初中化學實驗題難點化解的課例研究

摘 要：實驗探究是中考必考的核心知識點，是學生學習難點，更是教學重點，但實驗題學生是常做常錯。如何化解這一難點，將知識轉化為學生解決實驗問題的能力，以實驗設計為載體，嘗試了題海感悟型、模仿操練型、引導反思型、追本溯源型、生活情境型等教學實驗，通過前后測課例研究，比較不同方法的教學效果，剖析各種方法的優劣，探索實驗探究教學難點突破的有效路徑，為課堂教學改革提供參考。

關鍵詞：實驗探究； 難點突破； 教學實驗； 課例研究； 有效路徑

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2016）02-035-003

一、問題的提出

在初中化學實驗探究教學中，常常是教師講了一遍又一遍，學生卻錯了一次又一次；學生聽教師講能懂，卻不會做或做錯；教師要求學生能舉一反三，學生卻說舉三反一都很難。這種現象不是偶然，而是灌輸教學的必然，不但挫傷學生學習的積極性和自信心，更不利于后續學習。如何突破這一難點已經成為困擾教師的心結，想改變這種狀況，找到行之有效的方法，教師有不同認識，如果有一種切合學生基礎和思維方式對接的方法，對化解學生的學習難點，在頭腦中建立起正確的科學概念、化學圖景，正確理解化學原理、規律，促進知識的內化和靈活運用就可起到畫龍點睛，事半功倍的作用。

二、思考與設想

針對上述問題，為了提高學生實驗探究題解題能力，我們備課組教師展開了專題討論，隨著對教學本質的討論（教學的本質是教師引起、促進與維持學生的學習）1和對問題剖析的不斷深入，就如何化解這一難點，結合實踐感悟，提出了以下五種課型。

題海感悟型：認為“只要功夫深，鐵棒磨成針”，多找幾個相似的習題，構成同質題組，通過練習、講解，學生做多了慢慢就會領悟解題的方法。

模仿操練型：認為最快捷的學習就是模仿，遵循從特殊到一般，找出普遍問題和規律，學生通過多模仿操練，就會按套路解題，問題就解決了。

引導反思型：認為只有激發學生的思維，設計教學情境，讓學生自己發現問題、改進方法、規范答題，引導學生進行方法遷移，在層層追問中引發學生反思。

追本溯源型：認為解決問題的根本就要尋根問底，學生在解題中出現的問題是什么原因引起？如何設計層層遞進的問題，找到解決問題的根源。

生活情境型：認為源于生活最貼近學生的發展區，設計一個新的或聯系學生生活實際的實驗激發學生興趣，促進自主學習，建立實驗設計的模型。

三、實驗的過程

（一）實驗方法

為了比較不同教學方法的優劣，我們采用以上五種課型和方法進行教學實驗，為保證實驗數據的真實可靠，分別在學校五個平行班開展了教學對比實驗。教學內容相同，并以練習為主，經備課組討論，選擇了四個題目為練習題，兩個同類、同樣試題（試卷共4題）為課前前測和課后后測的試題，并進行實驗前測和后測、學生的情緒體驗問卷調查（問卷共3題），以期獲得實驗探究教學的良策。

（二）課堂教學

備課組以實驗探究的難點突破為載體，在集體備課后，選取教學經歷相似的教師和平行班，嘗試用了以下幾種教學方法。

課例一：題海感悟型

教學流程：呈現練習→學生思考→答題→教師巡視→講解

練習1.為研究相同條件下一氧化碳和氫氣哪個還原氧化鐵的量更多，將一氧化碳和氫氣等體積混合后先通過圖甲裝置，再通過圖乙中的儀器組合。為達到實驗目的，圖乙中儀器選擇和連接最好的是（ ）

