基于實(shí)驗(yàn)觀的初中化學(xué)教學(xué)

福建省晉江市紫峰中學(xué) 洪金綠

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，對(duì)于化學(xué)剛?cè)腴T(mén)的初三同學(xué)，實(shí)驗(yàn)是激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，建構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)基本概念的重要工具，實(shí)驗(yàn)更是推動(dòng)初三學(xué)生學(xué)習(xí)的直接動(dòng)力。建構(gòu)基于實(shí)驗(yàn)觀的初中化學(xué)教學(xué)模式，是提高初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要保障。

一、持之以恒的實(shí)驗(yàn)觀念

在化學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，教師首先應(yīng)形成持之以恒的實(shí)驗(yàn)觀念。注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，用實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來(lái)推理和演繹，尊重實(shí)驗(yàn)的事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神，關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的異常現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

從多年初三化學(xué)上冊(cè)教學(xué)工作反饋出的學(xué)生學(xué)習(xí)成效來(lái)看，顯現(xiàn)出一種先高后低再回升的曲線(xiàn)形態(tài)。這與各個(gè)章節(jié)的特點(diǎn)息息相關(guān)，第一、二章知識(shí)內(nèi)容相關(guān)的物質(zhì)學(xué)生相對(duì)熟悉，實(shí)驗(yàn)的量較多，現(xiàn)象明顯，對(duì)學(xué)生形成直接的沖擊，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣保持在高位，學(xué)習(xí)成效顯著。第三章研究的對(duì)象是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，知識(shí)的重點(diǎn)在于想象和推理，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容相對(duì)減少，學(xué)生學(xué)習(xí)的意愿減弱，成績(jī)下降明顯。以后的章節(jié)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容增多，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣有所回升，成績(jī)回升。可見(jiàn)連續(xù)的實(shí)驗(yàn)刺激有利于學(xué)生保持學(xué)習(xí)的興趣。

為此，我從開(kāi)學(xué)伊始就立足于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀念，開(kāi)學(xué)第一課，我?guī)ьI(lǐng)同學(xué)們走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，讓他們熟悉實(shí)驗(yàn)守則，參觀藥品室，另一個(gè)重要的任務(wù)是尋找上冊(cè)課本“附錄一”中的儀器，因?yàn)樗峭瑢W(xué)們以后學(xué)習(xí)中要完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)的“親密伙伴”。針對(duì)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)，模型的使用，元素、原子團(tuán)、數(shù)字卡片成為我進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的重要幫手，讓學(xué)生動(dòng)手去拼一些物質(zhì)的模型，再用卡片上的符號(hào)顯現(xiàn)出來(lái)，保持持續(xù)不斷的外在刺激，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容從形象到抽象的轉(zhuǎn)化。除分組實(shí)驗(yàn)外，我的另一個(gè)重要舉措是部分課堂演示實(shí)驗(yàn)也讓同學(xué)們來(lái)完成，盡可能給學(xué)生更多的動(dòng)手和展示自我的機(jī)會(huì)。課堂之外，我利用學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)、家庭小實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放等手段為學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。

各種實(shí)驗(yàn)方法和多媒體輔助手段的綜合運(yùn)用，達(dá)到了吸引學(xué)生注意力的主要目的，學(xué)生課堂參與程度大大提高，激發(fā)了學(xué)生求知欲望和期待心理。

二、實(shí)驗(yàn)推動(dòng)的教學(xué)進(jìn)程

1.實(shí)驗(yàn)建構(gòu)的化學(xué)基本概念和性質(zhì)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“教學(xué)功能”是實(shí)驗(yàn)被選入特定教科書(shū)之后具有的功能，既包括實(shí)驗(yàn)作為客觀事實(shí)為學(xué)生提供作息的“原生功能”，也包括實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)素材為學(xué)生提供處理和運(yùn)用作息的“表現(xiàn)功能”。學(xué)生形成化學(xué)的基本概念，對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的客觀認(rèn)識(shí)，正突顯化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。實(shí)驗(yàn)重在過(guò)程，而教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析、推理、歸納和總結(jié)使之上升到理論的高度，使實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，促使學(xué)生獲取新知。

