基于學科教室的化學實驗教學研究

李小靜

摘要：介紹了學校化學學科教室的建設，包括學科教室的基本布局與結構、空間布置；以“燃燒與滅火”實驗為例，基于學科教室的建設進行系列探究實驗的設計與實施，并在此基礎上概括了學科教室的建設對實驗教學的作用。

關鍵詞：化學學科教室；學科教室布局； 實驗教學研究； 燃燒與滅火

文章編號：1005–6629（2017）6–0039–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

《義務教育化學課程標準》指出：化學是一門以實驗為基礎的學科，在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力。新課程下初中化學實驗教學已逐漸呈現出以下特點：注重實際應用、學生是實驗的主體、實驗具有探究性、通過實驗培養能力[1]。但實際教學中“講實驗”、“畫實驗”代替“做實驗”的現象還普遍存在。究其原因，其中之一是學生做實驗的“代價”較高，主要是教師準備量大，學生進實驗室麻煩，許多實驗是驗證性的，不做也不影響學生考試成績等等。長期下來，學生失去了探究的興趣與動力，做實驗也都變成了紙上談兵。

在該背景下，各地的學科教室應勢而建。學科教室是以服務師生學科教與學為宗旨，促進學生在內生動力驅使下主動學習的學科環境和學科資源的有效配置。它要求以培養學生學科核心素養為邏輯起點，構建學科情境，配置豐富的學科資源，開展學科教學、實驗（體驗）和研究，從而提升學生學習的內驅動力。今年我校新校改建完成，學科教室的建設為化學實驗教學研究提供了環境、平臺保障。

1 化學學科教室的建設

1.1 基本布局與結構

我校的化學學科教室是一間多功能的教室，它集普通教室、化學實驗室、實驗準備室功能于一體，由專人負責的供教師和學生研究與學習化學的場所。它的布局與結構如圖1所示。

該學科教室設置了48個座位，平時教師講課時，中間可坐32位學生，兩邊實驗臺邊可坐16位學生。學生實驗時，中間的學生分組到兩邊的實驗臺，實驗結束回到原座位。

三邊柜子里存放平時實驗所用的儀器與藥品，黑板、多媒體設備等與普通教室一樣，還設置了高拍儀，可用于拍攝學生實驗操作過程等。幾臺電腦可供學生查閱資料、播放視頻等。

1.2 空間布置

教室四周的墻壁上掛了一些長期性和階段性的掛圖，如：元素周期表，實驗室制取常見氣體的發生裝置、收集裝置圖，過濾裝置圖，蒸發裝置圖等。我們還特意開辟出一塊展示園地，將學生自創實驗的照片及研究性學習的成果進行展示。

教室后儀器藥品柜的上方陳列了一些化學教學模型，如：初中常見的原子、分子結構模型等。中控臺上放了一些化學雜志、化學資料，方便師生隨時查閱。

總之，學科教室的布置有濃烈的化學學科氣氛，讓師生走進教室就產生“我的教學（學習）我做主”的自豪感，教室里豐富的化學學習資源也讓師生產生“物為我所用的”責任意識與自律意識[2]。

2 基于學科教室的實驗內容設計

《義務教育化學課程標準》指出“教師應結合具體的教學內容和學校實際，積極創造條件，通過多種途徑，安排和組織學生完成基礎的學生實驗”。“燃燒的條件”是學生應該完成的與生活息息相關的實驗活動。事實上，學生很少有時間深入觀察、思考生活中的化學現象，即使生活中的火柴等物品很多學生甚至沒有接觸過，所以光憑學生的生活經驗很難讓學生理解燃燒的條件及滅火的原理。我們可以把學生的經驗基礎和相關心理作為化學實驗教學的基本出發點，以培養學生的科學素質為目標，基于學科教室設計系列實驗，使實驗的安排具有一定的序列性，以提高和強化其教學效果，更好地發揮實驗的教學功能[3]。

