淺談化學課堂實驗的精細化設計

劉德兵

（蘇州市陽山實驗中學校 江蘇 蘇州 215151）

化學實驗永遠是化學課堂中的活力所在，一節完美的化學課堂常常要有完美的實驗設計為支撐，環環相接，學生興趣昂然，教與學的效果達到完美的境界。

所謂化學實驗精細化設計，我認為首先要做到“精”、“巧”、“細”。 “精”就是指能夠集中課堂知識的精華，實驗內容要精要，實驗操作要精簡，實驗結論要精準。 “巧”指的是實驗設計要巧妙，實驗的節奏要自然，實驗的知識要融合。 “細”指的是實驗步驟要細化，實驗中蘊含的化學知識要細化，實驗知識的考查要細化。

一、追問式的實驗設計

追問式的實驗設計一方面為我們的知識教學提供明確主線，另一方面為學生提供清晰的思考內容，更是可以直接為我們解決課堂教學重點、突破難點服務，這也是我們常用的方式之一，那么如何做精細化呢？先看一則課例片斷：

教師首先明確實驗內容即探究燃燒的條件，接著請一位同學上臺點燃了酒精燈。學生從容操作，用火柴點燃了酒精燈。指著燃燒著的燈又問，在此實驗中，哪些物質是可燃物？同學們七嘴八舌，出現了酒精、火柴、棉芯、火柴盒、塑料燈帽．．．教者評析各種結果，及時表揚了學生，大家回答的很棒，觀察仔細，緊接著老師又追問學生，這么多的可燃物可為什么只有酒精和火柴燃燒呢？同學從容回答，火柴通過摩擦使溫度達到了它本身的著火點，火柴燃燒放出熱量溫度也達到了酒精的著火點，酒精燈當然也就燃燒起來了。一個問題剛結束老師又反問，其它可燃物為什么沒有燃燒起來呢？“溫度沒有達到它們的著火點”有幾位同學大聲地說出了自己的想法。老師面帶笑容，同學們對燃燒的條件分析都不錯，可現在我要把燈滅了，怎么滅？此言一出，只見一學生順手拿起燈帽，迅速蓋上，燈滅，老師走到學生身邊輕輕地問，你為什么要這樣做呢？學生站了起來理直氣壯地說：“老師，酒精燈已經燃燒好長時間，快點滅掉，節約藥品，我早就想給它滅了”，聽了此言，師生都為之一笑。有同學立即又問這位同學，有點為難此生之意，你能說出這樣做的道理嗎。那小孩慢慢站了起來，我蓋上燈帽主要是隔絕了氧氣，但我沒有主動的舉手得到老師的認可再行動，其實我還想上去動一下燈帽，放一點空氣進去，這樣便于以后燈帽打開，聽了此生之言，同學們報以熱烈的掌聲。

最后老師平定一下課堂，非常感謝這位同學，他說的很在理，下面的問題是要大家思考的，請看題，說著投影上展示出一串問題，想一想：點燃，熄滅一盞酒精燈實驗中燃燒的是什么物質？ 棉線有沒有燃燒？燈芯瓷蓋有沒有燃燒？酒精燈里的酒精有沒有燃燒？

怎樣熄滅酒精燈？火柴梗為什么沒有燃燒完呢？說一說：物質燃燒需要什么條件？

問題設計環環相連，大有打破沙鍋問到底之感，體現教者深厚的教學功底，這樣的追問式實驗設計讓實驗中蘊含的什么中考熱點考點躍然紙上，為課堂教學帶來了一片好評，學生參與積極，聽課者享受其中。

二、游戲式的實驗設計

化學實驗設計成游戲形式極大的激發了學生的興趣，提高學生課堂學習參與率，在輕松愉快的游戲中獲得化學知識，比一比，賽一賽，這樣可以讓學生全體參與其中，積極思考，完成知識內容。例如：在進行火柴燃燒實驗中，教者設計了“火柴淘汰賽”分別請六位同學進行實驗。幾人一組，這些學生都是自愿報名中選拔出來的。

