實(shí)踐育人：農(nóng)村初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化探究

單肖肖

（江蘇沛縣張莊中學(xué) 江蘇 徐州 221005）

新課標(biāo)要求化學(xué)教學(xué)的過(guò)程中要能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，并能在學(xué)習(xí)過(guò)程中幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感，為他們的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)［1］?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)知識(shí)和技能學(xué)習(xí)過(guò)程中不可缺失的重要環(huán)節(jié)。農(nóng)村初中實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)偏弱，化學(xué)課堂教學(xué)中，應(yīng)因地制宜、想方設(shè)法，盡可能為學(xué)生提供更多機(jī)會(huì)，讓學(xué)生經(jīng)歷化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)化學(xué)探究樂(lè)趣，感受化學(xué)學(xué)科魅力。

一、農(nóng)村初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

我們國(guó)家近年來(lái)發(fā)展迅速，對(duì)于教育發(fā)展有了新的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的教學(xué)工作也提出了更高的要求，鼓勵(lì)有條件的學(xué)校利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝備改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自小接觸更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)理念，能夠根據(jù)更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，得到更精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前農(nóng)村中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件仍然較弱，常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)多以教師演示為主，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的意識(shí)和能力不強(qiáng)，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)偏少，對(duì)化學(xué)認(rèn)識(shí)有限。甚至有不少學(xué)生受生活中化學(xué)負(fù)面消息的報(bào)道或傳聞的影響，對(duì)于化學(xué)多有誤解，對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的懼怕多于熱愛(ài)。

二、教學(xué)中化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化優(yōu)勢(shì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化，是在研究教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)思路的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)情，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和材料更貼近學(xué)生生活、更方便于課后實(shí)踐，是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)使其對(duì)學(xué)生更有吸引力的教學(xué)實(shí)踐探索?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)生活化，嘗試將相關(guān)實(shí)驗(yàn)的儀器及藥品替換為生活中易得之物，能有效鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，增加學(xué)生動(dòng)手和思考的機(jī)會(huì)，是推行素質(zhì)教育的有效途徑［2］。在尋找儀器及藥品的替代品時(shí)，能增加學(xué)生對(duì)周?chē)澜绲挠^察與思考，培養(yǎng)對(duì)物質(zhì)世界的想象力與審美情趣。當(dāng)化學(xué)學(xué)習(xí)與生活經(jīng)歷連通后，學(xué)生對(duì)于其所處客觀世界的好奇心及探究欲增強(qiáng)，就會(huì)不斷嘗試從化學(xué)的視角分析生活現(xiàn)象，有利于學(xué)生學(xué)以致用能力的提升。教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生因陋就簡(jiǎn)轉(zhuǎn)化替換、變廢為寶廢舊物品再利用，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感的有效手段。

歷史上有許多科學(xué)家，年少時(shí)生活拮據(jù)，沒(méi)接受過(guò)系統(tǒng)的科學(xué)教育，也少有專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，家里的各種瓶瓶罐罐就是他們的實(shí)驗(yàn)儀器，廚房、倉(cāng)庫(kù)就是他們的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，因著熱愛(ài)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、在嘗試中尋得靈感，最終創(chuàng)造了許多科學(xué)奇跡。我們的學(xué)生也可以在有趣的生活化實(shí)驗(yàn)中感悟科學(xué)，利用身邊的材料驗(yàn)證或探究化學(xué)知識(shí)和規(guī)律，通過(guò)不斷的動(dòng)手嘗試與思考，培養(yǎng)和提升完成簡(jiǎn)單化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力［3］。

三、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化的探究

這里以滬教版九年級(jí)化學(xué)教材為參考，對(duì)教材中的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生活化改進(jìn)，下文是對(duì)所有探究經(jīng)歷的整理與還原。

1.碳酸氫銨分解實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和過(guò)程體驗(yàn)

