主題探究：學生實驗教學新嘗試

摘要：以“基礎實驗8——酸與堿的化學性質”學生實驗的教學為例，嘗試以主題探究的方式組織學生實驗。認為：合作能力的培養是學生實驗探究的重要前提，知識網絡的形成是學生實驗探究的主要任務，課堂預設和生成關系的恰當處理是成功保障，探究主題的確立是學生實驗教學的核心設計。

關鍵詞：初中化學；學生實驗；主題探究

文章編號：1005–6629（2013）10–0051–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

與《義務教育階段化學課程標準（實驗）》相比，《義務教育階段化學課程標準（2011版）》對學生必做實驗做了明確規定，更加強調以實驗為基礎的“科學探究”，讓學生自己動手做實驗，親身經歷、感受實驗和探究過程。學生實驗教學本應讓學生在“做”中學，應該是培養學生實驗探究能力的一種有效途徑。然而，在實際的學生實驗教學中，一個常見現象是學生“照方抓藥”，按照教師或者實驗報告冊上提供的步驟去完成實驗操作，僅僅照著“菜譜”機械操作，“做”是做了，卻未必能真正學到科學方法、科學思想與科學觀念[1]。如何組織學生實驗，讓“探究性學習”能有條不紊并行之有效，這是擺在我們面前的一個重要問題。筆者嘗試以主題探究的方式組織學生實驗，把學生實驗課設計為由學生在一定的情景中發現問題、選擇課題、設計實驗方案，通過主體的探索、研究求得問題解決的過程。下面結合《義務教育階段化學課程標準（2011版）》規定的學生必做實驗“基礎實驗8——酸與堿的化學性質”教學實踐，談談以主題探究方式組織學生實驗的教學實踐和思考。EsV3jd2K89NeH0CkCpf6gQ==

2 “基礎實驗8——酸與堿的化學性質”教學設計

2.1 教材分析

“基礎實驗8——酸與堿的化學性質”是滬教版九年級化學第七章《應用廣泛的酸堿鹽》中的一個基礎實驗，其中包含了酸和堿的性質以及酸堿中和反應的實驗，是在學生系統地學習酸堿鹽的性質等知識之后進行的綜合實驗。

筆者把教材中的驗證性學生實驗設計成主題探究實驗，讓學生在掌握實驗技能的基礎上，學會設計并完成以“酸和堿的化學性質”為主題的化學實驗，鞏固第七章所學知識，增進學生對科學探究的體驗，增強學生實驗觀察、交流討論、表達的能力，初步學習運用比較、分類、歸納和概括等方法認識各類知識之間的聯系，培養學生勤于思考與實踐、善于發現問題、嚴謹求實、樂于合作等科學品質。

2.2 教學目標

2.2.1 知識與技能

（1）掌握常見儀器的名稱和使用方法，能進行藥品的取用、儀器的洗滌等基本實驗操作。

（2）通過自主設計實驗方案以及分組合作探究，認識常見酸和堿的化學性質，比較、歸納、概括酸與堿之間的聯系。

2.2.2 過程與方法

（1）通過基本操作的學習，學會運用觀察、實驗等方法獲取信息。

（2）通過教師演示、學生演示、學生互教互學和實際操練等，掌握規范的操作方法，養成良好的實驗習慣。

2.2.3 情感態度與價值觀

（1）通過有關實驗的觀察、操作，增強對化學現象的好奇心和探究欲，提高學習化學的興趣。

（2）通過化學實驗操作的學習過程，感受勤于思考、嚴謹求實、勇于實踐的科學精神的重要性。

（3）在分組合作實驗的過程中體驗科學探究的一般過程，感受團隊合作精神。

2.3 教學重點與難點

教學重點是通過學生動手實驗進一步感知和認識酸與堿的化學性質、酸堿中和反應等。教學難點是自主設計多個實驗方案鑒別鹽酸和氫氧化鈉溶液，掌握酸與堿的化學性質。

2.4 教法與學法

（1）教法：采用“問題探究式”和“討論式探究”的復習法，先給出實驗題例，通過對題例的探究發現問題，歸納知識點。

（2）學法：學生交流討論，暢談自己的設想；學生自主地思考、分析、討論，從而解決問題，并在自己的探究實踐中解惑。

2.5 教學流程

[引入探究課題]用央視熱播的《熊出沒》動畫片設計一個故事情境：主人公光頭強收到兩瓶無色的“飲料”，打開第一瓶便聞到了刺鼻的氣味，在丟掉的過程中，紫包菜、銹鐵鍋、大理石和純堿沾到了“飲料”出現了奇怪的現象，由此引發對這兩瓶無色“飲料”的好奇。

