中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

◆戰(zhàn)玉蓮

作者：戰(zhàn)玉蓮，萊西市第二中學(xué)，一級(jí)教師，研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)教學(xué)（266614）。

化學(xué)學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)是整個(gè)中學(xué)期間化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開發(fā)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)、思維想象的能力，對(duì)提升學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)有很大的幫助。實(shí)驗(yàn)的教學(xué)包括探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等相關(guān)的教學(xué)模式，有的教師傾向于探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而有的教師則更傾向于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，但究竟哪種教學(xué)模式能夠給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來最大的幫助？本文通過中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索并發(fā)現(xiàn)，多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ浇Y(jié)合起來，能夠?yàn)閷W(xué)生提供多樣的學(xué)習(xí)模式，對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)也能夠事半功倍。

1 探究性實(shí)驗(yàn)

探究性實(shí)驗(yàn)作為新一輪課改的基本要求，是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的教學(xué)模式。將探究性實(shí)驗(yàn)納入課改之后的教學(xué)要求，就是為了培養(yǎng)學(xué)生探索求知、積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)精神和創(chuàng)造能力。

以下以探究固體物質(zhì)在溶解于水的過程中熱量的變化為例，激發(fā)學(xué)生的思考探究能力，學(xué)生可在查閱相關(guān)資料并進(jìn)行深入思考以后，提出自己的設(shè)計(jì)方案。現(xiàn)將學(xué)生具體設(shè)計(jì)的方案歸納如下。

1）用手直接接觸的方法，感受容器壁是否有溫度差的變化。這種方法對(duì)于反應(yīng)前后溫差較大的物質(zhì)較為適用。

2）將體系密封，用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后的溫度是否變化。

3）對(duì)于硝酸銨溶解于水的實(shí)驗(yàn)，會(huì)發(fā)生吸熱現(xiàn)象，在反應(yīng)容器底部放一片沾有水膜的玻璃片，在硝酸銨溶解的過程中，體系會(huì)吸熱，會(huì)使反應(yīng)容器底部的水凝結(jié)，端起反應(yīng)容器時(shí)，玻璃片會(huì)隨容器一起粘住。對(duì)于氫氧化鈉溶解于水的實(shí)驗(yàn)，會(huì)發(fā)生放熱現(xiàn)象，可以在溶解反應(yīng)以前在容器底部放一塊用石蠟粘住的玻璃片，在溶解反應(yīng)結(jié)束以后，端起反應(yīng)容器，會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃片與容器底分離的現(xiàn)象，說明反應(yīng)體系放出了熱量，從而融化了石蠟，玻璃片才得以脫落。

4）配制飽和硝酸鉀溶液，蒸發(fā)水分使晶體析出，將其裝入試管中，在燒杯中做硝酸銨固體的溶解實(shí)驗(yàn)，將試管置于燒杯中，觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)試管中的晶體不斷析出，從而說明硝酸銨溶解于水的過程為吸熱過程。做氫氧化鈉溶解的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)試管中的晶體不斷減少，從而說明氫氧化鈉溶解屬于放熱過程。

5）在光口玻璃瓶中做氫氧化鈉的溶解實(shí)驗(yàn)，在瓶口放置一塊冷的玻璃片，觀察玻璃片上水珠的變化，從而確定氫氧化鈉溶于水為放熱過程。

6）通過酒精受熱蒸發(fā)的現(xiàn)象，判斷反應(yīng)為放熱過程還是吸熱過程。將兩個(gè)大燒杯中裝入同樣體積的水，將兩個(gè)裝有相同體積酒精的小燒杯置入其中，在其中一個(gè)大燒杯中放入氫氧化鈉，另一個(gè)不做處理，觀察現(xiàn)象。

7）利用分子擴(kuò)散速度判斷反應(yīng)是放熱過程還是吸熱過程，將兩個(gè)燒杯中加入等體積的水，其中一個(gè)燒杯加入適量氫氧化鈉，另一個(gè)不做處理，分別向兩個(gè)燒杯中滴加一滴紅墨水，觀察兩滴墨水的擴(kuò)散程度現(xiàn)象。

8）利用白磷受熱易燃的現(xiàn)象，判斷反應(yīng)放熱與吸熱情況。在燒杯中做氫氧化鈉溶解的實(shí)驗(yàn)，在燒杯口放一載玻片，其上放有白磷，觀察現(xiàn)象。

9）利用空氣的熱脹冷縮觀察現(xiàn)象，判斷反應(yīng)吸熱還是放熱。在集氣瓶中做硝酸銨的溶解實(shí)驗(yàn)，集氣瓶口放一剝了皮的熟雞蛋密封瓶口，雞蛋會(huì)因溶解反應(yīng)吸熱使集氣瓶中空氣冷縮壓強(qiáng)減小而掉進(jìn)集氣瓶中。

10）在集氣瓶中裝入水溶解氫氧化鈉，在瓶口用橡皮塞封住，在橡皮塞中插入玻璃導(dǎo)管并用橡膠管連接一個(gè)U形管，U形管中裝入水，觀察U形管中的液柱變化情況。

11）在試管中做氫氧化鈉的溶解實(shí)驗(yàn)，在管口用橡皮塞密封，橡皮塞中連接導(dǎo)管，導(dǎo)管另一端插入盛有水的燒杯中，觀察末端液柱的變化，判斷反應(yīng)吸熱還是放熱。

