基于實驗探究的化學教學設計分析及反思

徐新峰

文章編號：1008-0546（201１）０５-00６９-0２中圖分類號：G63３.８文獻標識碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０５．０３１

不久前，筆者有幸參加了江蘇省南通市如東縣初中化學的優課評比活動，執教的課題是人教版九年級上冊《分子和原子》第一課時，并獲得如東縣優課評比一等獎。下面，就這節課來談談基于實驗探究的教學設計思路分析及反思。

一、 教學設計背景分析

這一課時主要講了分子的基本性質，從微觀上揭示物質的構成。學生對分子和原子看不見，摸不著，只能通過宏觀現象和想象去理解分子和原子的存在。嘗試用科學探究的方法來得出分子的基本性質，通過學生對某一問題的猜想，設計出實驗方案，進行實驗，從而得出結論。

這一課時的有關知識在八年級物理課已經接觸過，同學們對這一部分不太陌生。根據這一部分內容從學習者的角度來定位其認知過程，選擇相應的實驗教學策略來完成這一課時的教學設計。

二、教學設計過程及思路分析

１． 創設情境、體驗探究方法

上課前，我邀請幾位同學在教室的四周噴灑了一些香水。過渡語言：同學們，讓我們在香氣襲人的氛圍中開始今天的學習。先來動手完成實驗：將品紅放入水中會看到什么現象？學生兩人一組來動手完成實驗，我提出問題：香氣襲人、品紅擴散這兩個事實說明了什么？請同學們作出大膽的猜想。同學們在組內交流后，馬上作出回答：物質是由微小的粒子——分子、原子等構成的；分子、原子等微小粒子是運動著的。

猜想的正確與否，需要理論或實踐的支撐。圖片就是一種“事實來說話”的有效途徑。我通過多媒體呈現了①用掃描隧道顯微鏡獲得的苯分子圖、②通過移動硅原子構成的中文字圖這兩幅圖片，學生們受到了震撼。我引用一位同學的回答：“我不得不感嘆于科學技術的神奇與偉大，這兩幅圖片有力地證明了我們猜想的成立”。

設計意圖：從日常生活經驗和學生實驗入手，將獲得的知識進行科學抽象，使認識深入到事物的微觀本質，證明分子和原子的真實存在。從學生已有的生活經驗出發，引導學生從熟悉的生活情景和學生實驗中提出問題，引起學生的探究興趣，并引領學生作出物質微觀構成的大膽猜想。從宏觀到微觀的大步跨越，對學生來說，顯得尤為抽象，猜想這一科學方法成為階梯。當然，證實分子和原子的真實存在，還需要強有力的證據，利用先進儀器拍攝到的圖像便成了學生眼中的“公證人”。

２． 數學情境，激發實驗興趣

我問學生：１＋１等于２嗎？學生一臉茫然，未作答。我追問：１體積水與１體積酒精相混合后體積是否為２體積呢？學生說：不等于。我問：你們是怎么知道的？同學們說：猜的。同學們已經在不知不覺中進入到了“猜想和假設”的環節中，我因勢利導：怎么證明你們猜得對不對？固然同學們的回答當然是：實驗。在很好的數學情境鋪墊下，學生們合作完成了水和酒精的等體積混合實驗，結果不言而喻。但僅憑此實驗還不能讓學生馬上得出“分子間存在間隔”的緣故。在這一問題的解決策略中，我依然采用了實驗的策略，這種過渡可以理解為：聯想或者是由此及彼。我做了演示：等體積黃豆與芝麻的混合實驗。同學們觀察后有所感悟，也就很快得出了“分子間存在間隔”的結論。

設計意圖：“１＋１等于２嗎？”的簡單數學問題提出，并置于水和酒精混合的實驗情景中，激發了學生的探究興趣。學生的合作實驗是過程、是方法，在“做中學”，是解決認知沖突的有效手段。學生的這一合作實驗是宏觀的，通過微觀角度來解釋１＋１＜２的化學問題是有一定跨度的。因此，我在此設計了宏觀物質間的間隔實驗，讓學生很自然地聯想推理到微觀粒子間的間隔問題，是合乎科學邏輯的。

３． 動手實驗，體會結論由來

在探究氣體、液體間分子間間隔大小時，我引導學生自主走一條探究新知之路。通過給予學生實驗物品：注射器，讓學生們自己去假設猜想，再設計實驗去驗證自己的猜想。在自主設計和合作討論的前提下，學生們設計出了實驗方案：取氣密性良好的兩支大小相同的注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住針筒末端的小孔，將栓塞慢慢推入。學生實驗后用表格形式將過程和結論呈現出來：