第一組，打開火柴盒，一看沒有火柴，真可惜，直接被淘汰（沒有可燃物）。

第二組，打開火柴盒，取出火柴在盒側面擦劃，沒有火柴頭，也被淘汰，（溫度達不到火柴梗的著火點）。

第三組，成功點燃火柴，并要求一位橫向放置燃燒，一位火柴頭堅直向上，一位火柴頭垂直向下，還有一位火柴頭稍稍向下傾斜，看誰燃燒時間長？

通過這樣游戲式的實驗教學，大大提升了學生興趣，讓學生對燃燒及其條件的認識會更全面，同時三者之關系更有親身的體會，特別是第三組更是把常見的中考熱點融入其中，學生印象深刻，哪還有不會之理呢。我們實驗的目的是讓學生更好地獲得知識，激發學生更多的思考，在活動和游戲中感受學習的快樂，并積極參與其中。

三、聯想式的實驗設計

進行聯想式的實驗設計，是實驗專題復習時常用的一種方式，可以從實驗儀器，實驗藥品，實驗操作，實驗現象四個角度進行聯想實驗設計。例如：玻璃棒是初中化學中常考的一種儀器，可以聯想到溶解，蒸發，過濾，濃硫酸的稀釋等實驗要求；水是最常見的液體，可以聯想到空氣中氧氣含量的測定，熱水中白磷燃燒，鐵絲在氧氣中的燃燒，硫粉在氧氣中燃燒等典型的實驗，包括一些溶液配制等實驗；裝置氣密性檢查，可以聯想由試管到錐形瓶和長頸漏斗到錐形瓶和注射器啟普發生器等裝置，由單個裝置到多個裝置連接的檢查，只要搞清原理，就會水到渠成；常見實驗現象如發光，溶液變紅，產生氣泡，生成沉淀等都可讓學生聯想很多實驗，利用這些實驗可有效的進行對比，強化知識理解，更有利于學生形成清晰準確概念，達到復習鞏固效果

四、歸納式的實驗設計

歸納式的實驗設計要求較高，它可以幫助學生形成良好的理性思維習慣，讓許多復雜的知識變得精煉而簡單，有了理性思考，學生對知識的應用可以說會得心應手，許多問題也就不是問題了，這樣的實驗設計，應當滲透到我們課堂實驗的每一個實驗中，因為沒有歸納就沒有思考，沒有思考也就很難形成能力。例如，我們初中化學中常用的洗氣裝置，我是這樣進行實驗設計的，先組織討論交流：

老師提出問題，首先請同學思考如何用它來收集一瓶你呼出氣體？問題一提出，就有一學生發言：“先在里面裝滿水，在從短的那邊吹氣。”老師接著說，方法基本正確，大家有沒有想到這樣的氣體會含有較多水氣呢？學生們再思考，一會兒有一學生回答道，在注滿水的水面上加一層植物油就好了。

聽了學生發言，老師做出一個邀請的手勢說，這位同學想方法真不錯，上來操作一下，同學們你們想知道他一口氣能呼出多少氣體嗎？如果想怎么辦？通過短時討論，學生很快找到方法，那就是在長導管一端再連一下直角導管，把排出來的水用量筒來收集起來，接下來就請這位同學操作演示，學生完成上述實驗，順利得到氣體并測量其體積。同學們都知道呼出氣體中含有較多二氧化碳，那么我們如何測量它的質量呢？同學們說出好多種方法，最后把生成的氣體通入澄清石灰水進行測量，并用電子秤測量反應前后石灰水的質量變化的方法得到大家的一致認可，并進行實驗操作，測出了二氧化碳的大致質量。實驗快要結束時，一學生舉手提問，這瓶中存儲的氣體如何把它排出呢？問題一出學生很快有了正解的方案，接著師生共同完成了實驗。在實驗的基礎上學生較全面認識了洗氣瓶在中學化學的基本功用，最后歸納如下：