12）將試管口用橡皮塞封住，橡皮塞中插入一導(dǎo)管，導(dǎo)管口朝外的一端套一個(gè)氣球，在試管中加水溶解氫氧化鈉，觀察氣球的變化。氫氧化鈉溶解后發(fā)現(xiàn)氣球因試管中的氣體受熱膨脹變大，從而說明氫氧化鈉溶解于水為放熱反應(yīng)過程。

從上述例子可以看出，在化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，就能夠不斷激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)造能力和想象能力。教師給學(xué)生找好思維發(fā)揮的切入點(diǎn)，學(xué)生的可以開發(fā)的潛能就是不可估量的，并且學(xué)生所設(shè)計(jì)出來的方案具有很好的實(shí)用性，也往往會(huì)出乎教師的意外。若是能在化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中盡可能多地創(chuàng)造這種學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，那么學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)也就能更上一層。

2 改進(jìn)優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)的教學(xué)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些使學(xué)生難以理解、記憶的知識(shí)點(diǎn)，只要教師通過正確、形象生動(dòng)的表現(xiàn)形式靈活地展現(xiàn)給學(xué)生，做一些改進(jìn)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生，增加學(xué)習(xí)的趣味性，就能夠很好地吸引學(xué)生集中精力將難點(diǎn)攻克。在進(jìn)行制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師往往通過傳統(tǒng)的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)注意實(shí)驗(yàn)過程中要防止試管爆裂，但對(duì)于不理解該實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說根本不知道試管到底在什么時(shí)候會(huì)爆裂，又為什么試管會(huì)爆裂，因此只能根據(jù)教師所講死記硬背來掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。若教師能夠利用學(xué)生對(duì)于試管爆裂的好奇心設(shè)計(jì)一個(gè)爆裂的實(shí)驗(yàn)，相信學(xué)生就會(huì)對(duì)此更加記憶猶新。

下面就是一個(gè)試管爆裂的實(shí)驗(yàn)：找一個(gè)玻璃片在上面沾上水，用試管夾夾住玻璃片在酒精燈上加熱，觀察玻璃片是否出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象；用試管夾夾住干燥的玻璃片，在酒精燈上加熱，然后在玻璃片上滴幾滴水，觀察玻璃片是否爆裂；取一試管用鐵架臺(tái)固定，管口用橡膠塞封住，中間連有玻璃導(dǎo)管，導(dǎo)管口連接橡皮管，將橡皮管的另一端放入盛有水的水槽中，對(duì)試管進(jìn)行加熱，橡皮管口出現(xiàn)氣泡后停止加熱，先撤離酒精燈，觀察水槽中的水是否發(fā)生倒吸，導(dǎo)致試管炸裂。對(duì)此實(shí)驗(yàn)不理解的會(huì)將炸裂誤認(rèn)為是爆炸，如果設(shè)計(jì)以上反面實(shí)驗(yàn)，就能夠充分理解炸裂的原因以及防止措施，若將此實(shí)驗(yàn)安排在大家做制取氧氣實(shí)驗(yàn)前，大家就會(huì)對(duì)本實(shí)驗(yàn)有更深刻的理解和記憶。

3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

質(zhì)量守恒定律中反應(yīng)以后溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算相信困擾了不少學(xué)生，對(duì)此知識(shí)點(diǎn)難以理解，不能很好地記憶。如果教師能夠設(shè)計(jì)一個(gè)如下的針對(duì)實(shí)驗(yàn)，就能夠幫助學(xué)生進(jìn)行理解與掌握。

1）對(duì)于既不產(chǎn)生氣體又不產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)，如50 g稀硫酸與50 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液進(jìn)行充分反應(yīng)以后，求所得硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2）只生成氣體的反應(yīng)，如50 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的稀硫酸與10 g鋅片充分進(jìn)行反應(yīng)，求所得的硫酸鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3）只生成沉淀的反應(yīng)。如0 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的硫酸銅溶液與50 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液進(jìn)行充分反應(yīng)，求所得硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

根據(jù)以上三個(gè)例子分別設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的科學(xué)性。

1）利用電子天平對(duì)反應(yīng)前所有儀器及反應(yīng)物進(jìn)行稱量，記下其質(zhì)量作M0，然后使其發(fā)生反應(yīng)，在充分反應(yīng)之后，再用電子天平稱量所有儀器及反應(yīng)物的質(zhì)量，記作M1，對(duì)比M0與M1大小。

2）利用電子天平對(duì)燒杯、硫酸溶液及鋅片進(jìn)行稱量，記作M2，并通過反應(yīng)方程式算出所生成氫氣質(zhì)量，記作M3，然后使其發(fā)生充分的反應(yīng)，再次稱量總的質(zhì)量，記作M4，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)M4=M2-M3。

3）利用電子天平稱量燒杯、硫酸銅溶液及氫氧化鈉溶液的質(zhì)量，記作M5，然后使其充分反應(yīng)，過濾去除沉淀并稱量記作M6，最后稱量反應(yīng)體系的總質(zhì)量，記作M7，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)M7=M5-M6。

通過以上三組實(shí)驗(yàn)，就能夠使學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律有一個(gè)更加宏觀的把握，對(duì)理論的理解更加透徹，對(duì)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科更容易掌握了。

4 小結(jié)

以上是筆者在化學(xué)教學(xué)過程中對(duì)于實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)這門學(xué)科的重要性的理解。筆者認(rèn)為，若能充分利用好實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)，就能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)更加富有樂趣的學(xué)習(xí)環(huán)境，也更能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，對(duì)于他們的發(fā)展將會(huì)大有裨益。