例談初中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計

莊玉香

【摘 要】在進行初中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計時要深思熟慮，嚴謹認真，遵循實驗設(shè)計的原則，在問題情境的設(shè)計、活動的設(shè)計等諸多方面進行精細化處理，有效發(fā)揮實驗教學(xué)的功能。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué)；實驗教學(xué)；實驗設(shè)計；問題情境；實驗設(shè)計原則

化學(xué)實驗在化學(xué)課程中具有十分重要的地位，初中學(xué)生剛接觸化學(xué)這門學(xué)科，科學(xué)合理地進行化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計可以有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，幫助學(xué)生形成化學(xué)核心素養(yǎng)，因而在進行初中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計時要深思熟慮，嚴謹認真，遵循實驗設(shè)計的原則，在問題情境的設(shè)計、活動的設(shè)計等諸多方面進行精細化處理，有效發(fā)揮實驗教學(xué)的功能，為學(xué)生的進一步發(fā)展打好堅實的基礎(chǔ)。

1.初中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計的原則

1.1安全性原則

在設(shè)計化學(xué)實驗時，安全性是第一原則，要全面考慮，在實驗流程上保障學(xué)生和教師的人身安全，最大限度地排除不安全因素。例如，在設(shè)計“驗證氫氣的性質(zhì)”實驗時，有學(xué)生這樣設(shè)計：（1）請氫氣收集到氣球中，放開手后，氫氣球上升，以驗證氫氣比密度比空氣小。（2）將充滿氫氣的氣球點燃，以驗證氫氣具有可燃性。該實驗設(shè)計盡管操作簡單，但忽略了一個重要的因素就是其安全性，將充滿氫氣的氣球點燃時有時會發(fā)生爆炸，這種事故在現(xiàn)實生活中也常常發(fā)生。

1.2環(huán)保性原則

在化學(xué)實驗中可能會產(chǎn)生一些廢水、污染性的氣體、一些有毒的煙塵等，這些都可能給環(huán)境帶來一定的影響?；瘜W(xué)實驗設(shè)計要以減少化學(xué)實驗對環(huán)境的污染為原則。

例如，“燃燒條件的探究”實驗（見圖1），該實驗的優(yōu)點是水中取火，實驗現(xiàn)象很明顯，產(chǎn)生的五氧化二磷可以被水吸收，從而更環(huán)保，水中白磷的燃燒也更加安全。

1.3易于觀察性原則

化學(xué)實驗的易于觀察性主要表現(xiàn)在實驗現(xiàn)象明顯。這也是化學(xué)實驗設(shè)計的一個主要方面，沒有明顯的實驗現(xiàn)象，就很難得到科學(xué)的推理和科學(xué)的結(jié)論。以水和二氧化碳的反應(yīng)為例。水和二氧化碳的反應(yīng)是一個難點，因為水和二氧化碳的反應(yīng)沒有明顯的實驗現(xiàn)象。可以這樣進行設(shè)計：（1）將裝有二氧化碳的礦泉水瓶中倒入半瓶水，振蕩，礦泉水瓶變形；（2）打開礦泉水瓶，將里面的水倒在浸有石蕊試液的紙花上面，紙花會變成紅色；（3）再做對比實驗，將干燥的紙花分別浸入到二氧化碳氣體中或噴上水，可以看到紙花不變色。通過這個實驗，可以清楚地得到二氧化碳會和水反應(yīng)，得到的物質(zhì)會使石蕊變紅色的結(jié)論，突破了教材難點。

1.4節(jié)約性原則

在教學(xué)過程中一些微型實驗的出現(xiàn)和發(fā)展，在化學(xué)實驗過程中節(jié)約藥品這一方面有了很大的突破。不是所有需要驗證的問題都可以用“微型”實驗來說明，但是在設(shè)計實驗時一定要注意節(jié)約藥品。以鐵絲在氧氣中的燃燒為例，實驗設(shè)計如下：（1）在集氣瓶中放入少量的二氧化錳；（2）倒入適量的過氧化氫溶液；（3）蓋上玻璃片，過一會兒驗滿；（4）將繞成螺旋狀的細鐵絲在前端綁上火柴梗，點燃后伸入集氣瓶中。該實驗的優(yōu)點是：操作需要的藥品較少，體現(xiàn)了節(jié)約的原則；不需要再收集氧氣，操作比較簡單。用同樣的方法，把涂有鋁粉的濾紙條點燃，可以完成鋁在氧氣中燃燒的實驗。

1.5精確性原則

化學(xué)實驗的精確性要求實驗由于操作造成的實驗誤差盡量小。

以空氣成分的驗證實驗為例。如圖2所示：在燃燒匙里預(yù)先放入足量的紅磷，在燃燒匙中裝入電熱絲，通電后電熱絲發(fā)燙，點燃紅磷。該實驗的優(yōu)點是：操作簡單，成功率較高；在密閉容器中進行操作，實驗誤差小，同時還可以減少對環(huán)境的污染。

