神奇性·整體性·體驗性·創造性——談化學實驗對優化課堂教學的作用

李宏春 徐玲玲

（浙江省臺州中學 浙江 臨海 317000）

化學是一門以實驗為基礎的學科，著名化學家戴安邦先生曾講過：“化學實驗教學是全面實施化學教育的一種最有效的形式。”化學實驗在中學化學教學中有著極其重要的作用，同時它又是新課程倡導的教學方式和學習方式。利用化學學科的特點來激發學生的學習興趣，引發學生思考，幫助學生通過實驗形成化學概念、理解化學基礎理論，幫助學生發展思維能力和訓練實驗技能以外，同時在課堂中還培養學生的科學態度和價值觀。因而，應把實驗進行精心策劃并與課堂教學有機地融合，發揮實驗在課堂教學中的功效，讓課堂教學展示化學學科的獨特魅力。以下是筆者的幾個實驗教學案例與思考。

一、實驗讓課堂富有神奇性

德國教育家第斯多惠說過：“教育的藝術不在于傳授本領，而在于激勵，喚醒，鼓舞。”“未成曲調先有情”是新課導入的最高境界。組織課堂的開端充滿懸念定能夠讓學生充分感受化學的神奇從而引起學生的學習興趣，有效地激發他們對化學的探索精神，充分體驗神奇的化學世界。

［案例1］蘇教版《化學1》專題2第二單元“鈉及其化合物”

教師：俗語說：“水火不相容”，今天我要演示一個滴水生火的實驗。

學生：一臉的期待……

教師：將滴管中的水滴到暗藏在酒精燈燈芯處的鈉，酒精燈燃了。

該實驗打破學生原有的認知，把“水火不相融”與“滴水生火”形成強烈反差。學生迅速進入濃厚的化學氛圍，激發起對這節課學習的欲望。 “萬事貴乎始”，在探究式教學中，如果有一個精彩、扣人心弦的引入，必將激發學生對新知識探究的渴望！課堂教學實驗只要進行有效挖掘，巧妙設計，亮點無處不在。比如氨氣這一性質教學內容，常規地介紹一下氨氣的基本情況，很難激發學生對氨氣知識的探究興趣，如果展示一朵事先噴灑了酚酞的白色絹花，隨后把白色絹花放入一瓶無色的未知氣體中，由于白色絹花立即變紅，定能引起學生的驚訝和好奇。結果課堂不僅像魔術般吸引學生眼球，而且激發了學生的心靈之眼——理性的科學思維相伴而生。

二、實驗讓課堂富有整體性

教學目標既要完成本位性的任務，也要發揮整體性的作用。同一層次目標間也是緊密聯系的，必須考慮到目標體系的橫向和縱向聯系，構成上下貫通、有機聯系的完整體系。將物質的分離與提純作為《實驗化學》的第一專題，既為了體現其重要性，也為了使學生能夠在后續的課題學習中進一步加強物質的分離與提純過程中涉及的基礎實驗技能。但由于受到學校條件和一節課時間共同的限制，如果按照書本的要求，在課堂中很難完成實驗操作本位性和完成目標知識的整體性的要求。所以大部分老師毅然拋開實驗，進行純理論講授，但效果可想而知。基于這點，我們把教材中的實驗加以重新精心設計，為自己的教學點燃一盞明亮的導航燈，以實驗為載體，搭臺鋪路，使課堂既能讓學生感受到化學的魅力，又能更好地把握住整體的要求。

［案例2］蘇教版《實驗化學》專題1課題3“硝酸鉀晶體的制備”

課前準備：混有泥沙的硝酸鉀、熱水、普通過濾裝置、熱過濾裝置、減壓過濾裝置、手動抽氣泵

教師：KNO3和泥沙混合物，如何分離？

學生：過濾（普通過濾）。

學生補充：溶解（看到實物想起）。

實驗：溶解（為了加快溶解，采用熱水，其實為引出下面知識作鋪墊）；過濾

現象：濾紙上、玻棒上有白色晶體析出，并且過濾速度很慢

學生：①白色晶體是什么？

②為什么有KNO3析出？

③如何改進？

效果：感官上的刺激，加深了對溶解度在制備中應用的理解，同時引出熱過濾。

實驗：熱過濾

思考：如何從剛才過濾所得的熱濾液中結晶出KNO3晶體？

熱的KNO3溶液降溫速度不同，析出晶體顆粒大小是否相同？

假如降溫后得到KNO3的過飽和溶液還不析出晶體怎么辦？

析出KNO3晶體和母液如何分離？如何快速分離？ 引出介紹減壓過濾。

實驗：減壓過濾（考慮到課堂的實際情況，抽氣泵改為手動抽氣泵，讓學生上臺演示，積極性很高。）

……

以實驗提純硝酸鉀過程這一主線，以線穿珠既對溶解、過濾、結晶等常用的實驗操作復習鞏固，又自然而然地學習并應用了減壓過濾、熱過濾的實驗方法。接著以硝酸鈉和氯化鉀為原料，將硝酸鉀從混合物中提取出來的知識不攻自破。把本節課的核心思想體現得淋漓盡致，又減輕學生記憶負擔，加深對知識的理解功能，有助于培養學生的學習方法，提高學生的邏輯思維能力。

三、實驗讓課堂富有體驗性

有句美國諺語是：告訴我，我會忘記；做給我看，我會記得；讓我親手做，我才懂。學生是教學的主體，教學中要求“實驗設計”的題材盡可能給學生提供較多的動手操作機會，才能引導學生自覺參與到化學的教學過程中來。親身體驗，才會引起學生對探索的興趣和欲望，親身體驗，課堂中的學生才會樂于思考，樂于探究，享受成功的快樂。學習的實質是內在心里的變化，教育的真正目標不是具體的行為變化，而是內在的感受或能力的變化。這也是實驗教學改革的發展方向和真正目的。

