基于探究能力培養的演示實驗教學策略

楊春陽（廣東省廣州市花都區城區教育指導中心，廣州 花都 510800 ）

以實驗為基礎展開化學教學已成為所有化學教學工作者的共識，但是演示實驗探究教學的實施是不容樂觀的，很多教師認為演示實驗探究教學會影響知識的落實和教學進度，只是在公開課上才把實驗探究作為一個重要手段向聽課教師展示一番。鑒于上述現狀，我們應該加強初中化學實驗教學，尤其是演示實驗中應進行探究性研究，從而讓學生形成積極的學習態度和良好的學習策略，培養和提高學生的觀察能力、語言表達能力、分析能力、合作精神等探究能力。

1 創設情境，指向核心目標

奧蘇伯爾有意義的學習理論強調，創設問題情境對于引發學生對知識本身產生興趣，形成認知需求和激發學習動機，有積極的推動作用。教材設置的任何實驗都有其內在的、多重的功能。我們要在深入鉆研教材內涵，準確理解演示實驗目標的基礎上，創設能指向核心目標的實驗情景，以吸引注意力，激發學習興趣。指向核心目標的化學情境教學能夠讓學生更輕松地理解化學的核心理念，加強學生對化學的理解和認知，從而提高學生的實驗操作能力以及探究能力，讓所有的學生都更愿意參與到對化學知識的學習當中。

比如：第十單元課題2“中和反應”實驗的核心目標是認識中和反應的概念和中和反應的本質，下面是教師設置的兩種實驗情景：

情景1：生活體驗情景

教師：同學們！這幾天天氣悶熱，餓了一個冬天的蚊子又開始嗡嗡嗡的出來覓食了！大家都有被蚊蟲叮咬的經歷吧！蚊蟲在我們身上叮咬后，會有什么感覺?

學生：（有的會心地微笑，有的表現出被叮咬的表情）痛、癢、難受……

教師：這種痛癢感覺實際上是蚊蟲在我們身上注射了蚊酸的緣故！蚊酸能使紫色石蕊變紅，由此推斷，它是酸性還是堿性的？

學生：（異口同聲）酸性！

教師：如果被蚊蟲叮咬了，你知道如何止癢嗎？可以在叮咬過的地方涂一些藥膏、藥水來減輕痛癢。那么，你能說出這些藥物能用于止癢的化學原理嗎？

學生：……

教師：（不等學生回答，趁熱打鐵）通過接下來的練習，答案馬上見分曉！

情景2：溫故知新情景

教師：現有兩瓶失去標簽的無色溶液，已知分別是氫氧化鈉溶液和稀鹽酸，請您設計實驗鑒別它們。

學生1：用紫色石蕊試液！

學生2：用鋅粒！

學生3：用生銹的鐵釘！……

（教師逐個點評學生的方案）

教師：現在另有3瓶失去標簽的無色溶液，已知分別是氫氧化鈉溶液、稀鹽酸和氯化鈉溶液（中性），請你設計實驗鑒別它們。

學生：……

（大部分學生答不上來，只有個別學生能說出只言片語，小聲與同桌交流）

教師：如果只用酚酞試液，能否將這3種溶液鑒別出來？

學生：……

（課堂上鴉雀無聲，學生們反應不過來，都表現出無從下手。此時，課堂時間已經過半，教師只好簡述答案，匆匆開始演示實驗）

因此，實驗情景要為實驗教學服務，要具有新穎性和適應性，要能體現學科的特點，要能對即將學習的實驗內容起連接和固定的作用，情景中設置的問題難度不宜太大，要避免喧賓奪主，要能吸引學生的注意力，要指向實驗的核心目標。

2 合理改進演示實驗方案，培養學生的探究與實踐能力

在初中化學的教學中，我們常常會遇到這樣的問題，一些演示實驗現象不明顯或實驗難以成功，不利于學生的觀察認知。因此，在演示實驗教學過程中，教師不能僅僅交代課本中的實驗方案與實驗步驟，不能迷信課本演示實驗方案一定是完美的，而是要引導學生敢于質疑，對實驗方案進行合理改進，培養學生的創新精神與實踐能力，讓學生親歷實驗探究的過程，感受到實驗改進的優缺點，培養學生的探究能力。

例如，在二氧化碳傾倒的演示實驗中，課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶沿燒杯內壁慢慢往燒杯中傾倒，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，得出結論一、二氧化碳密度比空氣大，結論二、二氧化碳不不能燃燒，也支持燃燒。實驗中，由于有些同學傾倒時速度過快或集氣瓶拿不穩，二氧化碳剛倒出就散開了，結果造成上面的蠟燭先熄滅，下面的后熄滅，達不到預期的實驗效果。于是經過師生共同探究，對這個實驗做了改進，在傾倒二氧化碳時，在燒杯內壁處放一短頸漏斗，將二氧化碳從漏斗倒入，如圖所示。這樣就會順利地完成實驗，實驗效果明顯。

3 在演示實驗的過程中落實學科方法的培養

化學學科方法是在對化學學科中共有、通用的方法進行抽象和概括的基礎上，所形成的化學研究的基本方法。化學學科方法的化學的核心與靈魂，是學生獲取化學知識的手段和途徑。在化學教學中，課堂是培養學生學科方法的重要陣地，實驗是培養學科方法的主要載體。