[探究課題1]區別兩瓶失去標簽的無色酸液和堿液。讓學生嘗試用實驗桌上提供的藥品和儀器來區別實驗桌上的鹽酸（14.6%）和氫氧化鈉溶液（5%），檢驗出來后為它們貼上標簽。要求每組至少用4種不同的方法來進行區別。

[展示方案，完成實驗]利用多媒體課件對應地投影出學生的方案類型。一般學生能設計出如下五種實驗方案：（1）與指示劑（無色酚酞試液）作用；（2）與金屬單質（鎂條）作用；（3）與金屬氧化物（鐵銹）作用；（4）與碳酸鹽（石灰石、碳酸鈣）作用；（5）與銅鹽溶液（氯化銅溶液、硫酸銅溶液）作用……

[教師激疑追問]有生成不溶性堿的嗎？剛才用氯化銅溶液或者硫酸銅溶液來鑒別兩種無色溶液的時候，實驗中生成藍色的沉淀——氫氧化銅，能否用這個氫氧化銅沉淀來對兩種液體進行鑒別呢？接著讓學生嘗試得到第六種方案：利用酸能與不溶性堿反應而堿不能來進行鑒別。

學生通過以上六種方法鑒別出了鹽酸和氫氧化鈉溶液，都給瓶子貼上了正確的標簽。此時教師再提出另一個問題：大家在貼完標簽以后思考兩個試劑還有何注意點？堿是能夠與部分非金屬氧化物反應的，盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶應該用橡皮塞而不是玻璃塞，因為氫氧化鈉會和玻璃中的二氧化硅反應。那么，這就是第七種方案：利用堿能與非金屬氧化物反應的性質來鑒別。接著將知識網絡圖進行補充，并要求學生及時將氫氧化鈉溶液上的玻璃塞改為橡皮塞。

[教師演示設問]（1）當學生回答“利用酸能與金屬單質反應”時，利用實物投影進行演示實驗：稀鹽酸與鋅粒、稀鹽酸與鎂條、稀鹽酸與銅片的反應。引導學生根據實驗的現象進行對比并思考以下問題：實驗室制取氫氣為什么選用鋅粒？（2）當學生回答“利用酸能與碳酸鹽反應”時，利用實物投影進行演示實驗：稀鹽酸與石灰石、稀鹽酸與碳酸鈉粉末、稀硫酸與石灰石的作用。引導學生根據實驗的現象進行對比并思考以下問題：實驗室制取二氧化碳為什么選用稀鹽酸與石灰石？幫助學生了解到酸的相關性質，鞏固實驗室制取常見氣體的注意點。

[引入課題]以上這些方案能夠將鹽酸和氫氧化鈉溶液鑒別出來，是利用了它們跟不同物質反應出現不同現象。通過實驗幫助光頭強補充了化學知識，解決了光頭強感到糾結的問題。光頭強補好化學知識后，他覺得這兩瓶無色“飲料”很神通，于是就想著把兩瓶液體放在一起看看有什么變化。“大家想想：光頭強能看到現象嗎？沒有明顯現象是否真的不反應呢？怎樣證明它們確實發生了反應呢？”引出酸與堿的中和反應實驗。

[探究課題2]學生分工合作完成酸堿中和的實驗。其間教師應提醒學生在向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時要注意逐滴地加入，防止鹽酸過量。

[交流與實驗]學生通過交流能體會到稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應時沒有明顯的現象，但通過借助酸堿指示劑可以檢驗反應是否發生。

學生按照學案上的步驟正確操作，但在控制鹽酸用量使紅色剛好褪色方面略有問題，鹽酸往往使用過量，導致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅，需要好幾滴才變成紅色。完成后請小組代表來交流現象和記錄的溫度變化。

