王旭紅

（江蘇張家港高級中學(xué) 江蘇 張家港 215600）

一、問題背景

新課標(biāo)以全面提高每一個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為核心，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。新課程必修教材共涉及物質(zhì)的分離、檢驗(yàn)與提純，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液、物質(zhì)性質(zhì)的探究、設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明某些化學(xué)反應(yīng)的可逆性等20個分組實(shí)驗(yàn)，選修教材涉及《化學(xué)反應(yīng)原理》、《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》等3個模塊的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教材中的“觀察與思考”、“活動與探究”、“問題解決”等欄目為師生提供了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案，而如何在有限的時間內(nèi)靈活使用這些課本實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生到課堂中來，是教師應(yīng)面對、思考的問題。

二、使用策略

中學(xué)化學(xué)課本實(shí)驗(yàn)涉及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計等。而新課改后化學(xué)課時緊，若教師嚴(yán)格按課本實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行操作，不創(chuàng)新、不改進(jìn)難以在規(guī)定時間內(nèi)引導(dǎo)學(xué)生完成這些實(shí)驗(yàn)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ韵率枪P者的一些做法：

1.大膽改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，提高實(shí)驗(yàn)效果

中學(xué)化學(xué)課本中的有些實(shí)驗(yàn)是比較理想化的，受教學(xué)條件的限制有的難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果。為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阌谟^察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教學(xué)中教師要根據(jù)實(shí)際條件對部分實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)。

如銅與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體是無色NO，但NO極易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的NO2，為便于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的無色氣體，教學(xué)中教師可將課本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如左圖所示。此實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于通過在燒杯中加入一定體積的稀硝酸，打開止水夾，用注射器慢慢抽取干燥管內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到充滿整個干燥管，停止抽拉注射器，關(guān)閉止水夾，就能觀察到干燥管內(nèi)液面下降，有無色的氣體空間。反應(yīng)停止后，打開止水夾，用注射器抽取干燥管內(nèi)的氣體（事先已將注射器內(nèi)原有的空氣推出），關(guān)閉止水夾后取下注射器，并抽取一定量的空氣，就能在注射器中看到有紅棕色氣體產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)完成后，將注射器內(nèi)的氣體通入到NaOH溶液中還能達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

又如學(xué)習(xí)金屬鈉時，課本給出的實(shí)驗(yàn)方法是向一只盛有水的燒杯中，投入一小塊（約綠豆粒般大小）金屬鈉，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。反應(yīng)完全后再滴加幾滴酚酞溶液。裝置如下圖所示。學(xué)生能從實(shí)驗(yàn)中觀察到“浮、熔、游、嘶、紅”等現(xiàn)象，但無法證明反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體是氫氣。教學(xué)中教師可先組織學(xué)生從化合價升降的角度分析產(chǎn)生的氣體只能是氫氣，再將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)如下，操作時先將大頭針向上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在導(dǎo)管上收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，用拇指堵住試管口移向酒精燈，松開拇指點(diǎn)燃試管中的氣體，有尖銳的爆鳴聲。通過以上2個實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)既能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力，實(shí)驗(yàn)操作能力，又能幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，鞏固所學(xué)的知識。

2.以課本實(shí)驗(yàn)為載體，創(chuàng)設(shè)問題情景

課本中的實(shí)驗(yàn)包含定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)，無論哪種實(shí)驗(yàn)學(xué)生在操作時教師都要組織學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鞔_實(shí)驗(yàn)操作方法，提醒學(xué)生看什么，怎么看，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)前教師還可在投影上設(shè)置一些問題，讓學(xué)生帶著問題去觀察、思考與交流。因此教師要善于利用課本中的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)步驟、操作方法等改成問題探究，創(chuàng)設(shè)多個問題情境，引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。

大理石與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖

如學(xué)生在學(xué)習(xí)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》反應(yīng)速率時課本提供了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，課本實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生每隔10s觀測注射器中氣體的體積，并記錄到相應(yīng)表格中，再以反應(yīng)時間為橫坐標(biāo)，產(chǎn)生氣體的體積為縱坐標(biāo)繪制二氧化碳?xì)怏w體積－反應(yīng)時間曲線圖。課本給出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪翘骄看罄硎c鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化，涉及化學(xué)反應(yīng)速率的計算，濃度、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等。教學(xué)中教師可以這個實(shí)驗(yàn)為載體，以6人一組，組織學(xué)生動手、觀察、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小組交流后教師可根據(jù)同學(xué)繪制出的曲線，設(shè)置以下問題。

