課外實驗

池新敏

摘 要：分析了現(xiàn)如今初中化學(xué)課堂實驗教學(xué)中存在的一些問題，提出采用“課外實驗”教學(xué)作為課堂實驗有效教學(xué)的拓展和延伸，然后組織學(xué)生進行實踐并對實驗過程進行安全管控，最后對實驗成果進行分析和評價。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；課外實驗；拓展；延伸

布魯納認為：“所謂求知，是過程，不是結(jié)果。”化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗是科學(xué)探究的重要手段。立足于學(xué)生身心特點和啟蒙階段化學(xué)學(xué)習(xí)的需求，教師要積極創(chuàng)設(shè)條件，開展實驗教學(xué)，常常是“課課有實驗，節(jié)節(jié)要演示”。在實驗教學(xué)中教師要考慮學(xué)情、班生規(guī)模、課堂容量以及教學(xué)任務(wù)的完成等因素，大部分實驗只能由教師來演示或個別學(xué)生代表來輔助完成，學(xué)生參與面較小。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通常充當(dāng)?shù)膮s只是見證者的角色。

筆者曾借助問卷、訪談等調(diào)查手段，提出“你喜歡什么樣的化學(xué)實驗？”等問題。“親身經(jīng)歷和體驗”成為學(xué)生呼聲最高的答案。多年的實踐表明，課外實驗教學(xué)是可以適時支持課堂有效教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴大學(xué)生的知識面，發(fā)展學(xué)生的智能。學(xué)生的新想法、新觀點通過課外實驗得到驗證，學(xué)生的動手能力通過課外實驗得到彌補和提高。學(xué)生集思廣益，制定實驗計劃，想辦法查閱資料，收集實驗材料，設(shè)計實驗步驟，完成實驗操作，對實驗現(xiàn)象進行觀察和描述，對實驗結(jié)果進行分析，還要對突發(fā)事件快速反應(yīng)，及時、有效地進行處置，控制事態(tài)發(fā)展。相對于傳統(tǒng)的課堂實驗教學(xué)，它和生活聯(lián)系的緊密性、學(xué)生動手能力的鍛煉、學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動等方面都有明顯的優(yōu)勢。因此，教師應(yīng)對當(dāng)前課堂實驗教學(xué)進行適當(dāng)?shù)母倪M和拓展，采用課堂實驗教學(xué)為主、課外實驗教學(xué)為輔的教學(xué)方式，讓初中化學(xué)教學(xué)變得更加高效，也更貼近生活實際。

一、實施課外實驗的意義

（一）適時支持課堂有效教學(xué)

筆者所在地區(qū)以2012年教育部審定的人教版九年級化學(xué)課本為教材，教材中共安排了8個課外實驗，如自制簡易凈水器、自制汽水等。學(xué)生在完成自制凈水器這個課外實驗過程中通過查閱資料、收集各種材料，就能自制簡易凈水器。通過調(diào)整小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉的位置，調(diào)整水流的方向和流速來測試它的凈化效果。還嘗試用大小不同的木炭或當(dāng)?shù)氐闹裉縼泶婊钚蕴吭俅芜M行實驗，通過比較分析得出結(jié)論。學(xué)生在完成這個實驗后就能深刻理解“過濾”和“吸附”這兩個概念，通過親身經(jīng)歷和體驗強化概念認識，對于課堂實驗教學(xué)起到很好的支持效果。

（二）將化學(xué)和日常生活、生產(chǎn)緊密聯(lián)系在一起，讓學(xué)生學(xué)以致用

課外實驗不僅包含教材中的8個課外小實驗，教師還可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要和當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有資源，創(chuàng)設(shè)趣味性實驗、家庭小實驗、補充性實驗、改進性實驗等，同時注重課外實驗的生活化、趣味化、綠色化，如“硬幣的成分”“紗窗如何防銹”“洗發(fā)水酸堿性探究”等。引導(dǎo)學(xué)生通過實驗來解釋和解決日常生活、生產(chǎn)中的實際問題，將貼近生活、貼近社會的理念落實到實驗教學(xué)中。