2.設(shè)計化學(xué)實驗教學(xué)目標的策略

2.1貫徹“最近發(fā)展區(qū)”理論

化學(xué)實驗的教學(xué)目標應(yīng)體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的理念，要在學(xué)生現(xiàn)有的知識和技能的基礎(chǔ)上，綜合學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀發(fā)展水平，在“最近發(fā)展區(qū)”理論指導(dǎo)下，讓學(xué)生通過實驗活動，在原有的知識和技能層次上得到進一步的提升。以“燃燒的條件”實驗教學(xué)目標的設(shè)計為例，有教師設(shè)計的教學(xué)目標為：知道燃燒的條件，初步認識實驗所運用的“實驗條件控制”方法，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。在該案例中，由于學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中己經(jīng)接觸到了實驗條件控制方法，因而這里的實驗條件控制方法應(yīng)該定位在“認識”層面上，而不是“初步認識”。教師在設(shè)計實驗教學(xué)目標時，要對學(xué)情進行詳細的了解，在學(xué)生原有的實驗知識、實驗技能的基礎(chǔ)上去尋找學(xué)習(xí)實驗新知識和提升實驗技能的“生長點”。

2.2化學(xué)實驗教學(xué)目標的設(shè)計要具有較強的針對性

在進行化學(xué)實驗教學(xué)目標的設(shè)計時，要具有較強的針對性，不能隨意放大或縮小具體的實驗內(nèi)容。例如，在上面“燃燒的條件”實驗教學(xué)目標的設(shè)計中，“知道燃燒的條件”這一目標是整個課題“燃燒和滅火”的教學(xué)目標（即課時目標），并不是本實驗內(nèi)容的教學(xué)目標，因而該實驗教學(xué)的知識目標可以這樣設(shè)計：知道燃燒需要氧氣，知道可燃物需達到著火點才能燃燒。

2.3完成實驗所花費的時間要適當(dāng)

任何實驗教學(xué)目標的設(shè)計，最終的目的是為了達成一定的目標，體現(xiàn)實驗的目的性和價值性。初中化學(xué)課程一般安排在初三學(xué)習(xí)階段，學(xué)生為了中考都在積極地做著各種準備，因而在設(shè)計實驗時間時要把握好尺度，切實可行。還以“燃燒的條件”實驗教學(xué)目標的設(shè)計為例，“培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力”需要一定的過程和時間才能達成，單個實驗很難完成這一宏大的目標，可以將這一目標設(shè)計修改為“體會運用‘實驗條件的控制方法進行實驗探究的過程”，從而很好地貫徹了新課程標準對于實驗?zāi)繕藢哟蔚牟煌蟆?/p>

2.4要突出對學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)重要環(huán)節(jié)的化學(xué)實驗教學(xué)，不僅要重視學(xué)生化學(xué)實驗知識與技能的獲得，實驗探究能力的提升，還要關(guān)注化學(xué)實驗在態(tài)度、情感、價值觀層面上的發(fā)展。因此在設(shè)計教學(xué)目標時，也應(yīng)該從上述3個維度來考慮。如設(shè)計“二氧化碳制取的研究”這一實驗教學(xué)目標時，可設(shè)計出這一實驗情感目標：在實驗室制取二氧化碳的研究過程中，學(xué)生逐步養(yǎng)成相互合作、嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學(xué)探索精神。

3.初中化學(xué)實驗教學(xué)問題情境設(shè)計策略

3.1設(shè)置合理的情境性問題，激發(fā)學(xué)生主動探究意愿

在分組實驗課前編制預(yù)習(xí)案時，設(shè)置合理的情境性問題，既能指導(dǎo)學(xué)生的實驗操作，又能激發(fā)其主動探究的意愿。

以分組實驗“粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除”為例，可以設(shè)計兩類不同的情境性問題：（1）粗鹽是純凈物還是混合物，為什么呢？本次分離實驗利用了食鹽的哪種物理性質(zhì)？這種結(jié)晶的方法還適用于哪類物質(zhì)……此類問題以培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案為導(dǎo)向，如為幫助學(xué)生了解實驗?zāi)康模驗閹椭鷮W(xué)生明確該實驗的設(shè)計意圖及培養(yǎng)學(xué)生對同類問題的解決能力等；（2）蒸發(fā)前將濾液倒人蒸發(fā)皿時，若不小心灑出部分濾液，會對實驗的最終結(jié)果有何影響……此類問題為促進學(xué)生的主動學(xué)習(xí)以提升其思維深度，有效引導(dǎo)學(xué)生對實驗誤差進行反思，培養(yǎng)學(xué)生通過化學(xué)實驗獲取信息的能力。