（1）在 o～ t1、t1～ t2、t2～ t3各相同的時間段里，反應(yīng)速率最大的時間段是______，可能的原因是______；收集到的氣體最多的是______時間段。

（2）為了減緩上述反應(yīng)速率，欲向鹽酸溶液中加入下列物質(zhì)，你認(rèn)為可行的有______；

A.蒸餾水 B.NaCl固體 C.NaCl溶液 D.通入 HCl

（3）在t4后，收集到的氣體的體積不再增加，可能的原因是________。

為更好幫助學(xué)生正確分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，教師在完成上述實(shí)驗(yàn)問題探究后還可組織學(xué)生用硝酸與大理石的反應(yīng)再次進(jìn)行探討，與課本中的實(shí)驗(yàn)不同的是所用 HNO3濃度為 1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1， 大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K，每次實(shí)驗(yàn)HNO3的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。教師給出以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計表，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號：

編號 T/K 大理石規(guī)格HNO3濃度/mol·L-1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑?298③ 308④ 298① 298粗顆粒 2.00 （Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響；（Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和_______探究溫度對該反應(yīng)速率的影響；（Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和_______探究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對該反應(yīng)速率的影響。

通過這些以課本實(shí)驗(yàn)為載體的問題情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生不僅掌握了研究物質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)方法，還能根據(jù)問題情境學(xué)會分析問題，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，解決問題能力。

3.將學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)為探究性實(shí)驗(yàn)

新課程化學(xué)課時緊，內(nèi)容多，學(xué)生必須具備從課本，課堂，實(shí)驗(yàn)等多種渠道獲取知識的方法，有較強(qiáng)的科學(xué)探究的能力，因此教師在教學(xué)中必須創(chuàng)造性地使用教材。而課本中的“觀察與思考”、“活動與探究”等欄目設(shè)置的相關(guān)實(shí)驗(yàn)給教師提供了實(shí)驗(yàn)探究的空間，教師可根據(jù)教材內(nèi)容、學(xué)生的接受能力、認(rèn)知特點(diǎn)等將部分簡單的分組實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，以提高課堂效率。

如學(xué)生在學(xué)習(xí)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》弱電解質(zhì)的電離平衡時，教師可將教材P58“活動與探究”欄目中設(shè)置的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行重組，設(shè)計為如下3組探究、對比實(shí)驗(yàn)：

（1）用錐形瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，瓶中先各放 20mL0.1mol／L鹽酸和0.1mol／L醋酸，后同時投放等量的NaHCO3粉末，然后迅速套上氣球觀察現(xiàn)象，比較反應(yīng)產(chǎn)生氣泡速率的快慢。

實(shí)驗(yàn) 0.1mol/L HCl 0.1mol/L CH3COOH與足量NaHCO3粉末反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率比較原因溶質(zhì)微粒

（2）酸液中加對應(yīng)的鹽

0.1mol/L HCl 0.1mol/L CH3COOH溶液的pH的大小0.1mol/LCH3COOH中加入少量的CH3COONH4固體溶液的pH的變化實(shí)驗(yàn)步驟0.1mol/L HCl中加入少量的NaCl固體

（3）速率對比實(shí)驗(yàn)

1mol/L HCl 1mol/L HCl+少量的CH3COONH4固體與Mg帶反應(yīng)速率的比較

這三組對比實(shí)驗(yàn)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了科學(xué)探究的時間和空間。實(shí)驗(yàn)（1）通過氣球大小的變化學(xué)生對相同條件下鹽酸的電離程度大于醋酸有初步的認(rèn)識，通過實(shí)驗(yàn)（2）相同條件下鹽酸、醋酸溶液pH的大小及溶液pH的變化，進(jìn)一步證明了相同條件下鹽酸的電離程度要高于醋酸。與課本實(shí)驗(yàn)相比，增加的后兩組探究、對比實(shí)驗(yàn)?zāi)茉俅巫C明醋酸是弱電解質(zhì)，存在電離平衡，加入醋酸根離子電離平衡會發(fā)生移動。這些實(shí)驗(yàn)改進(jìn)給學(xué)生提供了科學(xué)探究、交流、學(xué)習(xí)的平臺，學(xué)生在課堂要操作、觀察、記錄、思考，教師適時的引導(dǎo)、啟發(fā)又能幫助學(xué)生理解弱電解質(zhì)的電離平衡，學(xué)生也學(xué)會了從實(shí)驗(yàn)中獲取知識的方法，體驗(yàn)了成功與快樂。

