創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：促進(jìn)化學(xué)課堂深度學(xué)習(xí)的有效策略

范海鳳+惠大超

摘要：以“二氧化硫的性質(zhì)和作用”教學(xué)為例設(shè)計(jì)了系列創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生深度思考，提升學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；深度學(xué)習(xí)；策略

文章編號(hào)：1008-0546（2017）02-0036-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.011

一、問(wèn)題提出

人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)是一個(gè)從表面逐步深入到內(nèi)部的過(guò)程，學(xué)習(xí)也是如此。由表象逐步深入的學(xué)習(xí)過(guò)程，即是深度學(xué)習(xí)的過(guò)程，這一過(guò)程中學(xué)生的思維發(fā)展是基于學(xué)生自覺(jué)自愿原則下進(jìn)行的，由于高中學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力未能很好養(yǎng)成，因此需借助一定的外界刺激，以激起學(xué)生的自主思維，促進(jìn)深入思考，從而形成新觀點(diǎn)、方法及結(jié)論，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的增長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的典型特點(diǎn)，課堂學(xué)生中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，能有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的深度思考。在蘇教版《化學(xué)1》中“二氧化硫的性質(zhì)和作用”學(xué)習(xí)內(nèi)容中因SO2氣體有毒，有關(guān)SO2的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)常被老師所摒棄，不愿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生失去了一次深度學(xué)習(xí)的良好機(jī)會(huì)，只能死記硬背SO2的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，課堂教學(xué)及學(xué)習(xí)效率較低。課堂學(xué)習(xí)重點(diǎn)的落實(shí)、難點(diǎn)的突破需要有效的學(xué)習(xí)情境與學(xué)生思維的激發(fā)，筆者結(jié)合“二氧化硫的性質(zhì)和作用”教學(xué)設(shè)計(jì)了一系列創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

二、“二氧化硫的性質(zhì)和作用”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1】小魔術(shù)：花兒為什么會(huì)變紅

教學(xué)片斷

師：用坩堝鉗夾持一朵用白紙做的紙花（課前在SO2漂白過(guò)的品紅溶液中浸過(guò)），放在酒精燈火焰上燒一會(huì)，觀察紙花的顏色變化。

生：（好奇）白色的紙花在灼燒過(guò)程中慢慢變紅（如圖1），為什么會(huì)變紅？

師：白色的紙花為什么變紅與我們今天學(xué)習(xí)的SO2性質(zhì)有關(guān)，要揭開(kāi)該現(xiàn)象的謎底，需要熟知SO2的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：以“白花變紅”小魔術(shù)引入SO2教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，提高學(xué)習(xí)興趣，促使深入思考。

【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)2】SO2的性質(zhì)（溶解性、酸性、還原性、漂白性）實(shí)驗(yàn)的環(huán)保設(shè)計(jì)

（1）取一預(yù)先收集有SO2氣體的無(wú)色透明塑料礦泉水瓶（用蓋子密封），讓學(xué)生觀察氣體顏色，然后取一支注射器，抽取約50mL水，并通過(guò)注射器針頭注入盛有SO2的礦泉水瓶?jī)?nèi)，搖晃礦泉水瓶，觀察現(xiàn)象。

說(shuō)明：充有SO2氣體的塑料礦泉水瓶遇水振蕩后迅速變癟（如圖2），很好展現(xiàn)了SO2水溶性實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)單，且所得到的SO2水溶液可供以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)使用，一舉多得。

（2）用注射器抽取少量實(shí)驗(yàn)（1）所得的SO2水溶液， 注入盛有少量石蕊試液的密封滴瓶中，振蕩觀察現(xiàn)象（如圖3）。

說(shuō)明：證明SO2水溶液的酸性實(shí)驗(yàn)，也可將吸取的SO2水溶液滴在pH試紙或藍(lán)色石蕊試紙上觀察現(xiàn)象，判斷SO2水溶液的酸堿性。

（3）用注射器抽取少量實(shí)驗(yàn)（1）所得的SO2水溶液，注入事先加入少量KMnO4溶液的滴瓶中，振蕩觀察現(xiàn)象（如圖4）。

說(shuō)明：振蕩滴瓶，紫紅色的KMnO4溶液明顯褪色，實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎米C明SO2水溶液的還原性， 其中KMnO4溶液也可用溴水或碘水代替進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）用注射器抽取少量實(shí)驗(yàn)（1）所得的SO2水溶液，注入試管中，滴加幾滴品紅溶液，試管口套上一個(gè)密封氣球，振蕩觀察現(xiàn)象；然后用酒精燈加熱試管，觀察現(xiàn)象（如圖5）。

說(shuō)明：SO2水溶液的漂白原理是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)（4）有效證明了其原理，同時(shí)結(jié)合課堂引入實(shí)驗(yàn)“小魔術(shù)：花兒為什么會(huì)變紅”的原因說(shuō)明，解開(kāi)了留存在學(xué)生心頭的疑慮，使得學(xué)生豁然開(kāi)朗。

