優化初中化學實驗教學的實踐與思考

■張婷娥

一、化學實驗教學功效簡述

在中學化學教學中，化學實驗有多重功效：從認識論的角度來看，化學實驗能為學生學習化學知識和理論、進行化學假說和猜想提供直接的有說服力的事實和依據；從方法論角度來看，學生通過動手動腦完成化學實驗，以體驗性、過程性為主要方法來建構、內化化學知識，是有效落實“過程與方法”的重要手段；從教學論角度來看，化學實驗在激發和維持學生的學習興趣，創設有效學習的問題情境，提高學生的實驗操作技能和科學探究能力，培養學生的創新思維等方面具有其他教學形式和手段所不可替代的功效；從教育論的角度來看，化學實驗在幫助學生形成科學的世界觀，培養嚴肅認真、實事求是的科學態度，養成尊重科學、注重實踐、獨立思考的良好習慣等方面具有獨特的功能。因此，優化化學實驗教學，最大限度地發揮實驗的功效，是有效提高化學課堂效率，大面積提高化學教學質量的重要手段。

二、優化初中化學實驗教學的途徑

1.加強演示實驗，提升感性認識。

演示實驗是化學實驗教學的重要形式之一，學生通過觀看演示實驗，獲得較為全面、深刻的感性認識。初三學生剛剛步入化學大門，規范的化學實驗操作觀念才剛剛建立，這時更應多觀察、多模仿、多練習。教師在課堂上要結合所教內容，適當增加演示實驗，使學生將直觀的感性知識和抽象理論聯系起來，啟迪思維。同時教師演示時動作熟練、規范，有助于學生觀察到生動、鮮明的實驗現象，掌握科學實驗的方法。

【案例一】上教版九年級《化學》教材“奇妙的二氧化碳”只給出了“在通常狀況下，二氧化碳的密度比空氣大”一句話，學生往往通過死記硬背來記住二氧化碳的這一物理性質。在教學中，教師可增加以下演示實驗（如圖1）幫助學生記憶：

實驗步驟：（1）收集兩集氣瓶的CO2氣體，調節好天平，向紙質天平一端的杯子中傾倒一瓶CO2氣體，觀察現象；（2）將另一瓶氣體倒入天平的另一“托盤”中，觀察現象。

實驗現象：看到先倒入二氧化碳一端的杯子明顯下降。另一邊也倒入二氧化碳后，天平的橫梁慢慢恢復平衡。

結論：CO2的密度比空氣大，可以像液體一樣從一個容器傾倒到另一個容器中。

在進行演示實驗時，一方面要注意實驗的效果，另一方面還要注意引導學生如何觀察實驗現象，分析實驗的本質，并且還要注意操作的示范性。

2.改進實驗方案，呈現最佳效果。

同樣一個化學實驗，有時在設計原理、操作方法或實驗器材上稍做變化，就會呈現出不一樣的效果，這有助于學生建構知識，提高效率。

【案例二】檢驗食物中是否含有淀粉，常常直接在馬鈴薯上滴加碘酒或碘水溶液，觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位常呈黑色，與教材中的現象不符。

優化設計：將馬鈴薯放在酒精燈火焰上加熱片刻，待覆蓋在淀粉表面的蛋白質膜被破壞后再滴加碘酒或碘水溶液，可觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位很快呈現藍色。

改進原有化學實驗，摒棄了影響實驗現象的干擾因素，實驗效果更明顯，也更利于學生掌握化學知識。

3.運用數字實驗，擴展學生視野。

隨著科學技術的迅猛發展，現代高新技術裝備在課堂教學中不斷涌現。傳統化學實驗主要以演示、驗證、定性為主，而使用一些高科技教學設備完成化學實驗則可彌補傳統實驗手段較難開展定量測定的缺陷，具有傳統實驗難以代替的功效。將傳統化學實驗手段與現代高科技教學設備相結合，發揮各自的優勢，有利于學生開闊眼界，為實驗教學提供更為可靠、科學的依據。

【案例三】測定蠟燭不同層火焰的溫度。

傳統實驗：如圖2，將一根火柴梗插入燃燒的蠟燭火焰中，1～2秒后拿出來，觀察到插入火焰的焰心部位的火柴梗沒有變黑，焰心外面的部分已經燒焦了，如圖3。說明焰心的溫度最低。

