創新實驗設計對課堂教學的影響

【摘 要】本文提出將“二氧化碳的制備及性質”和“堿的性質”兩個知識點創新性地結合在一起，在鞏固學生已學知識的同時，激發學生的學習興趣。對A、B班采取同課異構法，通過統計學生活動時間、學習過程專注度和課后作業正確率等數據，探究創新實驗設計對課堂教學的影響。結果顯示，創新實驗設計不僅可以凸顯學生在課堂中的主體地位，還可以促進學生更好地掌握知識。

【關鍵詞】創新實驗;設計;初中化學

【中圖分類號】G633.8? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）34-0150-02

化學是以實驗為基礎的一門學科，學生要通過實驗總結知識點，加強對知識點之間邏輯結構的理解，這樣才能獲得知識、技能，發展觀察、思維能力。基于此，筆者通過總結授課經驗、查閱資料對實驗進行了創新性設計，這樣一來，可以激發學生的學習興趣，促進他們更好地理解知識點，體會到化學的魅力。本文以“堿的化學性質”為例，探究如何創新實驗設計。

1? ?實驗過程

“二氧化碳氣體制取”章節中，在檢驗氣體的種類時，教材用了這種方法：將反應生成的氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，則證明是CO2。所用原理是CO2可以使澄清石灰水變渾濁，但是學生并不是十分明白其中的原理。而在“堿的性質”一節中，CO2與澄清石灰水反應這一知識點又出現了，而且還是考試的重點。因此，筆者將“二氧化碳的制備及性質”和“酸堿的性質”這兩節的實驗創新性地結合在一起。

實驗試劑及儀器：10%稀鹽酸溶液、石灰石、多孔塑料片、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、錐形瓶及打孔的膠塞、長頸漏斗、圓底燒瓶、玻璃導氣管、針管注射器、彈簧夾、升降臺、止水夾、氣球等。

實驗裝置見圖1：先將長頸漏斗的導管、導氣管、針管注射器插入到打好的膠塞里，然后將一定量的10%的稀鹽酸溶液、石灰石、多孔塑料片分別放置于長頸漏斗、1號錐形瓶中，再用兩支針管注射器分別抽取6mL的10%稀鹽酸溶液、8mL的NaOH溶液。

步驟1：打開長頸漏斗的玻璃塞，打開彈簧夾。現象是1號氣球由干癟逐漸變膨脹。這是因為石灰水與稀鹽酸反應生成了CO2，增大了氣球內部的氣壓。以“二氧化碳的制備及性質”為導學，既回顧了已學知識，又以氣球的變化情況激發了學生的興趣。

步驟2：關閉彈簧夾，將針管中的NaOH溶液擠壓至圓底燒瓶中。現象是1號氣球膨脹至一定大小后穩定。這是因為圓底燒瓶中也存在CO2，NaOH溶液吸收了CO2，使得燒瓶內的氣壓降低，空氣被擠壓至1號氣球內。先引導學生通過氣球的膨脹程度初步感知NaOH溶液與CO2可以發生反應，并思考兩者發生反應會生成什么物質，然后給學生時間，讓他們嘗試寫出化學反應方程式。

步驟3：將針管中的NaOH溶液擠壓至圓底燒瓶中。現象是錐形瓶中產生氣泡，1號氣球慢慢變癟，同時2號氣球逐漸膨脹至一定大小。這是因為HCl與之前步驟中生成的物質發生了化學反應，生成了某種氣體，使燒瓶內部的壓力增大了，導致1號氣球內的氣體被擠壓至2號氣球內。通過這一反應現象可以驗證學生對上述實驗的猜想是否正確，激發他們的學習興趣。

步驟4：用止水夾夾住2號氣球的接口，然后將它與裝著澄清石灰水的2號錐形瓶連接好，之后打開止水夾。現象是2號氣球逐漸變癟，澄清石灰水變渾濁。這是因為步驟3中產生的氣體是CO2，CO2與Ca（OH）2反應生成CaCO3，CaCO3不溶于水，是一種白色沉淀，所以澄清石灰水變渾濁。引導學生設計實驗驗證自己的猜想，也是對以往知識點的重現，要讓學生詳細解釋這一現象，不死記硬背知識點。Ca（OH）2也是堿，這里也呼應了“堿的化學性質”這一內容。

