建構協作探究式化學實驗課堂模式

◇ 廣東 楊先明

化學是一門以實驗為基礎的探究類學科，在教學過程中，教師要格外注重實驗在教學過程中的重要性，實驗教學將直接影響學生對化學知識的學習與應用.所以在實驗教學中教師應該從多方面入手，不斷進行探究與創新，建構協作探究式化學實驗課堂模式，通過對不同角度的教學讓學生得到全方面的進步與發展，創建高效化學教學課堂.

1 觀察生活現象，提出問題

教師可以選取生活中存在的一些典型問題作為實驗的主題，生活化的實驗能夠直接激發學生內心與化學知識之間的共鳴，增強學生學習化學知識的興趣，提升學生對化學知識的實際應用能力，構建以化學的視角來看待世界的思維方式，豐富實驗模式，推動實驗教學的發展.

例如，在“鐵和鐵的化合物”實驗教學中，筆者在課堂開始時向學生提了幾個生活中常見的問題來導入課程：把蘋果削了皮之后暴露在空氣中一段時間后為什么會出現銹黃色? 在超市買的蘋果汁的成分表里為什么會有維生素C? 通過這些在生活中接觸到的問題與現象激發學生深入探究的學習興趣，然后在學生思考這些問題時筆者繼續進行引導：蘋果中含有Fe2＋，在空氣中被氧化為Fe3＋，那么大家知道鐵在不同的溶液中都會產生什么樣的變化嗎? 然后筆者開始進行實驗，以鐵和稀硝酸反應實驗為例，首先將鐵絲放入試管中，之后，將稀硝酸滴入試管中，并將試管迅速密封.仔細觀察實驗現象，學生總結出一系列的變化，同時針對這些變化提出問題：為什么液面下降了? 在液面下降之后為什么產生了紅棕色氣體? 里邊的溶液為什么變成了棕黃色? 剛剛在實驗過程中為什么強調塞子一定要塞緊? 在之前的探索中，學生通過自主探究學習，已經知道稀HNO3具有較強的氧化性，鐵具有還原性，兩者在同一體系內，能夠發生化學反應，通過筆者所演示的實驗現象，學生總結得出了反應方程式Fe＋4HNO3＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，在這樣的氛圍下教學效果也得到了顯著的提升.

由此可見，在進行探究實驗教學時，教師可將生活化的問題與化學實驗進行巧妙結合，讓學生在熟悉的氛圍中感受到化學知識的存在，從而培養學生的化學思維，增強學生對化學知識的應用能力.

2 提出實驗假設，科學推理

在實驗過程中，需要實驗者按照預想對實驗的進程加以控制和改變，通過對實驗過程的仔細觀察和不斷檢測去證明自己的猜想與假設，所以教師可以在實驗之前精心設計一些問題，讓學生在實驗過程中依據這些問題進行科學推理，從而深入探究實驗原理，培養學生的探索精神與創新意識.

在“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗中，筆者并沒有直接給出學生最恰當的實驗儀器，而是給學生提供了多種選擇：容量瓶、量筒、燒杯、電子天平、滴定管等.隨后讓學生自己選擇實驗儀器，學生對哪種儀器能達到實驗效果，能提升實驗效率進行了探討，然后更好地挑選出了合適的儀器.筆者發現學生對選擇儀器這一實驗過程產生了濃厚的興趣，并且積極主動地進行討論與交流，整體提升了實驗課堂的效率.在實驗過程中有的學生說，平時進行實驗時都是直接使用老師給出的儀器，從來沒有想過實驗儀器的選擇也要進行精心的對比與科學的分析，并且非常開心地告訴筆者，通過這次實驗又對化學實驗有了新的認識，以后在進行實驗時選擇儀器也要認真仔細.在整個實驗過程中學生表現出了更加嚴謹的實驗態度，對化學實驗有了更加科學的認知.

因此，在化學實驗教學過程中，教師要通過對實驗原理的透徹分析，科學地提出一些實驗問題與假設，讓學生在有支撐的情況下進行有目的的實驗探究，培養學生科學嚴謹的化學實驗態度，豐富學生的化學知識，深化化學思想.

