優(yōu)化實驗教學(xué)以提高初中化學(xué)課堂教學(xué)效益

趙亞敏

摘 要：在新課程理念下，化學(xué)實驗教學(xué)顯示出舉足輕重的地位。因此必須優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，改進實驗方案，使實驗教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來，充分發(fā)揮實驗的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識，學(xué)到技能，而且重視讓學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神，使學(xué)生對實驗保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣。本文介紹一些實驗的改進方案，以提高課堂教學(xué)效益的目的。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗 優(yōu)化 課堂效益

一、引言

在初中化學(xué)的課堂教學(xué)過程中，針對學(xué)生實際知識水平，老師有目的、有計劃、有步驟地進行目標(biāo)課堂教學(xué)，聯(lián)系初中化學(xué)教材的特點，積極發(fā)掘?qū)W生的主觀能動性 并優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，改進實驗方案，使實驗教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來，充分發(fā)揮實驗的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識，使學(xué)生對實驗保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣。化學(xué)實驗教學(xué)是實施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式。在大力提倡素質(zhì)教育的今天，在化學(xué)教學(xué)中更應(yīng)充分應(yīng)用實驗這一手段。

二、利用化學(xué)科的特點，激發(fā)學(xué)習(xí)興致

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。于是，最初的授課，老師并不要急于向?qū)W生灌輸化學(xué)的具體知識，而應(yīng)在合適的時候，向?qū)W生提出一些有關(guān)自然現(xiàn)象如“鬼火”，一些有關(guān)日常生活如“汽水的制造”“鍍銀原理”等現(xiàn)實化學(xué)知識，讓學(xué)生知道這原來便是化學(xué)。于是，當(dāng)鎂條在空氣中燃燒并發(fā)出耀眼的白光，當(dāng)帶火星的木條在氧氣中復(fù)燃，鐵絲也能燃燒等一個個新奇又實在的實驗展示在學(xué)生面前時，必然會引起學(xué)生強烈的興致和求知欲。在課外，老師還須積極組織學(xué)生搞一些如“隱形墨水（SO2+KMnO4）”“會跳舞的氣泡（Na+H2O）”“彩色噴泉（CO2+NaOH+酚酞試液）”等興致實驗。由此，老師精心準備每個實驗把學(xué)生帶進奇妙的化學(xué)世界中，在化學(xué)知識應(yīng)用上逐步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實驗操行技能，激發(fā)興致，進一步發(fā)展學(xué)生的思維能力，從而開發(fā)學(xué)生的智慧。

三、利用實驗探究維持學(xué)習(xí)興致

它涉及到提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流等要素。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究活動，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增進對科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究能力。

如在講金屬資源的利用和保護時，為了揭示鐵生銹的原因，可以首先啟發(fā)學(xué)生結(jié)合生活實踐思考鐵生銹的各種情況。如在通常情況下，鐵制品放在空氣中就會生銹，可涂了油漆則不會生銹，而干燥的鐵制品則不會生銹等。然后經(jīng)過學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生提出以下幾種假設(shè)： （1）鐵制品生銹是因為在與空氣接觸時鐵與空氣中的氧氣化合。（2）鐵制品生銹是因為水分子的存在，鐵與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（3）鐵制品生銹是水和空氣對鐵共同作用的結(jié)果。

在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生大膽推論，然后再根據(jù)不同推論設(shè)計實驗驗證自己的推論是否正確，最后進行實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：鐵生銹是鐵和氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。在此基礎(chǔ)上老師再次將知識面拓展，“其他的金屬也有銹蝕的情況，情況和鐵一樣嗎？大家可以在課外繼續(xù)探究。”這樣不但大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和探究問題的方法，效果甚佳

再如學(xué)習(xí)二氧化碳的實驗室制法時，也可以要求學(xué)生根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)條件和特點，自己設(shè)計一套制取二氧化碳的實驗裝置，這套裝置可以參考教材的設(shè)計，但不能與教材完全相同。學(xué)生完成后，再組織學(xué)生一起分析、討論、比較設(shè)計方案的可行性和優(yōu)缺點。最后再給出其他幾種氣體的相關(guān)信息，組織學(xué)生再次分析、討論，看看自己設(shè)計的裝置還能適合哪種氣體的制取。對好的方案特別是有創(chuàng)新的方案，進行表揚和獎勵。