A.c b a B.c d a C.c b d D.b c a

講解：因為氫氣還原氧化鐵后生成水，一氧化碳還原氧化鐵后生成二氧化碳，通過濃硫酸吸收水蒸氣后的增加量得知水的質量，通過用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳后增加量得知二氧化碳質量，從而算出一氧化碳、氫氣還原氧化鐵的質量，知道哪個還原氧化鐵多。實驗中要注意先吸收水，再吸收二氧化碳，同時注意處理尾氣，故選A。

練習2.某興趣小組的同學利用含有鐵銹的鐵粉制取四氧化三鐵，在實驗過程中還需要用到的儀器和藥品合理的是（ ）

A.b（稀硝酸、鋅粒）、c、d B.a（稀硫酸、鋅粒）、c（高錳酸鉀）、d、e

C.a（雙氧水、二氧化錳）、d D.c（氯酸鉀、二氧化錳）、d（一氧化碳）

講解：鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，鐵銹的主要成分是氧化鐵，無法直接轉化成四氧化三鐵，要先用氫氣將氧化鐵先還原為鐵。制取氫氣用a裝置，還原氧化鐵用d裝置，鐵在氧氣中燃燒用e裝置，故選B。

練習3.若要測定海水中Na2SO4含量，實驗操作步驟是：取少量被測海水，測定_____、加入足量的_____溶液（寫化學式）、再加入稀硝酸、過濾、洗滌、烘干、稱量沉淀質量。

講解：測海水中Na2SO4含量，需知道溶質質量和溶液質量。溶液質量可直接稱量，溶質質量通過加入Ba（OH）2等物質生成沉淀求出，第一空填：被測海水的質量，第二空填：Ba（OH）2。

練習4.無標簽試劑瓶中的一種黑色不溶于水的固體可能是硫化銅或者是硫化亞銅。查資料可知：硫化銅（CuS）和硫化亞銅（Cu2S）在空氣中灼燒分別發生下列化學反應：

2CuS+3O2 2CuO+2SO2 Cu2S+2O2 2CuO+SO2

請根據這兩個反應的化學方程式中固體物質的質量變化，某同學僅用天平、酒精燈、坩堝、三角架等常用儀器（無其它試劑），通過三個實驗步驟鑒別出某黑色固體是硫化銅還是硫化亞銅。實驗步驟一：用天平準確稱量一定質量的待測黑色固體。

請寫出后兩個實驗步驟，步驟二：_____，步驟三：_____。

講解：題目要求“請根據這兩個反應的化學方程式中固體物質的質量變化”答題，就先算出兩個方程式中固體質量，第一個反應后固體質量變小，第二個反應后固體質量不變，第二步填：將黑色固體灼燒至不再產生刺激性氣味的氣體，第三步填：等冷卻至室溫后，用天平稱量剩余固體的質量。

課例二：模仿操練型

教學流程：例題呈現→教師講解→小結方法→學生模仿

例題：若要測定海水中Na2SO4含量，實驗操作步驟是：取少量被測海水，測定_____、加入足量的_____溶液（寫化學式）、再加入稀硝酸、過濾、洗滌、烘干、稱量沉淀質量。

教師自問自答：

1.題目要求測量海水中Na2SO4含量，需要知道哪些量？溶質Na2SO4質量和溶液海水質量。

2.溶液質量可以直接測量，溶質Na2SO4質量如何測量？轉化成沉淀（或氣體）質量，通過化學方程式來計算。

3.能轉化成什么沉淀？加什么物質比較好？加過量BaCl2溶液（或Ba（NO3）2、Ba（OH）2）。

小結步驟：明確題目要求→提出解題方法→找出相關量→將未知量轉化為已知量。

練習1.與課例一的練習2相同。

學生模仿教師小結的方法解題，完成解題后講解題的思路，最后由教師點評。

題目要求：用鐵粉和鐵銹的混合物制取四氧化三鐵。

解題思路：鐵粉在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；鐵銹無法直接轉化成四氧化三鐵，要先變成鐵，再轉化成四氧化三鐵。