在上述創新實驗設計的基礎上詳細講解“酸堿的性質”這一內容，使學生更容易接受，對化學反應方程式有更加深刻的理解。為了探究創新實驗設計對課堂教學的影響，筆者對A班和B班采取了同課異構教學法，通過統計學生活動時間、學習過程專注度、課后作業正確率等，探究創新實驗設計對課堂教學的影響[1]。

授課過程：

A班：要求學生回憶酸的定義及性質，以此定義堿的性質;通過圖片展示生活中常見的堿及堿的檢驗標準;以CO2和澄清石灰水反應為例，通過動畫演示讓學生觀察實驗操作、實驗現象。通過提問檢驗學生堿的性質學習情況;教師解釋實驗現象、總結實驗結論;通過PPT上的習題，讓學生總結堿的性質;課后作業為對應的配套練習。

B班：要求學生回憶酸的定義及性質，以定義堿的性質;教師演示上述創新型實驗，學生觀察如何操作以及實驗現象;教師提問實驗中的易錯點以及易考點，如長頸漏斗的導管以及導氣管與液面的關系，如何檢驗裝置的氣密性等;教師與學生互動，通過創新實驗中氣球的狀態來講解堿的性質;通過教材上的習題，教師總結解題的經驗及細節;實踐活動：①你還能想出哪些堿的性質的實驗？②堿與酸的性質有什么異同點？

2? ?結果與討論

通過課后看錄像回放的方式對學生活動進行統計，結果如圖2所示。由圖2可知，采用創新實驗設計的B班與采用傳統模式授課的A班相比，思考與討論、課堂記錄以及回答問題的時間并無很大差異。但是在B班，學生的分組討論時間以及觀察演示實驗時間延長了，這在一定程度上凸顯了學生的主體地位，讓他們能更加自主地學習。

通過課后看錄像回放的方式對學生專注度進行統計，得到：在上課的0—10分鐘，A班、B班的專注度分別為82%、96%，二者相差不大;但是在10—20分鐘，A、B班學生的專注度差別很大，A班的專注度為70%、B班的為97%，這是因為B班的創新性實驗中設置了懸念，可以引導學生一步步探索新知識;在20—30分鐘，教師主要進行總結和講解例題，學生的專注度并無很大差別，A班的專注度為92%，B班的為95%;在30—40分鐘，B班由教師引導學生做實踐性作業，發散思維，激發學生的思考興趣。

通過批閱課后練習的方式對學生的掌握情況進行統計，得到：對于簡單題型，兩個班的正確率并無差異;計算題方面，A、B班的差異也不大，但是在簡答題和實踐題方面差距很明顯;對于B班來說，實驗中存在的易錯、易考點，在學習新課的過程中通過觀察實驗操作、現象，跟隨教師的引導思考原因已經掌握了，而傳統教學中的實驗、演示都缺乏學生的參與，導致學生的掌握情況不好。實踐類題主要考查學生的發散思維能力。由此可知，創新實驗設計有助于激發學生的興趣，使學生聯想到更多相關、相似的實驗[2]。

通過“堿的化學性質”這一例子可以得出創新實驗設計的重要性。由A、B班學生的活動時間、專注度、課后作業準確率可知，創新性實驗可以提升學生的課堂參與度、知識掌握情況，對學生的學習有至關重要的影響。

【參考文獻】

[1]吳高福.初中化學生活化實驗設計探索[J].福建基礎教育研究，2020（8）.

[2]徐巖，吳曉紅.以電解氯化銅的微型化實驗為例談學生創新能力的培養[J].數理化解題研究，2017（19）.

【作者簡介】

郝繼龍（1988～），男，山東聊城人，本科，中學二級教師，上海市民辦迅行中學。研究方向：化學實驗。