四、利用實驗時的意外事故或現(xiàn)象，分析原因，加深印象

演示實驗時，我發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都在認真地看，期待實驗現(xiàn)象的發(fā)生，但有一部分愛搗亂的學(xué)生卻期盼著這個實驗出現(xiàn)問題，想看老師出丑。例如，探究CO2熄滅臺階蠟燭的實驗時，我故意將CO2從蠟燭的上方直接倒下去，結(jié)果上面的蠟燭先熄滅，下面的蠟燭后熄滅，與書本介紹的現(xiàn)象剛好相反。這時我就問大家：“為什么會這樣呢？我們來分析一下哪個地方做錯了？”然后讓學(xué)生仔細觀察書本上的實驗裝置和實驗過程，問我剛才做的實驗?zāi)膬哄e了？這時就有人說：“倒CO2的方向不對。”然后我將這個實驗正確地操作一遍，正常的現(xiàn)象出來了，學(xué)生對這個實驗的印象也就加深了。

五、增設(shè)必需的實驗

對于重要的知識，雖然教材未安排實驗，但增加是必要的。初中化學(xué)實驗的趣味性還不夠，大量的實驗需要改進，以增強化學(xué)實驗的趣味性，加深對知識的理解。

例如：在實驗室制取二氧化碳時，是以大理石或石灰石為原料與稀鹽酸反應(yīng)制取的，那么為什么不能用稀硫酸代替稀鹽酸？為什么不能用碳酸鈉代替大理石或石灰石呢？如何讓學(xué)生信服和領(lǐng)會？ 并掌握這部分知識，可補充下面的實驗：

（1）用大理石和稀硫酸反應(yīng)，觀察實驗現(xiàn)象：剛開始時反應(yīng)進行得很快，但反應(yīng)一段時間以后，由于微溶于水的硫酸鈣不斷生成，附著在大理石的表面，使大理石無法接觸到稀硫酸，反應(yīng)就逐漸停止，沒有氣泡產(chǎn)生。

（2）用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)，觀察實驗現(xiàn)象：反應(yīng)速度過快，反應(yīng)物一會兒就反應(yīng)完了，產(chǎn)生的氣體來不及收集。通過讓學(xué)生自己動手做實驗，觀察現(xiàn)象并討論反思，找出最佳的方法，可以有助于學(xué)生更容易地記住結(jié)論，鞏固所學(xué)的知識。

再如：NaOH和CO2能否反應(yīng)，教材是直接給出的，這難以使學(xué)生信服，因此很有必要增設(shè)。我采用的是“噴泉實驗”，操作如下：在250ml圓底燒瓶中先加入約5gNa2CO3粉末，然后再加入5ml濃鹽酸，使其充分反應(yīng)生成CO2，然后倒入5～10ml濃NaOH溶液，迅即塞好帶有導(dǎo)管的橡皮塞，晃動燒瓶，使其充分反應(yīng)，將它倒置在鐵圈上，打開導(dǎo)管上的止水夾，可觀察到水迅速地進入燒瓶且變?yōu)榧t色，形成美麗的噴泉！學(xué)生會立即得出這是CO2反應(yīng)完的緣故。這時再分析CO2和NaOH的反應(yīng)及方程式的書寫便是水到渠成了，學(xué)生也更感興趣了。

六、改進創(chuàng)新

對實驗的改進可以從改進裝置、改進原料、改進過程、改進方法等方面進行。下面對初中化學(xué)中的一些實驗進行了改進和補充。

1.對傾倒二氧化碳實驗的改進：課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶沿?zé)呇芈鶡袃A倒，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，說明二氧化碳密度比空氣大，二氧化碳不支持燃燒，也不燃燒。有些同學(xué)把握不好，傾倒時速度過快或集氣瓶拿不穩(wěn)，二氧化碳剛倒出就散開了，結(jié)果造成上面的蠟燭先熄滅，下面的后熄滅，對二氧化碳的密度做出了錯誤的結(jié)論。我們對這個實驗做了改進后，成功率很高。在傾倒二氧化碳時，在燒杯內(nèi)壁處放一短頸漏斗，將二氧化碳從漏斗倒入，這樣就會順利地完成實驗。