缺點：外焰和內焰溫度的高低很難比較出來。

圖2

圖3

數字化實驗：如圖4，將3支溫度傳感器與數據采集器、電腦（裝有相關數據處理軟件）相連接。如圖4，將3支溫度傳感器分別置于蠟燭火焰的外焰、內焰和焰心部位，點擊軟件上的“開始”按鈕，觀察電腦呈現的溫度數據變化及曲線變化趨勢，如圖5。

圖4

圖5

結論：蠟燭火焰（酒精燈火焰）分為3層，其中外焰部分溫度最高，其次是內焰，而焰心部分的溫度最低。

數字化實驗是現代高新科技進入課堂教學的具體應用。應用數字化實驗儀器完成化學實驗，可以更直觀、精確地為學生提供化學事實，幫助學生更好地理解實驗中所包含的化學核心概念和原理，增加實驗證據的說服力。

4.開展實驗探究，提高科學素養。

化學新課程標準明確指出：科學探究是一種重要的學習方式，也是義務教育階段化學課程的重要內容……義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。科學探究活動是初中學生學習化學的重要途徑，也是化學課程的重要組成部分。實驗探究是指通過實驗來進行的一種探究活動，它是科學探究在化學實驗教學中的具體化。

【案例四】在講授水的凈化中活性炭的吸附作用時，若單純通過口述告訴學生活性炭可以吸附顏色和異味，顯得枯燥呆板。若設計如下探究實驗，課堂就會立刻活躍起來，學生也能在實驗探究中增長才干，提高素養。

背景資料：伴隨著生活污水、工業廢水的任意排放，農藥、化肥的濫用，原本清澈的河流如今已面目全非。

展示：從印染廠附近的河域取回的污水，紅紅的且隱隱散發著一股惡臭。

問題：怎么還該河水本來面目呢？

資料：活性炭具有較強的吸附性，能吸收色素和異味。

學生活動：取樣于試管中，加入活性炭，振蕩1min～2min，過濾，將過濾后所得的液體與原來的污水進行對比。

實驗現象：河水變清了，請學生聞一下，原來怪怪的氣味也沒有了！

該實驗操作簡單，現象明顯，通過實驗探究，驗證了活性炭的吸附性，同時也復習了過濾等實驗操作，學生印象深刻。實驗探究讓學習變得既輕松又簡單，學生在掌握知識的同時享受著成功的喜悅。

開展實驗探究活動需要自由、輕松的氣氛。愛因斯坦說過：“學生神圣的好奇心好比一株脆弱的幼苗，它除了需要鼓勵外，要有自由，要是沒有自由，它不可避免地會夭折。”所以，在實驗探究活動中要給學生較多的時間、空間和活動的自由；要幫助學生克服害怕出錯、害怕失敗等心理，不斷地激勵學生積極參與實驗探究活動。

三、體會與思考

優化化學實驗教學，提高課堂教學效率，讓學生在體驗中建構知識，主要要處理好以下幾對關系：

1.講與做的關系。即要處理好教師的講解與學生活動之間的關系。在以實驗為主的課堂中，經常會出現兩種情況：一種是教師面面俱到，講得太多，“滿堂灌”導致學生動手時間不足，造成學生的動手欲望得不到滿足，意猶未盡；第二種情況正好相反，即過于放任學生，“放羊式”實驗教學，導致動手時間過長，這樣的結果是草草收尾，沒有歸納總結，學生不能完整地建構知識體系。

2.導與學的關系。即要處理好教師引導與學生學習的關系。以實驗體驗、科學探究為主體的課堂，教學形式較為開放、自由，這時要特別注意不能盲目放手。因為初中階段的學生學習化學的時間不長，在教學中教師必須發揮引導和指導的作用，而學生也要充分發揮自己的學習積極性與主動性，這樣才能構建高效的化學課堂。

3.技術與實驗的關系。隨著科學技術的發展，計算機輔助教學已成常態，通過多媒體制作的很多演示實驗具有清晰、簡潔、放大、回放、安全、綠色等功能，成為部分教師的新寵，他們甚至完全用課件代替實驗。若長期應用多媒體而忽視動手操作，化學實驗的部分功能就得不到實現。特別是在培養學生的動手實驗能力、化學學科素養等方面，多媒體技術是無論如何也取代不了動手實驗的。