以飽和溶液和不飽和溶液的概念及其相互轉(zhuǎn)化為例，概念中包含的元素比較多。如何將溫度、溶劑的量和能否繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液等元素整合到飽和溶液和不飽和溶液的概念中，上海教育出版社義務(wù)教育教科書(shū)中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)1】取一瓶底部留有硝酸鉀晶體的硝酸鉀溶液，分別取出20ml上層清液加入A、B兩個(gè)燒杯中，再向兩個(gè)燒杯中分別加入2g硝酸鉀晶體，用玻璃棒攪拌，觀察固體是否溶解。

【實(shí)驗(yàn)2】在A燒杯中加入5ml水，觀察未溶解的硝酸鉀是否繼續(xù)溶解。

【實(shí)驗(yàn)3】在酒精燈上加熱B燒杯，觀察未溶解的硝酸鉀是否繼續(xù)溶解。

分析：

【實(shí)驗(yàn)1】中給出的溶液是硝酸鉀的飽和溶液，先入為主的概念禁錮了教師的思維，易使老師的思維陷入僵化。晶體在溶液中量的變化并未做定量分析，僅憑肉眼觀察不能對(duì)硝酸鉀的溶解情況做任何判斷。在邏輯推理飽和溶液和不飽和溶液的概念時(shí)會(huì)存在困難。【實(shí)驗(yàn)2】中加入5ml的水，能否完全溶解2g的硝酸鉀晶體，若硝酸鉀晶體有剩余，會(huì)干擾學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和結(jié)論的分析和判斷。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

【實(shí)驗(yàn)1】室溫條件下，用試管取5ml水，加入0.5g硝酸鉀晶體振蕩，觀察硝酸鉀是否完全溶解，若硝酸鉀完全溶解，所得溶液記為A；繼續(xù)加入0.5g硝酸鉀晶體振蕩，觀察硝酸鉀是否完全溶解，若硝酸鉀完全溶解，所得溶液記為B；繼續(xù)加入1.5g硝酸鉀晶體振蕩，觀察硝酸鉀是否完全溶解，所得溶液記為C。

【實(shí)驗(yàn)2】取少量【實(shí)驗(yàn)1】中的上層清液于另一試管中，加入5ml水，再加入0.5g硝酸鉀晶體振蕩，觀察硝酸鉀晶體是否溶解。

【實(shí)驗(yàn)3】將【實(shí)驗(yàn)1】的試管放在酒精上加熱，觀察剩余固體是否繼續(xù)溶解。若溶解將試管浸入裝水的燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

分析：

在【實(shí)驗(yàn)1】進(jìn)行的過(guò)程中，我們可以觀察到如下現(xiàn)象：第一次加入的硝酸鉀晶體完全溶解，第二次加入的硝酸鉀晶體完全溶解，第三次加入的硝酸鉀晶體部分溶解。比較溶液A和溶液C的異同點(diǎn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的條件可以很容易得出飽和溶液和不飽和溶液的概念。其實(shí)設(shè)計(jì)【實(shí)驗(yàn)1】的目的就在于自然生成一份硝酸鉀的不飽和溶液和飽和溶液。【實(shí)驗(yàn)2】在【實(shí)驗(yàn)1】確定溶液C為飽和溶液的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。往飽和的硝酸鉀溶液中加入水，能繼續(xù)溶解硝酸鉀晶體，可以得出“加入溶劑能使硝酸鉀的飽和溶液轉(zhuǎn)化為不飽和溶液。”的結(jié)論。而【實(shí)驗(yàn)3】能很好說(shuō)明溫度對(duì)溶液飽和及不飽和狀態(tài)的影響。

