優化整合實驗 提高課堂效率

陳芳芳

摘要：基于實驗教學的視角，以滬教版“石灰石的利用”為例，通過實驗的優化及整合，提高新授課的效率，提升思維品質，培養學生探究、分析應用知識的能力。

關鍵詞：石灰石的利用；實驗教學；演示實驗；分組實驗；課外實驗活動

文章編號：1008-0546（2014）07-0054-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.020

一、設計的指導思想

實驗是優化教學的重要手段和內容。義務教育課程標準倡導在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，激發學生的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高科學探究能力。中學階段的演示實驗、分組實驗和課外實驗活動等在教育教學功能上有一定的差異，如何優化整合實驗，進行有效教學，促進學生的全面發展是化學教學的核心內容之一。筆者在“石灰石的利用”教學中做了初步嘗試。

二、教學過程

[導入]以時間為軸，播放一組人類利用石灰石的圖片。這些人類文明的奇跡和重要的生產活動都與這塊巖石有密不可分的聯系，它就是伴隨著人類文明和發展的石灰石！

設計意圖：金字塔、萬里長城等遺跡的建造利用了石灰石，現代工業中生石灰的制造、工業煉鐵、水泥的生產都離不開石灰石。通過圖片展播的形式，讓學生體會在人類發展的進程中石灰石的作用。為探究石灰石利用的化學原理埋下伏筆。

1. 實驗環節一 探究碳酸鈣與鹽酸的反應

[提出問題]錐形瓶內放有一些石灰石，怎樣驗證其中含碳酸鈣？

[演示實驗]石灰石與鹽酸的反應。

設計意圖：根據教材[2]的編寫順序，學生已經學習了實驗室制取二氧化碳，認識了碳酸鈣能與鹽酸反應的性質。“如何驗證石灰石中含有碳酸鈣？”促使學生思考“如何利用物質的性質對物質進行初步檢驗”。 演示實驗的示范作用也為后續分組實驗作了鋪墊。

[分組實驗]石灰石中含有碳酸鈣，巖石中是否都含碳酸鈣？

設計意圖：依據分組實驗，利用學生身邊的物質，激發學生探究的興趣。在鞏固基本實驗操作技能的同時，深化“利用物質的性質對物質進行初步檢驗”的認識。體驗實驗的過程，養成思考、設計，動手操作、完成實驗報告、交流反思的好習慣。在協作中實驗，在交流中提升。

[實物展板]部分巖石中含有碳酸鈣，生活中的一些物質也含有碳酸鈣。

設計意圖：通過實物展板的形式（貝殼、珊瑚、珍珠、水垢、雞蛋殼）讓學生體會碳酸鈣存在形式的多樣性，逐步養成從化學的視角看身邊的物質，為課外實驗活動提供了素材。

2. 實驗環節二 探究碳酸根離子的檢驗方法

[演示實驗]試管內有一些白色粉末（碳酸鈉），向其中加入稀鹽酸，并把產生的氣體通入澄清石灰水。換另一種白色粉末（碳酸鉀），完成類似的實驗。

[提出問題]能與鹽酸反應生成二氧化碳的物質一定是碳酸鈣？碳酸鈉、碳酸鉀在組成上與碳酸鈣有何相似之處？如何檢驗碳酸根離子？

設計意圖：通過實驗，學生認識了碳酸鈣與鹽酸的反應及初步檢驗碳酸鈣的方法。而碳酸鉀、碳酸鈉與鹽酸反應的實驗，與學生的認知形成了沖突，激發學生通過表觀現象探索學科本質，認識碳酸根離子的檢驗方法。逐步形成認識性質的微觀視角，持續構建“微粒觀”。

3. 實驗環節三 探究碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的化學性質

[演示實驗]灼燒石灰石，敲擊灼燒前、后的石灰石。

[提出問題]成分是否發生變化？如何驗證氧化鈣的生成？

[演示實驗]取兩只小燒杯，分別加入適量蒸餾水，放入未灼燒和灼燒后的石灰石，取上層清液于試管中，向其中吹氣。

[討論]實驗中現象差異的原因。

[演示實驗]生石灰與水的反應。

設計意圖：此過程由四個實驗組成——灼燒后的石灰石質脆，引發對碳酸鈣分解反應的思考；后投入水中、向上層清液吹氣，溶液的渾濁引發對二氧化碳與石灰水反應的思考；通過工業產品生石灰與水實驗現象再次認識氧化鈣與水反應的性質。上述實驗環環相扣，學生在探索過程中認識、運用碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的性質。

4. 實驗環節四 課外實驗活動體驗氧化鈣、氫氧化鈣的性質

[課堂活動]依據碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的性質探尋物質間的轉化關系，分析石灰石、生石灰、熟石灰的用途。