（三）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生主動探究

課堂上學(xué)習(xí)的理論課后能運用實踐，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)化學(xué)在生活中的“神奇”作用，能激發(fā)他們的好奇心，促使學(xué)生主動探究，還能使他們從中收獲自信。比如：在學(xué)習(xí)鐵生銹的條件時，教師提前一周布置探究任務(wù)，鼓勵學(xué)生設(shè)計出多種方案，在家中完成鐵釘在水、食鹽水等多種環(huán)境下的銹蝕實驗，得出鐵生銹的條件。還有學(xué)生提出：“銅在潮濕的空氣中會生成銅綠，該怎么做呢？”學(xué)生通過查閱資料，分析、比較與鐵生銹異同點，提出猜想，準備儀器和藥品，設(shè)計并完成實驗，同時對數(shù)據(jù)進行記錄和分析，得出正確的結(jié)論。一旦學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)建立了自信，又有了興趣，他們便會主動學(xué)習(xí)、探究，對知識的理解、吸收能力也會相應(yīng)地得到提升。

二、實施課外實驗的方案

（一）實驗準備

課外實驗相對于課堂實驗最困難的就是實驗用品的收集，這也是最考驗學(xué)生動手能力的地方。它需要學(xué)生觸類旁通，通過課堂上學(xué)習(xí)到的化學(xué)藥品、儀器等，在生活中找到或是使用替代品，如：碳酸鈣就可以用蛋殼、貝殼、石灰石、珍珠、珍珠粉、碳酸鈣片等代替。筆者以“酸堿中和滴定”的實驗為例進行介紹，實驗前期的準備工作主要涉及以下三個方面。

1.藥品準備

在選用材料時，學(xué)生需要先思考“酸堿中和反應(yīng)”的原理，還要思考、尋找生活中有哪些呈酸性、堿性物質(zhì)。經(jīng)過查閱資料，學(xué)生發(fā)現(xiàn)白醋的溶質(zhì)是乙酸（CH3COOH），是一種弱酸性物質(zhì)；石灰水即氫氧化鈣溶液，它可以由當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的生石灰與水反應(yīng)獲得；而指示劑可以用紫甘藍葉、紫蘿卜皮或紅蘿卜皮、紫牽牛花、紅玫瑰花瓣等來提取，色素的提取還需要用到酒精。

2.儀器準備

因為實驗過程需要提取植物指示劑中的色素，還要完成中和反應(yīng)方案設(shè)計和驗證，所以學(xué)生將實驗儀器分為兩部分進行準備。一是色素提取。需要準備：小刀（用以去皮或切塊）、濾紙或醫(yī)用紗布或者無色布料、研缽（可使用碗筷代替）；二是滴定實驗。需要準備：注射器（用來代替量筒、滴定管）、玻璃杯、小勺或筷子（用于攪拌）。

3.方案設(shè)計

實驗方案設(shè)計是完成實驗并取得好的教學(xué)效果的關(guān)鍵，學(xué)生可以參照課堂演示實驗，設(shè)計有明顯現(xiàn)象的實驗來證明中和反應(yīng)的發(fā)生。在設(shè)計實驗中，根據(jù)指示劑在酸、堿溶液中顏色變化不同，通過排列組合獲得不同方案。學(xué)生在思維遇到障礙時，教師要提供必要的資料和數(shù)據(jù)支持，給學(xué)生以啟發(fā)或提示。對于特別復(fù)雜或者有一定危險性的實驗，教師要及時指導(dǎo)和管控，確保學(xué)生的人身安全。

（二）實驗步驟

完成實驗準備后，學(xué)生依據(jù)事先設(shè)計實驗方案完成實驗，觀察、記錄實驗現(xiàn)象，也可指定學(xué)生用手機記錄整個實驗過程。以下實驗過程是大部分學(xué)生所采用的實驗步驟。

