中學化學實驗設計的視角分析

摘 要：初中化學實驗教學指的是教師根據教材內容設計相應的實驗方法，引導學生通過化學實驗學習化學知識。為了保證化學實驗教學的有效性，教師要科學、合理地設計化學實驗方案，讓學生在實驗中深入研究知識，提高其運用化學知識的能力。具體而言，教師可基于教師實操視角、學生觀察視角及問題視角進行化學實驗設計，以提高課堂教學效率。

關鍵詞：初中化學;實驗設計;視角分析

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-624X（2021）16-0075-02

引 言

初中化學課程的教學目的是通過講解物質的基本性質、特征并結合生活中實際存在的化學問題，促使學生掌握基本化學知識，具備學習化學的能力，為學生的高中化學學習打下堅實的基礎。為了有效提高學生的化學學習效率，教師要利用化學實驗教學幫助學生消化、應用所學到的化學知識，加深學生的記憶[1]。教師在設計化學實驗教學前，要結合教材內容及學生的興趣，讓化學實驗方案既符合新課程改革的要求，又能激發學生的學習興趣，營造良好的學習氛圍，從而使其積極地參與到化學實驗中，保證實驗教學效果。

一、中學化學實驗設計的原則

初中化學教師要想有效開展化學實驗教學，在設計實驗教學方案時要遵循以下原則。

其一，科學性。科學設計化學實驗，指的是教師要根據具有科學依據的事實設計化學實驗。科學性是化學實驗設計的首要原則。教師要具備科學的思維及嚴謹的構思，在確定的概念及充分的實驗原理的指導下設計化學實驗，并在實驗過程中培養學生的科學意識及科學思維[2]。

其二，導向性。導向性指的是教師所設計的化學實驗要為學生的化學學習提供指引的方向，避免學生在學習的過程中走彎路。總體上講，教師設計的化學實驗過程應包括了解實驗器具、全面把握實驗注意事項、按照步驟進行實驗、分析觀察現象、總結實驗結果。這樣完整的實驗流程可以讓學生逐步對實驗過程有所了解，進而使學生完成化學實驗，并掌握相應的知識。

其三，探究性。教師在設計化學實驗時，要考慮到實驗的探究意義，要讓實驗具有探究的價值，以便學生能圍繞其進行研究、討論。同時，教師在設計實驗時要把握好角度，不能過于簡單，否則學生一眼便可看到結論;也不能過難，否則實驗超出學生的認知，會打擊其學習自信心。

其四，方法性。教師要豐富教學方式，采用相應的教學方法促使學生正確地進行實驗。常用的實驗方法有不完全歸納法、控制變量法、比較實驗法和演繹推理法等。不同的實驗方法會產生不同的教學效果[3]。教師選擇合適的方法指導學生進行實驗，可以激發學生對實驗的興趣，使其主動參與到實驗過程中，并逐漸掌握正確的化學實驗方法，進而提升其化學學習水平。

二、中學化學實驗設計的幾個視角

（一）基于教師實操視角，提高實驗教學設計能力

要想有效開展化學實驗教學，首先，教師要深入分析、研究實驗內容及教學方式，結合學校實驗室現有的實驗設備及學生的化學學習情況進行科學、合理的化學實驗設計。教師在設計化學實驗教學方案時，要在符合科學性的基礎上對教學內容進行補充，從而豐富教學內容，調動學生參與化學實驗的積極性，使其主動地進行化學實驗[4]。其次，教師必須提高自身的實驗操作能力，并深入地探究化學實驗教學設計要點，改革化學實驗設計、教學方法。最后，教師在設計化學實驗時，要突出實驗的研究性意義，可以按照以下步驟進行設計：發現問題、提出問題、做出假設、設計方案、進行實驗、交流討論、歸納總結、得出結論。教師只有嚴格按照以上步驟設計化學實驗，才可以幫助學生養成良好的化學實驗習慣，進而提高化學實驗教學效率。

以鎂元素的教學為例，這部分的教學重難點在于讓學生充分掌握鎂元素的化學性質及特征。據此，教師可設計如下化學實驗：（1）給每位學生發一根鎂條，讓他們觀察鎂條的顏色、形狀等外在特征，并彎曲鎂條;（2）讓學生用砂紙摩擦鎂條的表面，將觀察到的現象記錄下來;（3）將鎂條用坩堝鉗夾住，放置于酒精燈上燃燒，讓學生對燃燒過程進行觀察，并記錄氣味、顏色。待學生做完實驗后，教師要讓學生分析實驗中觀察到的各種現象，結合教材中寫到的鎂元素的性質及特征，掌握其具有的化學性質。教師如此設計化學實驗，可以提高學生的觀察能力、實驗操作能力，促使其在實驗中學到相關的化學知識，有利于提高化學實驗教學效率。