1．洗氣

作為洗氣瓶，事先瓶中裝入一些化學試劑，對不同的實驗，目的不同，作用也不同，但都要長管進氣，短管出氣，這樣才能達到“洗氣”目的。

2．收集氣體

（1）排空氣法：收集密度比空氣大的氣從長管進氣，收集密度比空氣小的從短管進氣，如果收集那些有毒有害的氣體時，還要在排出導管末端連一個相應尾氣處理裝置，防止造成空氣的污染。

（2）排水法：對于難溶或不易溶于水的氣體收集，先要在瓶中裝滿水，然后從短管進氣，把水排出來，如果用一量筒接受液，還可以間接測量出生成氣體的體積。如果在水面的上方用一些植物油液封的話，此裝置就可以收集我們常見的大部分氣體了，還可以量取出體積。

3．儲氣

作為儲氣瓶可以暫時儲存少量的氣體，只要通過長管的一端，加入與所存氣不相溶的液體，就可以把氣體順利的擠壓出來，通過控制液體的流量可以得到實驗所需的平穩的氣流。

4．安全瓶

作安全瓶，作為可燃性的氣體從液體中冒出，氣體在導管口點燃時，也不會引燃液體中的氣體，加之瓶中混合氣體量本身就不會太多，故而起到安全的作用。

例如：在一氧化碳還原金屬氧化物的實驗中，對尾氣一氧化碳的處理常用一燃著的酒精燈把多余的一氧化碳轉變為二氧化碳，這之間的澄清石灰水不僅吸收、檢驗生成的二氧化碳，提高了一氧化碳的濃度使其容易點燃，同時也可以通過它觀察到通入氣流的快慢，其實還有一個重要的因素，就是安全問題，通過裝有澄清石灰水洗氣瓶使前后氣體被石灰水阻隔開來，就不可能因為一氧化碳的不純而造成爆炸的危險。再如：在醫院給病人輸氧氣時，也利用了類似的裝置，并在裝置中盛放大約半瓶蒸餾水。其主要目的就是用來觀察是否有氧氣輸出和觀察輸出氧氣的速度，從而保證病人吸氧安全哦！

在設計實驗基礎上對知識進行歸納，讓我們的課更加有血有肉，學生學習的熱情得到大大的釋放，學生對知識的掌握程度一定很好。

五、開放性的實驗設計

開放性的實驗設計有利于提高學生發散思維的能力，可以讓我們的課堂氣氛活躍，學生興奮，知識之間的聯系更緊密，可以針對某一知識點進行，也可以針對某一實驗反思進行，例如：在設計配制一定質量分數的溶液的實驗中針對誤差分析我是這樣設計的：

首先，請同學們結合自己實驗過程的操作角度進行交流討論結可能偏小的原因有哪些？結果學生反應很積極，表述原因主要有：（1）固體不純；（2）藥品和砝碼放反；（3）天平未調平（指針向左偏）；（4）燒杯洗滌后未干燥；（5）量取一定水時仰視刻度；（6）量筒里的殘留液又倒入燒杯中；（7）砝碼磨損；（8）紙上有殘留藥品等等……

接著，讓學生討論偏大的原因有哪些？學生表述結果有：（1）砝碼生銹；（2）天平游砝沒有歸零；（3）量筒量取水時俯視刻度；（4）量筒倒入水時有部分濺出；（5）在攪拌時有液體濺出（固體沒有完全溶解前）……

通過設計，收獲很大，學生在這開放性實驗思考中，思維的大門完全打開了，各種分析的原因讓師生共同受益，全面詳細。開放性實驗教學中，讓學生感到真正成為學習主人，成為思想自由的人，充分體現了和諧民主的課堂氛圍，這樣獲取的知識可以說是大家的智慧，我相信是大家最易接受的。

化學課堂離不開實驗，如何讓實驗在課中大放異彩，讓學生享受實驗帶來的無窮樂趣，讓學生在實驗中輕松學習知識，提高化學學習的基本能力，化學實驗的精細化設計，讓化學課堂成為我們學生最喜愛的課堂，是我們不斷的追求。

［1］ 劉超．化學實驗中洗氣瓶的 “一物多用”［J］．化學教育，2004，（12）