2.1 “燃燒與滅火”系列實驗內容設計

以滬教版九年級《化學》上冊第四章《認識化學變化》中的“燃燒與滅火”的知識為例設計系列探究實驗（見表1）。

2.2 實驗實施

五個系列實驗的設計，既注重了基礎性，又能滿足不同學生的需要。不同的實驗有不同的要求及實施方式：

實驗1：讓兩位學生配合完成。實驗前提醒學生：將手帕（或餐巾紙）放在混合液中浸透，然后取出擰干，用坩堝鉗夾著點燃，燃燒時輕輕抖動。

實驗2：這組對比實驗過于復雜，在教室無法完成。應充分利用學科教室的多媒體電化教學設備，把實驗過程制成教學軟件在課堂上放映，學生也可以課后在電腦上自行觀看。

實驗3：這是一個改進實驗，將原來的開放式裝置改成封閉式裝置，學科教室還裝有排氣扇，減少了對環境的污染。學生4～6人一組，實驗現象明顯，效果好。既培養了學生的操作能力，又鍛煉了學生的思維。

實驗4：要使燃著的蠟燭熄滅有哪些方法？這是一個開放性的實驗，提供蠟燭、火柴、鑷子、剪刀等儀器和用品讓學生用不同的方法將蠟燭熄滅。該實驗充分體現了學科教室的優勢：儀器、水等用品即時可取。既增強了學生發現問題、解決問題的能力，又培養了學生的觀察和思維能力。

實驗5：看似簡單的實驗，讓學生明白了：物質燃燒產生的二氧化碳及煙塵等密度小于空氣，會上浮，所以發生火災時接近地面的區域是比較安全的，學生由此懂得了自救的原理和方法。該實驗可讓學生課堂上做，也可課后在學科教室自行完成。

3 學科教室對實驗教學的作用

學科教室的建立和建設，改變了原來為了做實驗而去實驗室的現象，它給學生提供了更多實驗的機會，體現出以下幾個優勢：

3.1 同步性

化學學科教室由我們化學教師管理，所有的化學課均在學科教室里上，避免了每次實驗都要去實驗室的麻煩。更重要的是，學生學習化學知識的同時，相應的實驗操作馬上就能實現，達到了理論學習與實驗同步的目的，使化學教學回歸其學科本質。如：當學生學習到溶液的配制時，通常都是在教室先學習溶液配制的方法、步驟，這種理論學習相當于是紙上談兵，然后到實驗室做配制溶液的實驗，知識的學習和實驗兩條線分開，不利于學生實驗探究能力的培養。在學科教室，就可由學生通過設計實驗方案、動手實驗操作，總結出溶液配制的方法、步驟，體會到配制過程中應注意的一系列細節，否則配制溶液的溶質質量分數就會有偏差。

3.2 即時性

在化學課堂中，我們常常遇到這樣的情況，講到某個難點知識時會發現借助實驗可以幫助學生更好地理解，但因沒有提前準備實驗而只能作罷。在學科教室則不存在這樣的問題，只需打開柜子就能取到所需器材，學生當場實驗，既解決了利用相關資源的難點，又滿足了學生的好奇心。

3.3 延時性

實驗教學可以激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念、理解化學原理、構建認知體系。在平時的學習過程中，只有在我們安排的實驗課上，學生才有機會動手實踐。但有了學科教室后，學生可利用中午、自習課等時間到學科教室或完成自己在課堂上沒有做好的實驗，或做一些自己感興趣的實驗，開展研究性學習，讓學生的實驗探究從課上延伸到了課下。

3.4 數字化

我校的化學學科教室進行了數字化建設，整合化學教學與現代信息技術和傳感技術，建立了智能分析平臺，實現化學教學的多元化。學生在學科教室中，可通過傳感器讀出空氣中氧氣、二氧化碳的體積分數，測試酒精燈外焰、內焰、焰心的溫度，體會其差別。通過展示先進技術的魅力，激發學生對未來科技的興趣及勇于探究、樂于探究的科學態度[4]。

杜威曾說過：“要想改變一個人，首先必須改變他所處的環境。”學生的學習方式是與他擁有的學習資源、學習環境密切相關。學科教室提供的各種儀器、先進設備將進一步發揮功能，通過做中學、學中做，進一步增強學生的實驗探究意識，培養學生的動手操作能力，為學生以后的學習探究奠定基礎。

參考文獻：

[1]曹越越.新課程下初中化學實驗教學研究[J].中學生數理化·教與學，2016，（10）：26.

[2]孫湘，王輝.化學學科教室未來的建設初探[J].中學化學教學參考，2016，（8）：73～74.

[3]吳俊明.發展化學實驗教學研究需要大智慧[J].化學教學，2013，（2）：3～5.

[4]黃京文，楊宏.未來教室建設[J].大視野，2014，（4）：69～71.