4.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計

化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軐W(xué)生吸引到課堂中來，也能使學(xué)生積極參與科學(xué)探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考實(shí)驗(yàn)中的問題，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力。因此在教學(xué)中還可將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計。

如學(xué)生在學(xué)習(xí)《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》鹵代烴的性質(zhì)時，課本P62“觀察與思考”欄目實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的操作步驟與實(shí)驗(yàn)裝置完全相同（實(shí)驗(yàn)裝置如左圖），課本給出的實(shí)驗(yàn)方案是按如圖加熱，如發(fā)現(xiàn)有氣體放出，嘗試采用排水法收集氣體。再取大試管中反應(yīng)后的少量剩余物于另一試管中，向試管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加硝酸銀溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這個實(shí)驗(yàn)步驟目的是驗(yàn)證溴乙烷與氫氧化鉀的醇溶液發(fā)生的是消去反應(yīng)，溴乙烷與氫氧化鉀的水溶液發(fā)生的是取代反應(yīng)。

教學(xué)中可讓學(xué)生先閱讀課本實(shí)驗(yàn)方案，小組交流實(shí)驗(yàn)?zāi)康模俜纸M設(shè)計實(shí)驗(yàn)如何證明溴乙烷中有溴原子，如何證明溴乙烷與氫氧化鉀的醇溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是乙烯。這兩個問題給學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)設(shè)計的平臺、思考、評價的空間，學(xué)生積極參與交流、設(shè)計方案，并以小組為單位，展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計裝置，上臺闡述實(shí)驗(yàn)設(shè)計原理，學(xué)生給定的裝置主要如圖所示。

教師及時組織學(xué)生評價A、B、C實(shí)驗(yàn)裝置原理，特別是B、C裝置原理的差異，為什么C裝置不可以證明實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物有乙烯。而證明溴乙烷中有溴原子大多數(shù)學(xué)生設(shè)計的方法是取少量溴乙烷與NaOH水溶液反應(yīng)后混合溶液，向其中滴加AgNO3溶液加熱，產(chǎn)生少量沉淀。教師可追問此方法的不合理處在哪里？應(yīng)如何改正？此實(shí)驗(yàn)方案的原理是利用了溴乙烷發(fā)生取代反應(yīng)后的產(chǎn)物是溴化鈉，若用波譜的方法能方便地檢驗(yàn)溴乙烷發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物，根據(jù)你學(xué)到的研究有機(jī)化合物的方法，使用波譜的名稱和波譜儀器記錄的結(jié)果分別是什么？通過這些活動設(shè)計、問題討論，學(xué)生的參與熱情高，小組合作意識強(qiáng)，也敢于大膽提出自己的想法，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計評價能力。

三、困惑與反思

新課改后高中化學(xué)必修與選修教材注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，而學(xué)生要完成課本所提供的實(shí)驗(yàn)及問題探究必須具備實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的能力，設(shè)計化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的能力，對化學(xué)現(xiàn)象或事實(shí)的理解能力，化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)能力，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案、結(jié)果的評價能力等。這些能力的培養(yǎng)需要教師在課堂上舍得花時間，大膽放手讓學(xué)生參與體驗(yàn)與探究，再適時加以引導(dǎo)。但新課程時間緊，不同層次的學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒉畈积R，化學(xué)實(shí)驗(yàn)特別是探究性實(shí)驗(yàn)是半開放還是全開放，什么時候做，做哪些，怎樣做，什么時間組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)中的問題等都值得研究。

總之化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，面對新課程，應(yīng)試高考模式，教師更要創(chuàng)造性使用教材，重視實(shí)驗(yàn)研究，大膽進(jìn)行嘗試，在課堂中讓學(xué)生體會到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)將學(xué)生吸引到課堂中來，提高課堂效率。