案例：溫度對分子運動速率的影響

在第三單元課題1“分子的特征”的教學中，為了說明溫度對分子運動速率的影響，教師補充了品紅在冷水和熱水中擴散的演示實驗，課題實錄如下：

首先，教師將一杯冷水放在桌面上，然后取出一小粒品紅，告訴學生品紅是由分子構成的物質，將品紅放入水中，讓學生觀察現象，約10秒后提問學生。

教師：能看到實驗現象嗎？

學生1：能……

學生2：不能……

此時，由于品紅在水中的擴散還不明顯，凡是水面處出現一點點紅色，所以只有周圍的學生能隱約觀察到紅色的擴散，眼看實驗效果不太明顯，心急的教師拿起燒杯，輕輕搖動幾下---

教師：看到了什么？分子是運動還是靜止的？

學生：（齊聲）紅色，運動！

教師另取燒杯，倒入熱水，加入小粒品紅，轉動燒杯，讓學生對比觀察---

教師：哪個燒杯中的品紅擴散得快？

學生：熱水

教師：分子是運動的，在熱水中，溫度越高，分子的運動更快……

上述案列中，教師試圖運用冷水和熱水的對比實驗，培養學生對比研究問題的意識和方法，但在實際操作中卻忽略了對時間、體積以及水是否靜止等外部條件的控制，在實驗過程中對學生觀察方法和分析思路的引導也不到位。我們認為，以該實驗為素材，基于學科方法培養的教學應注意以下3點：

第一，實驗時注意條件的控制。相同規格的燒杯，相同體積的冷水和熱水，而且都放在桌面上靜止下來，同時小心地放入顆粒大小相同的品紅。

第二、觀察時指導學生注意兩個對比。動靜對比---靜止的水中，紅色品紅向水中運動，形如絲帶；冷熱對比---品紅在熱水中比冷水中擴散得更快。

第三、分析時能引導學生根據宏觀現象認識微觀實質。品紅可以進入水中，說明水的內部是由不連續的粒子（即水分子）構成的，且粒子之間存在間隔；品紅擴散到水中，其實質是水分子“挾持”品紅往水里運動，說明分子是不斷運動的；熱水中品紅擴散得更快，說明溫度越高，分子運動得速率越大。

因此，在演示實驗教學中，教師應該對教材設置的內容進行補充、加工和整合，對實驗過程進行精心設計和優化處理，這是學科方法教育的需要。

4在演示實驗中滲透“三維表征”的思維和方法

通過化學符號語言建立宏觀與微觀的聯系，用微觀的觀點認識和理解宏觀現象的本質，形成物質的微粒觀，即是化學學科的基本思想，也是研究化學的基本方法。從宏觀、微觀、符號三個維度認識和分析問題，這是化學學科特有的“三維表征”認識方式。在初中化學教學中，學生對微觀世界的認識需要經歷一個由淺顯到深入、由靜態結構到動態變化的過程。在化學學習中，觀察、想象、類比、模型化是用微粒觀念學習和理解化學本質的基本方法，而幫助學生學會用圖示的方法建立模型，理解和表達微觀世界的狀況，是當前化學教學的薄弱環節，而實驗是滲透“三維表征”思維方式的重要載體。

例如，在“品紅的擴散”、“水電解反應”“中和反應”實驗完成后，教師可以分別通過下面形成性練習活動，讓學生深化對實驗本質的理解，建立起微觀的認識。

“品紅的擴散”習題1：如圖所示，向盛水的燒杯中放入一小粒品紅，一段時間后，燒杯中形成紅色溶液，此實驗能說明

設計意圖：本題根據宏觀現象描繪微觀粒子的存在，要求學生能根據溶液中顏色的變化，想象出品紅分子擴散運動的性質。

“水電解反應”習題2：如圖是水分子在一定條件下分解的示意圖，從中獲得的信息不正確的是

（1）水分子分解后生成氧分子和氫分子的分子數比為1：2

（2）水分解過程中，分子的種類不變

（3）一個水分子由一個氧原子和二個氫原子構成

（4）水分解過程中，原子的數目不變

設計意圖：通過水分子在一定條件下分解的示意圖，分子變的更加形象了，學生直觀看到水分子的微觀構成，看到化學變化中分子分解后重新組合成新的分子。

“中和反應”習題3：如圖是兩種溶液恰好完全反應的微觀示意圖，寫出此反應的化學方程式________，反應后所得溶液中含有的粒子有_______(填符號)。

設計意圖：本題要求學生更加微觀粒子的符號判斷溶液中存在哪些物質，根據物質反應規律寫出反應的化學方程式，從而從離子反應的角度認識中和反應的實質，可以較好地建立起宏觀、微觀與符號之間的內在聯系。

教學中，教師應該根據演示實驗的內容和學生的能力情況，有意識地設計一些具有一定難度、梯度和思維容量地問題，讓學生在解決問題地過程中，認識物質內部微觀粒子的客觀存在，以及它們地基本性質，領會化學反應地微觀本質，通過對化學語言的準確把握，真正樹立物質的微粒觀和微粒的變化觀。