的作用，防止褐變現(xiàn)象，香氣損失，苦味和青草味的產(chǎn)生;④可溶解葡萄細(xì)胞加速酚類物質(zhì)和顏色的提取，增加色度;⑤提高有機(jī)酸含量;降低揮發(fā)酸含量;⑥改善葡萄酒的味感質(zhì)量——緩和霉味、泥土味、醋味和氧化味等，保持果香味，所以科學(xué)釀酒加s0²等輔料是必須的，但是加入SO²的量需要嚴(yán)格控制。

五、基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造

化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是豐富而多彩的，具有很強(qiáng)的挖掘性和探究性，我們在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)積極要求學(xué)生在此過程中，做到仔細(xì)地觀察、探究、想象等等一系列的思想活動(dòng)，充分感受化學(xué)知識(shí)的魅力和潛力[4]。并且，在此之余，指導(dǎo)學(xué)生充分將這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行挖掘和探究，聯(lián)系生活實(shí)際，發(fā)揮想象，進(jìn)行相關(guān)的發(fā)明創(chuàng)造，從而使綜合實(shí)踐活動(dòng)得以在實(shí)驗(yàn)中順利地展開。

[案例5]在中和熱的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)存在對(duì)于裝置的要求較高的缺點(diǎn)（圖2），所以教師引導(dǎo)學(xué)生將儀器進(jìn)行改進(jìn)。首先，學(xué)生聯(lián)想到可以用玻璃杯代替保溫瓶，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)玻璃易碎，保溫效果也不太理想;這又一次激發(fā)學(xué)生改進(jìn)的動(dòng)力，想到平時(shí)大家裝水時(shí)習(xí)慣用兩個(gè)紙杯疊在一起，就不會(huì)燙手，說明這樣可以隔熱，套上外殼便于保存和抓握等，這是第一次改進(jìn)的思路（圖3）;但是，發(fā)現(xiàn)測量的數(shù)據(jù)誤差還是較大，效果還不夠理想，因此教師又一次引導(dǎo)學(xué)生在兩個(gè)紙杯外面加了海綿進(jìn)一步隔熱，減少熱量的散失，這是第二次改進(jìn)的思路（圖4）。經(jīng)過改良后的裝置結(jié)構(gòu)具有簡潔小巧、操作方便、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)借助手持技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)效率和精確性[5]。

總而言之，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開展綜合實(shí)踐活動(dòng)的方式、形式是多種多樣的，我們只有善于抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)的真正內(nèi)涵，才能對(duì)課堂的相關(guān)教學(xué)作出正確而適當(dāng)?shù)倪x擇。

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