學(xué)生準(zhǔn)備：帶蓋的塑料杯、熱水、易拉罐、蠟燭、湯匙。

教師準(zhǔn)備：碳酸氫銨粉末。

過(guò)程體驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，帶蓋的塑料杯內(nèi)盛半杯熱水，將藥品放在塑料蓋中利用杯內(nèi)熱水加熱。這套裝置簡(jiǎn)單易得，能聞到氨氣氣味但短時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有觀察到固體明顯減少的現(xiàn)象，不能充分說(shuō)明發(fā)生了分解反應(yīng)。

圖1 帶蓋塑料杯加熱碳酸氫銨

實(shí)驗(yàn)再改進(jìn)2.將易拉罐底部剪下來(lái)代替塑料蓋，仍利用原來(lái)的杯子盛熱水加熱。很快就觀察到了固體減少，刺激性氣味明顯的現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)再改進(jìn)3.如圖2，利用蠟燭、湯匙實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們分組嘗試積極動(dòng)手，加熱后很快就觀察到固體減少，靠得較近的學(xué)生都聞到了刺激性的氣味。

圖2 蠟燭、湯匙加熱碳酸氫銨

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：學(xué)生討論交流后歸納出以下共識(shí)。（1）塑料與金屬的導(dǎo)熱性和材料穩(wěn)定性差異使溫度上升幅度受限制，盛藥品的容器要選取耐加熱、易導(dǎo)熱的材料。（2）實(shí)驗(yàn)條件不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有差異，要控制反應(yīng)條件盡量使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。（3）碳酸氫銨分解速率與溫度有關(guān)，溫度越高速率越快。（4）保存碳酸氫銨應(yīng)注意低溫密封。

教后反思：碳酸氫銨分解是滬教版教材給學(xué)生提供的第1個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，對(duì)學(xué)生很有吸引力，但由于科技發(fā)展，農(nóng)村生活中碳酸氫銨已逐漸被有機(jī)氮肥替代，農(nóng)村的商店已經(jīng)很少見(jiàn)有碳酸氫銨售賣(mài)了，現(xiàn)在的農(nóng)村初中學(xué)生對(duì)該化肥并不熟悉，所以實(shí)驗(yàn)藥品需要教師早做準(zhǔn)備，展示樣品，提供藥品。學(xué)生們的第一次實(shí)驗(yàn)嘗試既緊張又熱情，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不長(zhǎng)，但學(xué)生們既感受到了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，也體會(huì)到了化學(xué)探究需要靈活多樣的思維方式，需要細(xì)心耐心地觀察和思考。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與學(xué)生生活緊密聯(lián)系，也能讓學(xué)生切實(shí)感受到化學(xué)學(xué)科的魅力和價(jià)值——初中化學(xué)有趣有用不難學(xué)會(huì)。

2.小小吸水杯里的壓強(qiáng)大道理

學(xué)生準(zhǔn)備：吸水杯。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：請(qǐng)有吸水杯的同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示，先用手堵住吸水杯的進(jìn)氣口慢慢吸氣，觀察杯內(nèi)水的變化；再松開(kāi)進(jìn)氣口慢慢吸氣，觀察杯內(nèi)水的變化；然后慢慢吐氣，觀察杯內(nèi)水的變化，并總結(jié)分析所看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生明顯感覺(jué)到，堵住進(jìn)氣口是無(wú)法吸到水的，松開(kāi)進(jìn)氣口后，吸氣時(shí)能清晰看到水柱的形成、吐氣時(shí)能看到冒氣泡的現(xiàn)象。

教后反思：做紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)前邀請(qǐng)帶吸水杯的學(xué)生進(jìn)行表演，感悟密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)變化與液體倒吸的內(nèi)在聯(lián)系。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，讓知識(shí)的理解和傳達(dá)變得更順暢、更容易；學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)和生活確實(shí)是緊密聯(lián)系的，學(xué)好化學(xué)，從“化學(xué)眼睛”觀察生活現(xiàn)象可能會(huì)有更多感悟和發(fā)現(xiàn)。