【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3】在一只錐形瓶中預(yù)先加入少量酸性KMnO4溶液，將一電子打火器穿過(guò)單孔橡皮塞，并在點(diǎn)火處固定好兩根火柴，然后插入到錐形瓶中，通過(guò)點(diǎn)火器引燃火柴，輕輕晃動(dòng)錐形瓶，火柴燃燒產(chǎn)生的氣體使紫紅色的酸性KMnO4溶液很快褪色（如圖6），然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)（3）對(duì)比得出火柴燃燒的氣體中含有SO2氣體成分。

以上實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)是利用了生活中常見(jiàn)的塑料礦泉水瓶，普通注射器，醫(yī)用青霉素試劑瓶等易得用品，現(xiàn)象明顯，操作簡(jiǎn)單，又注重了環(huán)保，可安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，在自我實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)器材的組裝及預(yù)先用干燥的塑料礦泉水瓶收集滿SO2氣體，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備用時(shí)較長(zhǎng)，但課堂實(shí)驗(yàn)中的用時(shí)卻很短。

基于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)下的課堂學(xué)習(xí)使學(xué)生既獲得了SO2性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)， 又體驗(yàn)了解決疑難問(wèn)題的不同方法，更是有效激發(fā)了學(xué)生的思維，體驗(yàn)了有趣的學(xué)習(xí)過(guò)程。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)策略

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)除遵循實(shí)驗(yàn)的基本原則：科學(xué)性、安全性、簡(jiǎn)約性、可行性等，更應(yīng)體現(xiàn)以下特點(diǎn)：

1. 實(shí)驗(yàn)激趣

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師。”興趣需要激發(fā)、促進(jìn)、生成，而興趣的培養(yǎng)需要良好情境的創(chuàng)設(shè)。實(shí)驗(yàn)本身就是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的有效措施，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，促使學(xué)習(xí)更加投入。

如在課堂開(kāi)始引入實(shí)驗(yàn)“花兒為什么會(huì)變紅”，借助SO2的漂白原理有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而在SO2的性質(zhì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中使用塑料礦泉水瓶、普通注射器、醫(yī)用玻璃滴瓶等用品，使得學(xué)生感到驚奇“原來(lái)實(shí)驗(yàn)也可這樣做”，更能激發(fā)學(xué)習(xí)激情。

課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)不應(yīng)一味遵循教材，而應(yīng)結(jié)合生活實(shí)際設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，做到操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，更重要的是能激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，提高學(xué)習(xí)效果。

2. 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的微型化和綠色化

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)更好地體現(xiàn)出其微型化和綠色化特點(diǎn)，且能聯(lián)系生活易得用品，增加實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)易性，提升學(xué)生的動(dòng)手熱情。SO2的性質(zhì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中均體現(xiàn)了微型化和綠色化特點(diǎn)，使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SO2的污染很少。

又如在學(xué)習(xí)了SO2的性質(zhì)之后插入了“火柴燃燒產(chǎn)物中SO2成分的檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)不僅注重了綠色化，更是將課堂所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際中物質(zhì)的檢驗(yàn)，有效提升了課堂學(xué)習(xí)的價(jià)值。

3. 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅僅是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、鞏固知識(shí)，更重要的是促進(jìn)學(xué)生思維的深入，學(xué)習(xí)的深入與否較大程度上取決于外界對(duì)大腦皮層的有效刺激，能否引起知識(shí)的提升。

如對(duì)SO2與BaCl2溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證前， 可設(shè)置探究問(wèn)題讓學(xué)生判斷分析“SO2與BaCl2溶液二者能否反應(yīng)，若能其現(xiàn)象如何，并試寫出其中的反應(yīng)方程式，若不能試說(shuō)明理由”。這一問(wèn)題給學(xué)生思考的原因是大部分學(xué)生認(rèn)為SO2與BaCl2溶液能夠反應(yīng)生成BaSO4沉淀，甚至寫出了化學(xué)方程式：SO2+BaCl2+H2O BaSO3↓+2HCl；然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)“將所得的SO2水溶液注入少量BaCl2溶液中”證明該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)期的沉淀現(xiàn)象，那么造成該反應(yīng)沒(méi)有出現(xiàn)沉淀的原因是什么？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)期結(jié)果產(chǎn)生了矛盾，促使學(xué)生進(jìn)行積極深入地思考，以尋找問(wèn)題的根本；學(xué)生的思維處于興奮狀態(tài)，一旦找到問(wèn)題的答案，就能解決長(zhǎng)期困擾的諸如CO2與CaCl2溶液不能反應(yīng)的問(wèn)題，然后再進(jìn)行SO2與H2O2的氧化實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證能生成BaSO4沉淀，有效解決了學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本是能有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入思考，解決學(xué)習(xí)問(wèn)題的目的；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有效拓展了學(xué)生的思維層次，促使學(xué)生知識(shí)的增長(zhǎng)；同時(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)也是教師的提升，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的過(guò)程是比較辛苦的，但感受著學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的期待與收獲，也就痛并快樂(lè)著。

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