實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)使飽和溶液概念中的各個(gè)要素自然融入實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，概念的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的自然的生成過(guò)程，這個(gè)過(guò)程更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程為化學(xué)基本概念的建構(gòu)搭好了“腳手架”。

2.培養(yǎng)學(xué)生探究欲望和質(zhì)疑精神。

質(zhì)疑是創(chuàng)新的開(kāi)始，而對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的困惑，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽地去進(jìn)行探索，充分利用學(xué)校提供的有利條件開(kāi)展探究活動(dòng)。例如在學(xué)習(xí)鹽的化學(xué)性質(zhì)時(shí)有這樣一個(gè)結(jié)論“在金屬的活動(dòng)性順序中，除非常活潑的金屬外，排在前面的金屬一般可以將位于其后面的、比它不活潑的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)。”通常教師會(huì)設(shè)計(jì)“鐵或鋁與硫酸銅溶液的反應(yīng)，銅與硝酸銀溶液的反應(yīng)”等實(shí)驗(yàn)。然后總結(jié)一句口訣“前換后，鹽可溶，鉀、鈣、鈉除外。”要求同學(xué)們記住，并能運(yùn)用于解題之中。同學(xué)會(huì)存在這樣的疑問(wèn)“鉀、鈣、鈉排在金屬活動(dòng)性順序表的最前面，是最活潑的幾種金屬，為什么不能參與這樣的置換反應(yīng)呢？”此時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽的實(shí)驗(yàn)探究，用實(shí)驗(yàn)的事實(shí)為學(xué)生進(jìn)行答疑。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】用燒杯取20ml的硫酸銅溶液，取一小塊金屬鈉（米粒大小）投入其中，觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

教師應(yīng)注意提醒學(xué)生金屬鈉的用量和使用方法。通過(guò)探究活動(dòng)，我們可以觀察到如下現(xiàn)象：金屬鈉與硫酸銅溶液劇烈反應(yīng)（可能有火光、輕微爆鳴聲），反應(yīng)結(jié)束后溶液中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，但沒(méi)有觀察到有紅色固體產(chǎn)生。結(jié)合實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和質(zhì)量守恒定律，可以推導(dǎo)出鈉與硫酸銅溶液中的水先發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉，生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色的氫氧化銅沉淀。教師可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考“既然已經(jīng)知道是水在起作用，那么要是沒(méi)有水存在，反應(yīng)會(huì)是什么樣？”

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】坩堝中放一小片金屬鈉，表面鋪一層無(wú)水硫酸銅觀察現(xiàn)象。加熱坩堝觀察現(xiàn)象。

坩堝未加熱時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象。加熱后劇烈反應(yīng)，冷卻后坩堝底部有光亮紅色的物質(zhì)生成。由此可見(jiàn)，排除水對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，在一定的溫度下金屬鈉可以置換出無(wú)水硫酸銅中的銅。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，使同學(xué)們?cè)诿鎸?duì)知識(shí)點(diǎn)的矛盾時(shí)，能大膽提出自己的觀點(diǎn)，充分運(yùn)用現(xiàn)有的條件去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)的事實(shí)來(lái)驗(yàn)證自身觀點(diǎn)的正確性，突顯出實(shí)驗(yàn)的釋疑功能。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)初中化學(xué)教學(xué)起到至關(guān)重要的作用，直觀形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)學(xué)生感觀沖擊，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的直接動(dòng)力，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。教師應(yīng)秉承以實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo)的教學(xué)方法，探索和設(shè)計(jì)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，更好地幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)的基本概念和物質(zhì)的基本性質(zhì)。面對(duì)矛盾時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，去設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)的事實(shí)來(lái)答疑解惑。掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法，形成實(shí)事求是的化學(xué)思想。

[1]肖中榮.開(kāi)發(fā)教材實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)知識(shí)生成 [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015(5)：24-26.

[2]周玉蓮.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教育，2013，34(4)：77-79.