3.面粉、葡萄糖、蔗糖燃燒改進(jìn)

學(xué)生準(zhǔn)備：面粉、白糖、啤酒瓶蓋、鐵片。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：學(xué)生用啤酒瓶蓋、鐵片作為加熱容器，小組合作完成實(shí)驗(yàn)。在瓶蓋或鐵片上點(diǎn)燃面粉、白糖后，學(xué)生認(rèn)真觀察了燃燒現(xiàn)象，積極討論了兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的異同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)：面粉可以直接燃燒，白糖則需要先熔化再燃燒，最后都會(huì)生成黑色物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：最后的黑色物質(zhì)為炭黑，面粉與白糖中都含有碳元素。

教后反思：實(shí)驗(yàn)生活化設(shè)計(jì)，材料越貼近學(xué)生生活越能有效與學(xué)生溝通，生活中最常見(jiàn)的材料也能點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。葡萄糖、砂糖、面粉的燃燒實(shí)驗(yàn)是滬教版九年級(jí)化學(xué)第1章第2節(jié)第15頁(yè)“活動(dòng)與探究”的內(nèi)容，不是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，但藥品、器材易得，實(shí)驗(yàn)中簡(jiǎn)單的點(diǎn)燃操作就能讓學(xué)生們大喊大叫、歡快激動(dòng)。學(xué)生們從簡(jiǎn)單的生活材料體驗(yàn)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味和奇妙，學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的激情由此而始。

4.雞蛋與食醋反應(yīng)

學(xué)生準(zhǔn)備：雞蛋、白醋、塑料杯、密封塑料杯。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用礦泉水瓶剪成杯狀盛放食醋（如圖3），另用密封塑料杯做對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如圖4）。將雞蛋放入食醋中?，F(xiàn)象非常明顯，可見(jiàn)大量氣泡，一節(jié)課的時(shí)間里可多次觀察到雞蛋在食醋里起起伏伏。留一周的觀察時(shí)間，安排學(xué)生記錄雞蛋的變化情況。能觀察到蛋殼被反應(yīng)掉后，雞蛋明顯變大了。有學(xué)生估計(jì)可能是沒(méi)有了硬殼的保護(hù)雞蛋膨脹了。滿(mǎn)一周后，安排學(xué)生將雞蛋沖干凈，提醒小心操作防止弄破，可以觀察到：雞蛋殼被反應(yīng)掉了，表面軟軟的，留有一層白色粉末。用作對(duì)比實(shí)驗(yàn)的密封塑料杯中的蛋殼反應(yīng)得更充分，全部被反應(yīng)干凈了，而其他敞口杯子內(nèi)雞蛋的上部均有未反應(yīng)的蛋殼。

圖3 雞蛋與食醋反應(yīng)

圖4 雞蛋與食醋密封反應(yīng)

學(xué)生總結(jié)：是密封裝置內(nèi)生成的二氧化碳增大了杯內(nèi)的壓強(qiáng)，將雞蛋都?jí)喝肓耸炒字校噪u蛋反應(yīng)完全。而其他雞蛋在反應(yīng)的最后都漂在了食醋上方，所以雞蛋上部均能看到有未反應(yīng)的蛋殼剩余。

教后反思：這個(gè)實(shí)驗(yàn)是滬教版教材第28頁(yè)第1章“本章作業(yè)”里第10題的家庭小實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單、安全，趣味性較強(qiáng)，學(xué)生回家都可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以收集到較多的對(duì)比素材。同學(xué)們相互對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在分析現(xiàn)象差距時(shí)很好地提升了他們的思維能力和分析能力，也為后續(xù)學(xué)習(xí)二氧化碳打下基礎(chǔ)。