[課堂總結]在《熊出沒》主題曲的輕松愉悅的氛圍中享受實驗成功的快樂。做完實驗，請學生按照PPT要求整理好儀器和藥品。

3 “基礎實驗8——酸與堿的化學性質”教學反思

3.1 合作能力的培養是學生實驗探究的重要前提

本節課改進為自主設計方案進行探究鑒別實驗，起點較高、難度較大，課堂容量大。在學校條件允許的范圍內，盡可能地將課內時間、空間和學習的主動權交予學生，全體學生在課堂上有充分的自主學習時間，并且是進行自主實驗，在情緒上一直是保持著積極興奮的狀態。在交流與討論的過程中，一般是學習績優生能首先順利完成方案設計和實驗、開始交流方案，獲得其他同學認可的是他們，能夠給出難度較大方案的也是他們，這個學生群體的學習積極性得到了很大程度的激發。與此同時，普通生和學困生一般不會當堂暴露出他們的錯誤和不解，自尊心得到了一定的保護，在聽取其他同學方案的過程中能發現自己的問題，找到差距，這樣也在無形中激發了他們學習的積極性。在聽取學生方案時，教師給出適當的引導和點撥，讓學生加深印象，學生也在發表觀點的同時聆聽其他同學的方案，在學習的過程中獲得新的學習經驗。因此，小組合作學習策略的運用是教學目標達成的關鍵點之一。

3.2 知識網絡的形成是學生實驗探究的主要任務

在初中化學教學內容中，酸堿鹽知識點相對較多，關系也較為復雜，是學習重點，同時也是難點所在。酸堿鹽之間的關系主要體現在物質可以相互轉化、相互反應。用實驗的方法來區分鹽酸和氫氧化鈉溶液，不僅可以指導學生自我梳理知識體系，使所學知識網絡化、結構化，而且可以讓學生結合實驗促進知識內化和建構，并且了解在日常生活生產中的實際應用，如生產中常用稀酸除去鐵制品表面的鐵銹。但是，能否將鐵制品長期浸泡在酸溶液中？通過實驗就迎刃而解了。同樣，根據大理石、碳酸鈉粉末分別與稀鹽酸反應時的不同現象也能證實，實驗室為什么常用稀鹽酸和大理石反應來制取CO2氣體。學生自然將理論知識與生活實際及社會熱點問題相結合，學習從化學視角看待有關物質的利用，了解化學在研究解決這些問題時的作用，培養學生對社會的責任感。

3.3 課堂預設和生成關系的恰當處理是成功保障

考慮學生對酸堿腐蝕性的恐懼和有可能出現的意外，實驗前明確實驗的要求和處理方法，打消學生的恐懼心理。從整節課的情況來看，學生在設計實驗方案時通常存在以下問題：①無從下手；②設計方案無法證實是否正確；③實際方案操作性不強；④個別學生的實驗設計無法完成或者完成不規范，實驗操作也存在一定錯誤及不規范等等。比如在做中和滴定實驗時，有些同學耐性不夠，往往鹽酸滴加過量，導致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅，甚至要回滴好幾滴。因此，在學生設計方案匯報總結過程中，教師利用實物投影儀有選擇性地穿插投影一些對比試驗，讓學生在有限的時間內不僅初步學會設計實驗，還能引導學生在實驗中發現一些問題，糾正一些實驗方案和操作，養成勇于發現問題的習慣。同時也要求教師在課后其他環節進行補充和完善，也要在今后的教學中多設計這樣的環節，讓每一位學生都不懼怕自主探究，不怕做錯，不怕來不及，從錯誤中學習，從慢變快，通過認真分析原因，得到結論。課堂預設需要教師精心準備，課堂生成需要教師善于調控。沒有精心預設和調控，學生實驗課堂便沒有思維深度。

3.4 探究主題的確立是學生實驗教學的核心設計

各種探究課題的確立，要根據學生對探究實驗的認知情況，首先對教材現有實驗進行深層次的探究確立簡單課題，然后學生根據自己的認知情況對部分實驗進行拓展并確立探究課題。在課堂教學中不能“泛化”，教師不能一味順從與遷就學生的探究欲望，要做好教學的向導。當學生們提出一些與主題關系不大或短時間內難以解釋清楚的疑問時，教師要果斷而又有“策略”地主導教學方向。畢竟學生的想法千差萬別，然而課堂的時間是有限的。盡管學生有“十萬個為什么”，我們也一定要引導學生把主要的時間和精力集中到探究的主題上面來。

主題探究學習是學生實驗教學的一種重要方式，也是培養學生探究意識和提高探究能力的重要途徑。在教學過程中，教師應充分調動學生主動參與探究學習的積極性，引導學生通過實驗、觀察、調查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式，在提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等活動中，增進對科學探究的理解，發展科學的探究能力。

參考文獻：

[1]倪娟.理科探究教學實踐問題的理論思考[J].教育學報，2009，（2）：26～33.