表１水和空氣的壓縮比較

設計意圖：學生親身實驗，主動參與探究過程，得出結論，進而來分享成功的快樂。這是新課程化學實驗教學的最終歸縮。

４． 排除干擾，關注實驗方案

我演示了實驗：濃氨水在大燒杯中擴散實驗。在等待罩在大燒杯中的酚酞變紅的一段時間里，我用了一句過渡語：同學們，化學充滿了魅力和神奇，接下來，讓我們見證奇跡！實驗如約成功（罩在大燒杯中的酚酞變紅，而大燒杯外的酚酞沒有變紅），這激發了學生們的探究欲望。我提出問題：罩在大燒杯中的酚酞溶液為什么會變成紅色？于是，學生們分組討論，也提出了各種假設：①可能是酚酞溶液放置一會兒，才會變紅色；②大燒杯上的某種物質使酚酞溶液變紅色了；③構成濃氨水的粒子跑到酚酞溶液中去了。我想，針對同學們提出的各種假設，只有指導學生們設計出實驗方案，分組實驗，才能排除干擾。經過了小組討論，交流與表達，我的評價等環節，得出了如下實驗方案：①用干凈的燒杯配好酚酞溶液，靜置一會兒，觀察現象；②用干凈的燒杯配好酚酞溶液，將其單獨放在大燒杯中，觀察現象；③用干凈的燒杯配好酚酞溶液，用滴管吸取少量濃氨水，滴入燒杯中，觀察現象。

設計意圖：考慮到濃氨水的揮發性較強，若作為學生實驗來做，教室里氨味將會太強，因此作為演示實驗，并以此作為情景，提出問題“大燒杯中的酚酞為什么變成紅色”，為下面的探究實驗作為鋪墊，來感知科學探究的方法，得出結論：分子在不斷地運動。有時，在探究時，假設可能有幾種情況，當然，這也增加了探究的難度，而實驗方案的設計是進行實驗的指南針，對比實驗的設計是排除其他干擾假設的途徑之一。

５． 控制變量，嚴謹實驗程序

在探究“分子的運動與溫度有什么關系”的實驗中，我采用了兩名學生到講臺上來做實驗的方法，一名學生向一燒杯中加了常溫下的水，另一名學生向另一燒杯中加了熱水，通過我的提醒，兩名學生商量后，兩杯中的水調成等量。然后，再向兩杯中分別加入少量品紅，我再次提醒他們，為了便于觀察，在加品紅時要注意什么，他們認為要加一樣多的品紅，而且同時加入。

設計意圖：實驗是科學，需要嚴謹。在探究實驗時，變量只能設置一個，實驗現象背后的原因才能與這一變量有著關聯。

６． 課外動手，課堂實驗延續

在課堂教學中，作業布置是其中的一個重要環節。在本節課教學中，我設置了這樣一段過渡語為作業布置作了鋪墊：課堂實驗給我們帶來了樂趣，帶來了神奇和魅力，而家庭實驗，也是別樣的芬芳；由此，老師布置一道題留給同學們回家思考：設計題——請同學們利用糖塊和水兩種物質設計一個實驗來證明分子具有下列兩點性質：①分子在不斷地運動；②分子間存在著間隔。

設計意圖：作業的形式有多種多樣，同學們習慣于完成記憶和做習題的形式，鼓勵學生回家去做實驗，是符合化學課程標準的，也體現了化學與生活的緊密相連，只要我們留心去發現和思考，就會明白“生活中處處有化學”的真正內涵。

三、教后反思

本節課是一節建構模式的實驗探究課。整個教學過程始終體現了以學生活動為中心，以學生的認知發展為主線的教學策略。

１． 利用學生的生活經驗，創設情景

日常情況下水分的減少，濕衣服在太陽下比在陰涼處要干得快，物體的熱脹冷縮，給車胎打氣，糖在熱水中比在冷水中溶得要快等等。這些學生們所熟悉的生活經驗，蘊含著豐富的化學探究情景，鼓勵學生應用所學的知識，解決生活中的實際問題。這種模式建構拉近了化學與生活間的距離，將學科知識與生活經驗有機結合起來。

２． 重視實驗教學，抓住“探究”核心

探究已經成為新課程理念下的重要學習方式，我們提倡學生親自做科學，親自進行科學探究。等體積酒精和水的混合探究，氛分子擴散探究，溫度與分子運動的關系探究，均以實驗為主要途徑，為學生創造提出問題、思考問題的機會，通過小組討論、交流等形式，來調動學生學習化學的主動性，體驗科學探究的過程，培養和提高學生的科學素養。

３． 不足與遺憾

當然，本節課也有值得我深思的地方，如大多數學生不能從創設情景中自己去發現問題，提出問題，即在實驗教學中教師要嘗試著將問題權交付給學生；實驗中有個別小組的量筒有裂縫，酒精和水的混合實驗中漏在實驗桌上；做品紅放入水中實驗時，部分小組用的品紅過多，浪費嚴重；學生在實驗設計時，不夠嚴謹，方案中的變量有多個等等，這些需要教者不斷的去總結、改進，在教學設計這種預設中要多加考慮。

參考文獻

［１］裴新寧主編．化學課程與教學論［Ｍ］．杭州：淅江教育出版社，２００３．９

［２］趙寧主編．新課程典型案例與點評·初中化學［Ｍ］．長春：東北師范大學出版社，２００４．１