5.鐵絲生銹實(shí)驗(yàn)的不完美改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)材料：一次性塑料水杯、帶蓋塑料飲料瓶、寬透明膠帶、鐵釘、食鹽水。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：學(xué)生用一次性水杯作反應(yīng)容器，將食鹽水浸泡過(guò)的鐵釘放在容器中，用透明膠帶將杯口粘住密封。靜置一段時(shí)間后能明顯看到鐵釘生銹，杯子受壓強(qiáng)影響有些變形。優(yōu)點(diǎn)是軟杯子比軟塑料瓶更常見(jiàn)，杯子口大易放入更多鐵釘?shù)确磻?yīng)物。

教后反思：本實(shí)驗(yàn)將鐵生銹裝置密封在軟塑料瓶中，通過(guò)瓶子變癟或膨脹來(lái)體現(xiàn)壓強(qiáng)變化。學(xué)生卻帶來(lái)了變數(shù)和驚喜——有學(xué)生用一次性水杯做實(shí)驗(yàn)，且對(duì)水杯的密封問(wèn)題提出了較簡(jiǎn)單的解決方案（如圖5）。課堂上自然而然地展開(kāi)了對(duì)不同實(shí)驗(yàn)方案比較的教學(xué)，對(duì)于不同方案優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，學(xué)生們討論熱烈。這個(gè)方案不是最好的，但學(xué)生主動(dòng)思考和積極實(shí)踐的過(guò)程都值得鼓勵(lì)和倡導(dǎo)。細(xì)心思考、大膽設(shè)計(jì)、小心驗(yàn)證，更好的方案會(huì)逐漸優(yōu)化而來(lái)的。

圖5 學(xué)生改進(jìn)鐵絲生銹實(shí)驗(yàn)

6.自制二氧化碳簡(jiǎn)易滅火器

材料準(zhǔn)備：石子、蛋殼、食醋、潔廁靈、木條、塑料瓶。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）用塑料瓶作反應(yīng)容器，用蛋殼或石子與食醋反應(yīng)，有氣泡產(chǎn)生，在瓶口可以觀察到燃燒的木條熄滅。結(jié)論：利用該反應(yīng)原理和現(xiàn)有材料可以自制滅火器。

（2）用帶開(kāi)關(guān)的塑料瓶作滅火器容器，制氣時(shí)關(guān)閉，滅火時(shí)把開(kāi)關(guān)打開(kāi)放出二氧化碳（如圖6）。現(xiàn)象記錄：用食醋和小石子反應(yīng)，氣體產(chǎn)生速率慢，滅火效果不好。潔廁靈里有鹽酸，食醋替換為潔廁靈后現(xiàn)象記錄：迅速產(chǎn)生大量氣泡，反應(yīng)一段時(shí)間后點(diǎn)燃一次性筷子，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，將瓶口靠近火焰懸空傾倒，可觀察到火勢(shì)逐漸減小，很快熄滅。

圖6 可開(kāi)關(guān)塑料瓶

教后反思：實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生很有熟悉感，一是之前做過(guò)的蛋殼和食醋的反應(yīng)也可以生成二氧化碳，二是小石子是他們生活中隨處可見(jiàn)之物，比較熟悉且容易獲得。制作滅火器，為達(dá)到更好的滅火效果，用潔廁靈代替食醋更好。產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)多種多樣，要根據(jù)實(shí)際需要分析比較，選出合適的藥品和反應(yīng)原理。

四、通過(guò)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐育人

實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化，結(jié)合農(nóng)村初中校情，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和材料更貼近學(xué)生生活實(shí)際，是教學(xué)中“重視學(xué)、關(guān)注學(xué)”觀念的具體體現(xiàn)。實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化設(shè)計(jì)，不僅能增大課堂引力，幫助學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心，養(yǎng)成“真實(shí)驗(yàn)、真探究、真思考”的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，也有利于化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力的提升和核心素養(yǎng)的有效落實(shí)，更有利于落實(shí)學(xué)科育人的教育目標(biāo)。雖然能選擇的替代化學(xué)儀器的材料可能是粗糙、簡(jiǎn)陋的，目前能完美完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是有限的，但能增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)中這些能增大課堂吸引力的內(nèi)容和操作方式都值得我們用心研究。