（二）基于學生觀察視角，開展探究性實驗教學

化學是一門以實驗為基礎的學科。在初中化學學習中，學生要通過觀察實驗現象驗證、解釋、總結化學知識，這樣才能充分掌握化學知識。因此，化學學習的基礎是化學實驗，而學生要想充分掌握實驗現象，就離不開觀察。在化學教學中，觀察占據著重要的地位。因此，教師在開展化學實驗設計及教學時，要注意培養學生的觀察力。初中階段的學生尚未形成完整的知識體系，缺乏實驗的經驗，在觀察實驗現象時，可能存在實驗結果與客觀事實不一致的情況。為了幫助學生消除這種錯覺，教師要引導學生聯系理論與實際，使其養成客觀觀察的習慣[5]。

以硫酸、鐵元素的教學為例，教師可以設計如下實驗：給每位學生發一塊鐵皮，將其放入稀硫酸中，讓學生觀察實驗現象。學生通過實驗可以觀察到，鐵片逐漸溶解、有氣泡冒出、溶液變成淡綠色，反應原理為Fe+H2SO4=FeSO4+H2。這時，教師可以引導學生進行思考：“將鐵片放入濃硫酸中，會發生什么現象？”學生回答：“鐵片溶解，放出氫氣。”接著，教師播放事先拍好的視頻。視頻中，教師在濃硫酸中放入鐵片，但鐵片并未溶解。這時，教師可以讓學生思考：“為什么兩個實驗的材料都是鐵片和硫酸，但實驗現象完全不同呢？為什么鐵片在稀硫酸中溶解，在濃硫酸中卻沒有溶解？”這兩個結果激發了學生對實驗極大的興趣，也加深了他們對化學理論知識的理解。鐵的性質活潑，能與稀硫酸發生化學反應，置換出其中的氫，并被溶解;而濃硫酸具有氧化性，將鐵片放入濃硫酸中，鐵片表面的鐵會發生氧化反應，形成一層致密的氧化物薄膜，隔絕濃硫酸與鐵片的內部，因而鐵片在濃硫酸中不會溶解。通過以上實驗，學生對硫酸、鐵元素的知識有了深入的了解，并且能在實驗過程中養成良好的觀察習慣。

（三）基于學生問題視角，引導學生自主探究化學知識

初中化學課程的重要內容是化學實驗。化學實驗有利于培養學生的觀察能力、實驗操作能力、分析判斷能力，進而促進其核心素養的發展。在傳統的化學實驗教學中，學生會依據教師預設的實驗目的，嚴格按照教師的實驗設計流程進行實驗，通過觀察實驗現象得出實驗結論。這容易導致學生不會自主分析、論證實驗過程及結果，對實驗中出現的錯誤或異常情況視而不見，認為只要實驗結果與教材內容一致便是成功的實驗。這不僅無法提升學生學以致用的能力，也會影響學生的學習效率。因此，教師在設計化學實驗時，要考慮到此方面，將培養學生善于發現問題、敢于質疑作為實驗教學的目的之一，注重培養學生的問題意識，通過問題提高學生的化學學習水平。

以二氧化碳的性質教學為例，教師先讓學生按照以下步驟進行實驗：將幾滴石蕊試劑加至石灰水中，然后在其中通入CO2，觀察實驗現象。學生可以觀察到，石蕊溶液逐漸變紅。接著，教師可以順勢提出以下問題：“如何確定使石蕊變色的是碳酸，而不是水或者二氧化碳呢？”這可以激發學生的問題意識。學生會主動地思考如何設計對比實驗，從而探究出問題的本質，確定使石蕊變色的物質。學生結合學過的化學知識，經過思考后，設計如下對比實驗：將干燥的小紙花用石蕊溶液浸潤，將CO2加入其中，發現紙花未變色，這說明CO2不是使石蕊變色的物質;接著將水噴灑至紙花上，發現紙花同樣未變色，這說明水不是使石蕊變色的物質;再向其中通入CO2，這時可以觀察到紙花變為紅色，這說明碳酸是使石蕊變色的物質。由此可見，教師在設計化學實驗時應重視培養學生的問題意識，可以通過問題引導學生進行自主思考，養成正確的化學實驗習慣，進而提升學生學以致用的能力，提高其實驗學習效率。

結? ? 語

總之，初中化學是中學課程的重要組成部分，要想提高學生的化學學習效率，教師必須利用好化學實驗課程，在開展實驗教學前，明確實驗設計的原則，根據教學中存在的問題，找出實驗設計的視角，有效地設計化學實驗教學方案。教師可基于教師實操視角，提高實驗教學設計能力;基于學生觀察視角，開展探究性實驗教學;基于學生問題視角，引導學生自主探究化學知識。由此，促使化學實驗教學的作用得到有效發揮，讓學生通過實驗對化學知識有進一步的理解，并能熟練運用化學知識，進而提高其化學水平。

[參考文獻]

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作者簡介：邱明華（1981.2—），男，江蘇蘇州人，本科學歷，中學高級教師，教導主任。