高中化學教材非實驗內容實驗化的探索

楊海艷

摘要：上海新高考政策的出臺，對于在高中化學教學計劃中如何設置化學實驗，是一個熱點問題。為貫徹“以實驗為引領”的動手學化學的理念，通過深入挖掘高中化學教材內容，設計了幾個化學教材非實驗內容實驗化、動手化的案例。

關鍵詞：動手學化學；非實驗內容；實驗化；教材實驗；實驗教學

文章編號：1005-6629（2016）2-0072-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

2014年上海高考新政策的出臺在各高中引發了課程設置方案與考試評價制度的一系列改革，其中對師生影響最大的就是高中化學課的周課時數減少了三分之.。然而在新的化學課程標準和等級考考試手冊均未明確的形勢下，教學內容總量并沒有明顯減少，于是在教學計劃上學生的實驗課就自然成了被壓縮的對象。這樣的做法使得以實驗為基礎的化學學科喪失了一大半的學科魅力。除了課時安排緊張之外，其他諸如課堂時空受限、配套設施不足等諸多因素無疑對提倡學生多走進化學實驗室更是雪上加霜，于是在高中化學課上出現了以觀看視頻為主的化學實驗教學模式。

然而化學學科立足于培養學生的科學素養與科學精神，旨在實現學生體驗式的感悟和學習，在做、思、悟中提高學生的思維品質。充分挖掘本學科內涵，實現化學學科的育人目標，這是我們高中化學教師的追求。毫無疑問，在實現學科育人目標的過程中，高中化學實驗教學能否得到有效實施會起到決定性的作用。

基于這樣的背景和現狀，我們工作室的杜淑賢老師很早就提出的“動手學化學”的教學思想具有很高的理論的前瞻性和實踐的指導性。而我們工作室學員在這一理論的引領下，在推進“高中化學教材非實驗內容實驗化、動手化”的具體實踐中進行了大膽的嘗試，重點針對教材上的非實驗內容，設計和開發實驗，盡量讓學生實現在體驗中學習。在實踐中積累了_一定的經驗和案例。下面舉五個案例進行闡述。

1 體會1mol物質到底有多少

“1摩爾物質含有阿伏伽德羅常數個微粒，經實驗測定約為6.02×10 mol”。這是很多學生在初中時就耳熟能詳的一句話。那么6.02×10到底有多大？阿伏伽德羅常數到底怎樣可以測定出來？這是很多學生都想弄明白的問題。

基于上述學情我們設計了這樣一份周末作業——請測量一下一粒大米的質量，然后估算一下1摩爾大米可以夠全家吃多長時間？認真投入地去研究這個問題的學生收獲非常大，他們在實踐中運用著“化零為整”的測量思想.通過仔細計算之后對于1摩爾為什么只適合描述微觀粒子體會深刻。

在阿伏伽德羅常數的測量方面我們采取的形式是：啟發學生查閱資料，了解一些測定方法，在理解其原理的基礎上，再對不同方法進行對比和選擇，最后以探究小組為單位進行學生自主實驗的申請和實踐。

2 噴泉實驗DIY與設計防倒吸方案

噴泉實驗的設計經常是課堂上教師進行演示，然后在學生的一片驚嘆聲中教師實現了所謂“水往高處流”，之后再是原理的討論和講解。我們備課組的做法是：將班級學生分成幾個大組，每組發兩瓶氯化氫氣體，然后將問題拋給學生，每組用兩種不同的方法實現噴泉。這種嘗試下的課堂是異常活躍的，問題開放性很強，引發了激烈的組內交流和組間的探討，最后的匯報交流時間還涉及到了對嘗試失敗的原因分析等等。在這一實驗中學生通過自己動手所獲得的快樂是無法用語言形容的，而由此學生就能充分理解對極易溶于水的氣體進行吸收時一定要考慮防倒吸，接下來順理成章地去研究設計各種防倒吸的方案和裝置。

3 “萃取升華”與天然產物提取

提取是有機化學的重要工藝環節，是有機化學應用的一個重要手段。從天然產物中提取有效成分是目前中西藥結合的關鍵點，是有機化學在醫藥領域應用的重要方面，2015年的諾貝爾生理和醫學獎表彰的科學家屠呦呦，其主要貢獻就是選擇了，臺適的溶劑和方法提取出了抗瘧疾藥物的活性成分。高一上學期學生實驗“從海帶中提碘”以及“碘升華”給予了學生分離提取方法和操作上的學習，在此基礎上我們在第二課堂設計了‘‘從茶葉中提取使人提神的活性成分——咖啡因”。