［案例3］蘇教版《有機化學基礎》專題5第二單元“氨基酸”

關于氨基酸的教學，重點放在其性質的學習上。因缺少直觀認識，其中學生對其性質是被動接受，特別是對不同的氨基酸可以通過控制溶液的pH分離它們很難理解。為了讓這個難點不攻自破，設計學生分組實驗。

課前準備：

1．儀器：試管若干、膠頭滴管、藥匙。

2．藥品：味精、蒸餾水、鹽酸（體積比 1∶2）、氫氧化鈉溶液。

教師：你知道味精的化學成分嗎？

展示資料：谷氨酸的一元鈉鹽

追問：如何從飽和的味精水溶液中獲得谷氨酸？猜測溶液會有何現象？

學生：加入鹽酸，會有沉淀產生。

分組實驗：（1）取約2mL飽和味精水溶液于試管中，滴加約1mL濃度為2mol·L－1的鹽酸，分裝于兩支試管中，振蕩，靜置，仔細觀察，記錄現象。

（2）向其中一支獲得谷氨酸的試管中滴加約1mL濃度為 2mol·L－1的鹽酸，振蕩，觀察，記錄現象。

（3）向另一支獲得谷氨酸的試管中滴加約1mL濃度為 2mol·L－1的 NaOH 溶液，振蕩，觀察，記錄現象。

教師：根據現象能得出什么結論？

學生：氨基酸具有兩性。

教師：分析兩性的原因。

學生：書寫離子方程式。

教師：氨基酸分子中氨基和羧基也可相互作用，引出內鹽概念。

……

本實驗中的味精來源于生活，可強烈地激發學生的探究欲望，補充這樣的一個實驗設計，貼近學生的認知水平，講究“引”法，加鹽酸析出的那一刻，增強學生理解不同的氨基酸可以通過控制溶液的pH分離它們，同時直觀地讓學生感受到氨基酸具有兩性的事實，充分體現新課程所倡導的“自主·合作·探究”教學理念，把設問、質疑和釋疑貫穿于實驗教學的始終，自身體驗，讓學生由大疑產生大悟的效果。

四、實驗讓課堂富有創造性

“創新是一個民族進步的靈魂。”化學作為一門不斷創造新物質以造福人類的科學，也是化學學科不同于其他學科的顯著特點之一。但在化學反應過程中，往往會發生一些副反應，還會產生一些環境污染。因此新課程的化學實驗越來越趨向小型化、微型化，這一方面是基于讓學生親身參與和體驗的需要，另一方面也是節約資源、減少污染的需要。

［案例4］蘇教版必修2專題4第二單元含氮化合物“Cu和濃HNO3的反應改進”

課前準備：5cm的銅絲、短的膠頭滴管、短試管、空滴瓶、濃硝酸、稀硝酸。

教師：銅與濃、稀硝酸反應生成的氣體有毒，編書的專家、教授們愛護同學們，多次對實驗進行了改進。今天我們能不能根據實驗的目的，充分發揮想象力，自己設計實驗？

學生：激烈討論。

教師：綜合學生的實驗設計：

方案1：取下膠頭，將銅絲分別放入兩支滴管中，裝上膠頭。分別吸取2mL左右的濃、稀硝酸，產生的氣體把液體排出后，收集在滴管中。稀硝酸反應較慢，待無色氣體將液體排出后，將氣體擠出滴管，用白紙作襯底觀察。展示實驗裝置如圖1。

師生評價：將氣體擠出滴管，還是會有污染。

方案2：空滴管中放置有銅絲，先吸兩滴管水，滴入空的滴瓶，再吸一滴管濃硝酸，看到滴管中有紅棕色生成，滴管中液面先下降后上升，硝酸稀釋成稀硝酸，繼續生成氣體，滴管內氣體為無色，再提起滴管吸入一些空氣，滴管內氣體無色變成紅棕色。

優點：Cu和濃HNO3的反應及Cu和稀HNO3的反應兩個實驗進行整合，現象對比明顯，密封裝置更環保，如圖2。

在創新設計時，教師要“道而弗牽，強而弗抑，開而弗達”（《禮記·學記》），挑起興奮點，激活思維；瞄準求知點，發展思維。在創新設計中，我們應充分考慮到學生的存在，留給學生足夠的思維空間。比如我們在設計中故意露出破綻，誘導學生質疑，并將學生的質疑作為很好的課堂生成資源，激發學生探究性學習的熱情。課堂是隨時變化的，因此創新設計應是動態性設計，應留有根據具體的教學情境隨時調整的空間，特別應抓住課堂上即時出現的亮點進行創新設計，以體現教師的教學智慧。

總之，對課堂教學實驗進行有效地挖掘、巧妙地設計、精心地構思、大膽地創新，讓它成為課堂教學一個獨特的引入點、聯系點、激發點、創新點，才能充分體現實驗在課堂中的教學功能。然而實驗現象往往是顯性的，“肉體之眼”可以觀察，但科學思維是隱性的，需要的是“心靈之眼”，教師應當明確實驗需始終與理性的思維相伴。

［1］ 趙國忠．有效教學最需要什么［M］．南京：南京大學出版社，2010，（9）：57～63

［2］ 劉江田．問題和問題解決 ［M］．南京：江蘇教育出版社，2008，（12）：12～13

［3］ 李文育．讓化學課堂在動態生成中煥發生命活力［J］．成才之路，2007，（35）：24～25