3.2運用核心問題或核心詞，解決教學(xué)的重點和難點

課程標準中指出，“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育，要引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念”。例如，在進行“質(zhì)量守恒定律”新授課時，由于學(xué)生在物理中學(xué)過“能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律”，且已有部分生活經(jīng)驗，學(xué)生對“質(zhì)量守恒”已形成了前科學(xué)概念，因此可以設(shè)計“你認為什么是質(zhì)量守恒？”作為這一新授課中反復(fù)設(shè)問、誘導(dǎo)求異、多角度辨析的開放性問題，順利地解決了學(xué)生在化學(xué)計算中的審題難點。

3.3設(shè)計直觀實驗，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識

在化學(xué)理論與概念的教學(xué)中，可以通過化學(xué)實驗有意識地滲透學(xué)科核心思想。比如，通過稀鹽酸和碳酸鈉粉末反應(yīng)的實驗，學(xué)生不僅能夠提出針對性的問題：“為什么在有氣體生成的反應(yīng)中天平不平衡？”還能設(shè)計出將原實驗裝置密封起來的改進實驗，從而理解了質(zhì)量守恒定律中“反應(yīng)生成的各物質(zhì)的質(zhì)量”的內(nèi)涵，也初步領(lǐng)會了物質(zhì)的分類觀、轉(zhuǎn)化觀、微粒觀等。通過諸如此類的小實驗的設(shè)計，既強化了質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵和外延，也培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識。

4.初中化學(xué)實驗教學(xué)活動設(shè)計策略

4.1設(shè)計活動時要緊密聯(lián)系實際問題

在進行初中化學(xué)實驗活動設(shè)計時，要依據(jù)課本原有的設(shè)計思路，積極引導(dǎo)學(xué)生在充分理解課本現(xiàn)有實驗的基礎(chǔ)上，綜合利用所學(xué)知識對課本原有實驗設(shè)計思路、操作方法、實驗裝置、進行必要的改進形成創(chuàng)新活動設(shè)計，增加實驗的趣味性和有效性。如生石灰作為干燥劑，和水反應(yīng)并放熱，可以將生石灰和水放在礦泉水瓶中蓋緊，在確保安全的狀態(tài)下觀察礦泉水瓶的爆裂情況。紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量時可以通過定量的方法先將水放入集氣瓶測量空瓶時空氣的體積，再用大量筒精確測定白磷燃燒后排出的水的體積，經(jīng)過定量分析實驗，準確理解課本所講的大約（可能大于或少于）五分之一的含義。類似這些實驗活動設(shè)計主要包括技能性學(xué)習(xí)目標和體驗性學(xué)習(xí)目標，選擇的實驗活動內(nèi)容體現(xiàn)了科學(xué)過程和科學(xué)方法的具體應(yīng)用。

4.2設(shè)計活動時要結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗或社會熱點問題

一方面選取與學(xué)生生活貼近又結(jié)合社會實際的知識內(nèi)容，從已掌握的物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途為出發(fā)點，力圖解釋生活情境中發(fā)生的事例，體驗化學(xué)問題就在我們生活的身邊，感受化學(xué)的重要性；二是善于發(fā)掘日常生活和生產(chǎn)中的學(xué)習(xí)索材，從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā)，讓學(xué)生對熟悉的生活情境和社會熱點問題進行分析和思考，感受化學(xué)的重要性，了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系，把學(xué)到的知識運用到實際中去，逐步運用已有的化學(xué)知識分析解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感。例如，安排“硬水的鑒別”“用食醋除去水垢”“燃燒法鑒別羊毛織物和化纖織物”等實驗活動，不僅把化學(xué)知識應(yīng)用于生活實際，而且能激發(fā)學(xué)生的探究心理，將驚奇感化作學(xué)習(xí)的動力，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。讓學(xué)生從社會熱點問題中取材分析，可以增加學(xué)生的社會責(zé)任感。例如，讓學(xué)生用學(xué)過的燃燒爆炸知識分析“中石化青島燃爆事故案例”“天津化學(xué)倉庫爆炸事件”中爆炸的可能原因，等等，讓學(xué)生形成科學(xué)嚴謹、實事求是的態(tài)度，同時又是一次注重生命的安全教育，使其在面臨和處理與化學(xué)有關(guān)的社會問題時能做出更理智、更科學(xué)的思考和判斷。

【參考文獻】

[1]王興平.新課標下初中化學(xué)探究性實驗的教學(xué)設(shè)計與研究[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2013（8）：43

[2]翟其君.新課改下初中化學(xué)實驗教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇，2012（37）：263-264