這個探究實踐過程很漫長。喝茶為什么能夠提神？茶葉中都含有什么成分？什么成分發揮了提神作用？咖啡因的化學結構和藥理活性是怎樣的？咖啡因的物理性質與化學性質是怎樣的？采用什么方法能將茶葉中的咖啡因提取出來？提取咖啡因的最佳溶劑是什么？將不同方案進行對比后綜合評價。

學生在討論中糾結于是用大量水浸泡？還是用有機溶劑萃取？亦或是先將茶葉灼燒成灰后再用水浸泡？萃取試劑如何去除？如何提高提取的效率？等等。一系列遞進式的問題將學生的自主資料查閱引入到師生交流的環節中來，讓學生掌握一種自主學習方式，提高學生的自學能力和溝通能力，并能夠自行設計方案完成咖啡因的提取。在具體操作中練習與之相關的實驗技能，關注實驗過程，捕捉實驗細節，通過有效知識與技能訓練相結合，創設教、學、做一體化的真實互動學習情境。實踐后進行總結與反思，將課題進行延伸，從而將知識技能與研究方法進行升華。

4 電解質的導電性與離子反應的實質

學生在學習電解質概念時，在辨析強、弱電解質與導電性關系時總會有很多理解誤區，而他們在掌握離子方程式的書寫上用了很多死記硬背的功夫。我們設計了以下實驗，整合了導電性與強、弱電解質以及離子反應與離子方程式，從而實現了學生在體驗中琢磨、分析、對比和總結。

具體器具是：一臺磁力攪拌器，一個大燒杯，攪拌子'滴定管，測定電導率的傳感器或導電性測定裝置（一排小燈泡），恒溫水浴。學生在分別測定了0.1 mol/L的氨水和醋酸溶液的導電情況之后，用滴定管將0.1 mol/L的氨水逐滴滴加到0.1 mol/L的醋酸溶液中，一邊劇烈攪拌，一邊觀察電路中燈泡的明暗程度變化或者電導率的變化。可以作圖來模擬和描述這一過程，利用所學知識分析現象背后的深層原因。

設計類似方案去探究在Ba（OH）溶液中滴入稀HSO，電路中燈泡的明暗變化。去探究純醋酸中逐滴滴入蒸餾水，觀察電路中燈泡的明暗變化，并解釋原因。以上這些實驗對現象原因的正確分析和解釋離不開對導電性實質的理解以及對離子反應本質的把握。

5 混合溶液中離子檢驗的“實戰”

高二下學期的會考復習專題之.“物質檢驗”旨在要求學生系統整合高中的常見離子檢驗方法，并能融會貫通。我們在復習課上設計了組間競賽的模式，每組實驗條件、試劑種類相同，完成混合溶液的離子檢驗任務，通過各組的完成時間以及檢驗結果的正確性對每組進行評價。

學生面前的問題是：“這瓶澄清透明的溶液中，可能含有Al、NH、SO、CO、Cl，請設計合理的實驗方案并動手實踐，最終確定各離子的存在與否。”這不再是紙上談兵，而是“實戰”。這堂課上學生斗志昂揚，熱情高漲，每個人都在踐行著“動腦、動手、動口”。最后的組間交流更是精彩不斷，有人會恍然大悟，有人會扼腕嘆息。在動手體驗解決實際問題的過程中有效落實了離子檢驗這部分的知識的復習和提升，這種動手實踐的形式無疑是事半功倍的。

布魯納說過“所謂求知，是過程，不是結果”。作為一門以實驗為基礎的學科，在設計課堂教學的過程中，我們重視將化學學科知識與生活情境緊密結合，引導學生通過活動獲取知識，培養學生實踐操作能力和思維能力，開闊學生眼界。我們堅持“實驗是手段，思維是核心”的教學宗旨，讓學生在體驗中學習，養成用所學知識、觀點和方法觀察事物、解釋現象、分析問題的習慣，從而真正達到“從生活中來，到生活中去”的學習目的。

新的高考方案和高考政策形勢下，化學教學的目標更加要凸顯化學學科對學生成長過程中理學修養的獨特作用，我們的理想是，讓我們的每一節課都能在實驗的引領下更加精彩。為此目標我們會—直努力和堅持，為學生樹立樸素的唯物主義世界觀提供科學準備，為學生熱愛生活、享受美好世界打開科學的窗戶。