1.指示劑的制取

分別取紫甘藍葉、紫蘿卜皮、紅玫瑰花瓣等適量，用小刀切成小塊，放入研缽，充分研磨，待完全研碎后，加入酒精（體積比1：1）浸泡，用濾紙（學(xué)生多是用紗布）過濾，將濾液倒入小玻璃杯中，貼上標簽備用。

2.指示劑的選擇

取上述自制指示劑少量，分別加入白醋和石灰水，觀察顏色是否發(fā)生明顯變化。學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)用紫甘藍葉、紫蘿卜皮制的指示劑類似于紫色石蕊溶液，遇酸性溶液、堿性溶液都能變色；而紅玫瑰花瓣制的指示劑遇酸性溶液變色，遇堿性溶液不變色。因此，大多數(shù)學(xué)生選紫甘藍葉或紫蘿卜皮制的指示劑用于后面的實驗。

3.酸堿中和滴定

根據(jù)設(shè)計的實驗方案，用注射器抽取一定量石灰水（或白醋）放入玻璃杯中，然后將指示劑用注射器抽取，滴入放有石灰水（或白醋）的玻璃杯中，記錄顏色變化；最后用注射器抽取一定量的白醋（或石灰水），慢慢滴入溶液中，觀察玻璃杯中顏色變化。注意：每次注射器使用完一定要及時清洗。

（三）評價與反思

學(xué)生完成“酸堿中和反應(yīng)”后，在教師的引導(dǎo)下對實驗過程進行分析、交流、總結(jié)。學(xué)生通過實驗和分析發(fā)現(xiàn)：澄清石灰水容易變質(zhì)，不能放置太久；滴得太快或選用的指示劑遇酸堿變色的色差小會影響滴定終點的判斷。學(xué)生反思失敗原因，提出改進的措施，然后根據(jù)實驗原理、過程、數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，寫出實驗報告，提交相片或視頻材料。

（四）成果展示

將學(xué)生提交的實驗報告、相片或視頻材料分類整理，選出材料亮點集中展示，也可借助各類視頻剪輯軟件對相片或視頻進行加工，在家長微信群、學(xué)生QQ群、朋友圈等進行展示，還可將整理好的材料做成展板參加學(xué)校創(chuàng)新大賽等。

三、實施課外實驗的安全管控

學(xué)生課外實驗的開放性、自主性決定課外實驗存在一定的風(fēng)險，教師要做好安全管控。教師要與學(xué)生保持聯(lián)系暢通，實驗前先設(shè)計活動計劃，安排好人員和分工，收集好實驗材料，定下實驗時間等；要對實驗過程進行管控，指導(dǎo)學(xué)生分析、解決問題，以及如何應(yīng)對突發(fā)狀況，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)記錄；還要對活動的結(jié)果進行科學(xué)、合理的評價及適當(dāng)?shù)墓膭睢?/p>

實驗過程還需要不斷提醒學(xué)生注意安全問題，教師要及時與家長溝通，取得家長的支持和配合。在家長幫助下提供安全的實驗環(huán)境，在家長監(jiān)督下完成課外實驗。比如：酒精是易燃液體，學(xué)生在做實驗時，要遠離廚房（液化氣、天然氣管道）；實驗結(jié)束后，要將研缽、玻璃杯等清洗干凈，以免他人誤食。課外實驗也要取得學(xué)校的幫助和支持，能開放實驗室，教師通過組織興趣小組活動等方式滲透新課程理念，使課外實驗成為推動學(xué)生進步的動力。

課外實驗作為課堂實驗教學(xué)的拓展和延伸，具有獨特的優(yōu)勢和魅力。它是以學(xué)生為主體的教學(xué)，學(xué)生的動手能力、獨立思考能力、解決問題能力等都能得到充分的鍛煉和發(fā)揮。課外實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的另一個課堂，培養(yǎng)學(xué)生愛護環(huán)境、關(guān)心社會、求實創(chuàng)新的意識，在實驗中學(xué)會合作，學(xué)會做人，是落實培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)目標的重要途徑。

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編輯 李博寧