已知量：實驗裝置、藥品。

未知量：如何選擇裝置：制取氫氣、制取氧氣、鐵燃燒、還原鐵粉的裝置。

未知量轉化為已知量：根據反應物得狀態和反應條件選擇實驗裝置。

練習2.與課例一的練習4相同。

練習3.與課例一的練習1相同。

課例三：引導反思型

教學流程：條件例題→學生思考→新增條件→學生再練→引導分析

例題呈現：無標簽試劑瓶中的一種黑色不溶于水的固體可能是硫化銅或者是硫化亞銅。查資料可知：硫化銅（CuS）和硫化亞銅（Cu2S）在空氣中灼燒分別發生下列化學反應：

2CuS+3O2 2CuO+2SO2 Cu2S+2O2 2CuO+SO2

通過三個實驗步驟鑒別出某黑色固體是硫化銅還是硫化亞銅。

實驗步驟一：用天平準確稱量一定質量的待測黑色固體。

請寫出后兩個實驗步驟，步驟二：_____，步驟三：_____。

教師觀察：在三分鐘后問是否有同學能做出。

教師呈現1：新增條件1“根據這兩個反應的化學方程式中固體物質的質量變化”。

教師巡視1：在新增條件1兩分鐘后問有多少同學能做出。

教師呈現2：新增條件2“用天平、酒精燈、坩堝、三角架等常用儀器（無其它試劑）”，教師巡視2：在新增加條件2一分鐘后問有多少同學能做出。

教師引導：

（1）為什么加了一條信息，就多一些同學做出來了？請你講述一下思維過程？

（2）現在請你再思考，在沒有增加這兩個條件的情況時，你應該如何思考？

（3）能否將熱的藥品放在托盤上稱量，為什么？加熱有什么要求，為什么？

板書小結：解題步驟：明確實驗目的→分析實驗原理→選出儀器藥品→規范實驗步驟（根據藥品、儀器、注意事項）。

練習1.與課例一的練習3相同。

學生根據解題步驟思考、解題并回答展示：略。

過渡引導：填空題用這種方法很好地解決了實驗設計問題，在選擇題中是否也適用呢？

練習2.與課例一的練習1相同。

練習3.與課例一的練習2相同。

教師引導：在實驗設計中，不管是填空題還是選擇題，這種方法都可行，在其他的實驗設計題中，是否依然適用呢？請大家課后試試身手！

課例四：追本溯源型

教學流程：問題呈現→發散研討→方案設計→動手實驗→原理探析

教師展示兩瓶試劑，呈現問題：在實驗室酸的藥品柜中，這兩瓶溶液已經沒有標簽，一瓶是鹽酸、一瓶是硫酸，你用什么方法鑒別這兩瓶是什么酸嗎？

學生甲：聞氣味。

學生乙：打開瓶蓋看有沒有白霧。

學生丙：搖動看液體是不是油狀。

學生丁：分別滴在紙上看會不會碳化。

學生戊：滴加硝酸銀溶液。

學生己：加氫氧化鋇或氯化鋇、硝酸鋇溶液。

學生庚：分別用密度計測密度。

學生辛：測相同體積液體的質量。

學生壬：足量的酸中分別加等質量金屬鋅，比較產生氫氣的多少。

學生實驗：一學生演示，其它學生和教師一起點評實驗操作中存在的問題。

教師提問：（1）實驗目的是什么？

（2）實驗原理是什么（依據哪方面的不同進行實驗設計）？可行嗎？

（3）你是依據什么去選擇實驗的儀器和藥品的？

（4）為了減少操作錯誤，實驗步驟中要考慮哪幾個方面？

師生小結：了解實驗目的→查找實驗原理→選擇儀器藥品→規范實驗操作。

練習1：無標簽試劑瓶中的一種黑色不溶于水的固體可能是硫化銅或者是硫化亞銅。查資料可知：硫化銅（CuS）和硫化亞銅（Cu2S）在空氣中灼燒分別發生下列化學反應：