[課堂總結]我們今天學習了石灰石的利用，對物質進行利用時，可根據它的性質進行直接利用，更可根據它的化學性質，通過物質間的轉化，不斷拓展其利用的范疇，實現間接利用，更好地造福人類。這也是化學學科魅力與價值的一種體現。

[課外實驗活動]

（1）課本135頁“活動與探究”，可以參考投影上的實驗報告。

（2）雞蛋殼和醋酸反應并推測成分。

三、教學反思

1. 演示實驗—合理“活化”實驗，讓思維在探索中深化

演示實驗的基本方式是教師演示實驗過程，通過引導學生觀察、思考、分析實驗現象，得出結論。正是因為這樣的組織形式，演示實驗要有明顯的實驗現象，較高的實驗效率，在教學設計中關注合理規劃知識，“活化”實驗，如“石灰石高溫分解實驗”。在設計中改進了教材中的實驗，使用戶外用品“煤氣燈”代替“酒精噴燈”可提高實驗的效率。“灼燒后的石灰石敲擊即碎”激發學生思考其中的化學原理；“吹氣變渾”的實驗現象激發學生思考氫氧化鈣的來源；“氧化鈣與水反應”的實驗現象中學生再次認識到氧化鈣與水反應的性質，并對化學反應中能量的變化引起思考。實驗探究的過程層層深入，激發學生不斷運用“元素觀”、“變化觀”思考反應，持續構建化學基本觀念，輕松掌握“三石”間的轉化。在后續的學習中，實驗的設計還可以更“活”，如利用酸堿指示劑，質量的變化等等。endprint

2. 學生分組實驗—細致規劃實驗，讓思維在體驗中發散

分組實驗，是以學生動手操作為主，在教師指導下獨立或合作完成實驗，以鍛煉學生的實驗技能，學習研究科學的基本方法為主要目的[3]。在教學時突出實驗研究的一般過程，加強實驗技能的同時培養學生較好的實驗習慣，提升實驗素養，如本課中分組實驗—探究“是否所有的石塊中都含碳酸鈣”。教學設計時從實驗前、實驗中、實驗后三方面整體規劃。實驗前，明確實驗目的，引導學生利用藥品和儀器設計實驗，思考、交流實驗的步驟和注意事項，養成先思考后動手的實驗習慣；實驗中，依據討論得出較為合理的步驟實驗，提醒學生記錄實驗現象或采集實驗數據，關注薄弱實驗小組、予以幫助；實驗后，學生對實驗現象或實驗數據分析處理，通過小組間的交流，對比異同，思考原因，提升實驗的品質。本課中，由于石塊這一自然物質本身所含有的成分不完全相同，實驗現象的不完全一致，讓學生學會尊重實驗事實，此課堂生成資源為課后的思考和探究提供了素材，將課堂有效地延伸。而“焰色反應”檢驗鈣離子將在后續的學習中認識，本課中只是對碳酸鈣進行初步檢驗。

3. 課外實驗—依托實驗報告，讓思維在實踐中創新

課外實驗活動是為實現一定的目的而展開的一種特殊的情境體驗，是化學常規實驗教學的必要補充，它能使學習者完完全全地體驗著學習的全過程，不僅可以激發學生學習化學的興趣，而且為培養學生的實踐能力和創新精神，提升思維品質，提高學生的綜合素質提供了良好的運作空間[4]。在實際教學中，課外實驗實施較難，如藥品和儀器的來源問題等。學生在網上購買一些基本的儀器和藥品，利用日常生活中的一些物品（如利用生石灰干燥劑來替代生石灰、雞蛋殼來替代碳酸鈣、眼藥水瓶替代膠頭滴管等）做替代品，收集替代品的過程激發學生的創造力，促使其從化學的視角看生活中的物品。本課中，筆者嘗試利用實驗報告的形式幫助學生有序地思考、設計、安排人員，完成實驗。從反饋的實驗報告可知，此次活動中，小組之間并沒有明顯的界限，同學們在活動中分工合作，取長補短，共同提高；各組的實驗報告和活動照片在班級“文化角”中展示。課外實驗活動不是完全“放手”而應伸出一只手幫著學生逐步有序地完成，實驗報告就是這樣的一只“手”。

實驗使化學充滿魅力，是培養學生良好的化學思維、提升科學素養的重要載體。開展多樣化的實驗活動讓學生有機會去體驗知識、原理的形成過程，學習科學探究的方法既是義務教育課程標準的要求，也應是廣大一線教師不斷的追求。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務教育化學課程標準（2011版）[M]. 北京：北京師范大學出版社，2012

[2] 課程標準研制組. 義務教育課程標準實驗教科書（修訂本·九年級·上冊）[M]. 上海教育出版社，2010

[3] 陸建源. 新課標下化學分組實驗教學策略的研究 [J]. 化學教育，2010，（2）

[4] 朱文仙. 開展化學課外實驗活動的實踐與認識 [J]. 化學教學，2004，（12）endprint