2.實驗室用5%的過氧化氫溶液制氧氣

加熱5%的過氧化氫溶液制氧氣時，把帶火星木條伸入試管口很難看到木條復(fù)燃，其原因是產(chǎn)生氧氣從溶液中逸出時，也有大量的水蒸氣從溶液中逸出，使得帶火星的木條不僅不會復(fù)燃，反而會熄滅。

改進方案：使用20%的過氧化氫溶液，加熱的溫度不要太高，盡量減少水分的蒸發(fā)，當(dāng)看到溶液中有大量氣泡冒出時，伸入帶火星的木條即可。或在干燥管中裝上生石灰，把帶火星的木條伸到右邊集氣瓶口即可達到目的。

3.鋁箔在氧氣中燃燒

鋁箔在氧氣中燃燒這個實驗很容易失敗，原因主要有：（1）鋁是活潑金屬，在空氣中表面很容易產(chǎn)生氧化膜；（2）鋁箔太薄，點燃火柴時會使鋁箔卷曲而不能點燃。

改進方案：使用鋁片，實驗前用砂紙擦除鋁片表面的氧化鋁保護層并剪成0.3cm×5cm（課本上是2cm×5cm）鋁箔，下端系一根火柴，但不能太長，點燃火柴后等火柴快燒盡時，迅速伸進氧氣瓶中即可。

4.探究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量有無變化

創(chuàng)設(shè)問題情景：在化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量是增大、減小還是不變呢？激發(fā)學(xué)生猜想和假設(shè)，形成探究欲望，并布置課前探究，灼燒銅絲前質(zhì)量的變化。

提供實驗儀器藥品：托盤天平、錐形瓶、帶玻璃管的橡皮塞、帶玻璃棒的橡皮塞、小氣球、酒精燈、燒杯、光亮凈潔的鐵釘、細沙、硫酸銅溶液、白磷、砝碼等。

建立假設(shè)并收集證據(jù)：學(xué)生分組討論，自主設(shè)計方案和實驗操作步驟，驗證猜想或假設(shè)。白磷燃燒前后質(zhì)量的測定有三種方案：（1）用玻璃棒燃白磷；（2）用玻璃管系一只小氣球引燃白磷；（3）氣球直接緊套在錐形瓶口，并把錐形瓶放在石錦網(wǎng)上加熱引燃。

獲得結(jié)論并交流評價：實驗探究后，學(xué)生點評不同實驗設(shè)計的優(yōu)缺點，最終所有學(xué)生共享最佳實驗方案。再通過蠟燭和鎂條燃燒前后質(zhì)量的測定。激發(fā)學(xué)生的思維火花，是否一切反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律？學(xué)生通過合作討論、交流、解釋，計算機微觀動畫演示碳與氧氣的反應(yīng)，讓學(xué)生從微觀的角度認識質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)——化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類沒有改變，數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量也沒有改變。課后延伸探究，充分利用家里的生活用品來設(shè)計實驗，探究化學(xué)規(guī)律。這樣，以課前、課中、課后不同的空間，構(gòu)建出實驗探究的學(xué)習(xí)平臺，同時也開發(fā)和拓展了化學(xué)課程資源。

六、結(jié)束語

總之，化學(xué)實驗的改革有助于學(xué)生觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的培養(yǎng)。化學(xué)實驗所起的作用和其地位非常重要，因此，加強化學(xué)實驗教學(xué)及其改革是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時也是我們每個化學(xué)教師在教育教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問題。

參考文獻

[1]葉瑞祥，沈曉良.教育學(xué)[M].廣東高等教育出版社，1992年10月.

[2]初中化學(xué)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效策略的探討[J].化學(xué)教學(xué)，2007（7）.

[3]（英）A.O霍爾.化學(xué)入門[M].科學(xué)普及出版社，1981年4月.

[4]李宏華.化學(xué)教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法的體會[J].中學(xué)化學(xué)參考，2003（4）.

[5]黃積才.廣東教育[J].1996年第12期：P48-50.