2CuS+3O2 2CuO+2SO2 Cu2S+2O2 2CuO+SO2

通過三個實驗步驟鑒別出某黑色固體是硫化銅還是硫化亞銅。

實驗步驟一：用天平準確稱量一定質量的待測黑色固體。

請寫出后兩個實驗步驟，步驟二：_____，步驟三：_____。

教師巡視：發現學生能從物理、化學性質考慮，但不理解實驗原理，還是無法鑒別。

教師引導：有同學提出用產生氫氣的多少來鑒別是什么酸，提醒我們化學方程式還隱含了什么信息？

學生回答：質量關系。

教師引導：能否從質量關系上進行鑒別呢？

學生活動：分析實驗目的、實驗原理、儀器藥品、實驗步驟。

課例五：生活情境型

教學流程：實物展示、問題呈現→方案設計→巡視指導→方法總結

教師展示一包塑料袋包裝的樂事薯片，問題呈現：薯片是易碎品，為防止薯片被壓碎，生產廠家在袋裝的薯片中常充進某些氣體，如二氧化碳或氮氣，請設計實驗證明，充入的氣體是二氧化碳還是氮氣？

學生思考、書寫。

教師巡視：個別指導。

學生回答：略。

學生實驗：略。

師生小結：明確實驗目的→尋找實驗原理→選出藥品儀器→規范實驗步驟（注意事項）。

學生練習：無標簽試劑瓶中的一種黑色不溶于水的固體可能是硫化銅或者是硫化亞銅。查資料可知：硫化銅（CuS）和硫化亞銅（Cu2S）在空氣中灼燒分別發生下列化學反應：

2CuS+3O2 2CuO+2SO2 Cu2S+2O2 2CuO+SO2

通過三個實驗步驟鑒別出某黑色固體是硫化銅還是硫化亞銅。

實驗步驟一：用天平準確稱量一定質量的待測黑色固體。

請寫出后兩個實驗步驟：步驟二：_____，步驟三：_____。

四、實驗結果

（一）數據統計

我們選用了兩個同類、同樣試題（試題略）為前測和后測試題，并統計了實驗前測和后測成績，并進行了教學后學生的情緒體驗問卷調查（問卷略，主要內容：這節課學習這兩道檢測題關聯性、是否有收獲、是否喜歡）對教學方法進行對比，統計結果如下：

（二）結果分析

“題海感悟型”教學，教師認為很簡單，學生通過練習就可掌握，實際情況和教師預測相差很大，雖然在課堂中訓練了四個同類題目，但大部分學生仍然沒有找到解決此類問題的方法，甚至不能辨識這是不是同類問題，學生不喜歡、收獲小。主要的原因有：（1）教師沒有講到點子上，只注重方法正確、思路清晰、表述規范，只講了怎么做，沒講為什么要這樣做，也沒有歸納、總結、拓展；（2）教師講，學生聽，學生聽懂了，只表明和學生的認知、知識結構沒有沖突，思維是連貫的，從已知到未知能建立起正確的聯系，但沒能改變學生原有的認知結構，所以學生遇到相似的問題時仍然按老方法解題，導致思維障礙或錯誤；（3）學生聽懂不一定會做變式題，學生對不同問題理解的差異，說明尚未形成科學的方法。

“模仿操練型”教學，學生能辨識相似問題，并能初步模仿解決類似問題，解題方法初步具備遷移能力，學生課后測試成績有較大的提高，情緒體驗比“題海感悟型”教學好。但該教學方法死板，學習被動，學生沒有內化，容易遺忘。主要表現為：（1）學生只是按葫蘆畫瓢，沒有經歷方法的比較、拓展，不利于更廣泛的應用，有的學生雖然在后測中做正確，但不一定真正理解；（2）沒有指導學生從情景、已知條件、隱含條件、限制條件、要解決的問題等方面去分析題目結構，當學生遇到文字表述較長的題目、新情景或新題目時還是會手足無措，一半以上同學沒有做出來也印證了這一點。

“引導反思型”教學，用的還是原來的四個試題，只是在教學設計上進行了一個小小改變，教學效果發生了很大的變化，通過引導，學生解題、答題思路厘清了，印象深刻，正確率提升了，學生也更喜歡了，從被動的聽講題、做題者轉變成了問題的發現者、方法變式的實踐者。存在的問題是：沒有將學生學習困難和障礙的產生和學生日常的學習建立聯系，沒有揭示問題產生的本質原因——日常學習和問題解決脫節。

“追本溯源型”教學，課堂練習試題數目明顯減少，但是學生成績反而比“題海感悟型”、“模仿操練型”好，和“引導反思型”相當，學生對問題的辨識和解決都好。說明找準問題，對癥下藥，不要太多的練習，讓學生知其所以然，掌握解題的思路和正確的方法，可突破習題難點，取得更好的教學效果。存在的問題是實驗老舊，在剛開始時無法激發學生的參與熱情，在等到有學生說出五種方法后，學生想參與的熱情提高，在學生演示實驗和師生一起評價時情緒高漲，積極參與。練習時，能順利完成的學生有優越感；在教師提示下完成的，有發現的驚喜；仍然未正確答題的學生有失落感。

“生活情境型”教學，課堂練習試題數目和“追本溯源型”教學一樣，比“題海感悟型”、“模仿操練型”、“引導反思型”少，成績比“題海感悟型”、“模仿操練型”好，和“引導反思型”、“追本溯源型”相當，但學生參與的熱情最高，學生最喜歡，有利于增強學生對化學的親近感2。存在的問題是：因為是真實的生活問題，學生在解決問題時思維容量大（氮氣和二氧化碳性質的區別？怎么取出氣體？怎么收集氣體？薯片還能不能吃？怎么通入澄清石灰水中？要用到哪些儀器？怎么操作？等），教師要引導學生關注主題（實驗目的、原理、儀器、步驟）、聚焦問題（氣體能否使澄清石灰水變渾濁），引導學生歸納、總結。教師要精心準備，有較細致的預設和對課堂的調控能力。

五、結論與討論

（一）實驗結論

本教學實驗結果出乎我們的預料，給了我們很大的震撼，也沒想到同樣的內容、不同的方法教學效果的差異這么大。

“題海感悟型”在教師中有較大的影響力，也是教師最常用的方法，但實驗證明效果不佳，并且學生埋頭做題，沒有愉快的情緒體驗，對學生有意注意要求較高，教師要慎用。

“模仿操練型”有較好的教學效果，但機械訓練影響了學生方法的遷移，對學生思維的發展會受到限制，停留在按部就班的被動學習中。

“引導反思型”、“追本溯源型”、“生活情境型”教學效果好，通過教師的啟發引導，能激發學生積極思考，樂于參與研討活動中，增強思維的發散性，同時在探究知識本質發生中發展思維的聚合性，掌握解題的思路和方法；“生活情境型”密切聯系生活實際，貼近學生最近發展區，學生最喜歡、參與熱情最高，是習題難點突破的有效路徑。

（二）問題討論

本次教學實驗的開展有偶然性和延續性，是在不斷產生問題下不斷的推進的，剛開始只是“題海感悟型”、“模仿操練型”，在后續的對教學本質的討論和對問題剖析的不斷深入，才有了后面的“引導反思型”、“追本溯源型”、“生活情境型”。我們力求教學方法最優化，但是對不同班級學生和教學內容來說方法沒有最好，只能相對而言有更好。

當然對實驗的條件是在平行班的自然狀態下，控制還不是很嚴格，前測、后測試題的選擇也是憑教師經驗設計，學生后測成績提高除與教學方法直接相關外，也可能與班級的差異和學生的思維方式有關，有時間變量在起作用，不完全是一節課教學效果的體現，數據和調查也只是簡單記錄，雖有實踐意義，但只具參考價值，有待后續跟進驗證。

參考文獻：

[1]崔允漷.有效教學[M]上海：華東師范大學出版社，2009：5

[2]鄭青岳.關于化學教育聯系生活的若干問題[J]物理教師，2003（30）