3 設計具體方案，動手操作

新課程要求學生要動手操作實驗，這就要求教師在進行實驗教學設計時要考慮學生動手操作的環節，盡可能把實驗的主動權移交到學生手中，讓學生在動手操作的過程中直觀地感受到化學知識的魅力，培養學生深入探究化學知識的意識，養成嚴謹科學的實驗態度與良好的實驗習慣.

例如，在“氨氣的噴泉實驗”教學過程中，在課堂教學剛開始時，筆者向學生詳細強調了實驗過程中的注意事項，并著重提示大家注意安全.然后讓學生認識一下實驗臺上的實驗用品.濃氨水、氫氧化鈉固體、酚酞試液等都提前準備好了正常范圍內的量.筆者介紹完實驗用品后又向學生講解了實驗步驟，并要求學生在動手操作的過程中仔細觀察實驗現象.由于對實驗進行了改進，學生在實驗過程中可隨意控制噴泉，能夠幫助學生更加直觀、清晰地觀察實驗現象，而把氣體的收集和噴泉實驗的裝置連成一個整體，讓學生不需要事先收集氨氣，使這一操作更加簡單、易于進行，并且能夠大大提高實驗的成功率，學生在親自動手操作實驗的過程中也容易獲得成就感，增強自信.

由此可見，在實驗教學過程中引導學生親自動手操作實驗至關重要，這就要求化學教師在實驗前透徹了解實驗原理，清晰掌握實驗步驟，并且能夠在不影響實驗結果與教學效果的情況下對實驗進行升級與創新，調整為更加適合學生動手操作的實驗學習，從而提升學生的學習積極性，促進學生在協作學習的過程中得到全面發展.

4 分析實驗數據，發現規律

在化學實驗教學中，認真細致的觀察及對實驗數據進行科學嚴謹的分析是學生需要掌握的必備能力，因此在進行實驗時教師要引導學生采用正確的方式進行實驗觀察，培養學生的實驗數據分析能力，深化學生的化學思維，引導學生能夠通過實驗現象抓住本質，提升課堂效率.

例如，在“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中，筆者讓學生明確觀察反應過程中各變化量之間的關系與規律.學生在實驗過程中也發現硫酸的濃度不宜太大或太小，在濃度小的時候，反應的速率慢；在濃度太大的時候，容易產生Fe3＋、SO2，溶液呈現出黃色，還有可能形成塊狀的黑色物，此時筆者向學生講解：在亞硫酸鐵制備的過程中，不管是酸過量還是鐵過量都可以得到亞硫酸鐵，但是產品的質量和純度會受到影響.在鐵過量的時候可以防止FeSO4被氧化，一般來說，Fe稍稍過量的時候，產生的產品質量會比較好，未反應的鐵可循環反應.有些學生還發現在加熱時如果有恒溫加熱裝置會更好，用沸水浴加熱時，要注意控制反應的速率，防止由于反應過快而使反應液噴出，加熱時要不斷振蕩錐形瓶.所有學生就這樣在仔細的觀察與分析中不斷地得出結論，并且在有疑問時及時提出，筆者也在回答問題時加深知識的拓展.在實驗結束后很多學生都說這節課能讓人更加容易理解.

所以，在實驗教學過程中，教師應引導學生學會觀察實驗過程，培養學生科學嚴謹分析實驗數據的能力，讓學生在分析的過程中發現規律、產生疑問，加強學生對化學知識的深入探究，促進學生對實驗原理的理解.

5 延伸相關資料，遷移創新

化學實驗不僅僅是對課內知識的學習與理解，還有對課外知識的探究與拓展，這就要求教師將課外實踐與實驗教學相結合，讓學生在實際應用中不斷進行創新，學習以化學思維思考生活中遇到的問題，培養學生對化學知識的實際應用能力，提升學生的科學素養.

例如，在“海帶中碘離子的提取與檢測”實驗中，筆者在課前首先向學生布置了本節課的內容：在生活中大家應該都吃過海帶吧，那么大家知道海帶中含有什么成分嗎? 學生此時異口同聲地回答：“碘!”筆者繼續引導：碘是我們的身體中不可缺少的一種元素，可以預防大脖子病等.通過與生活的聯系，拉近學生與化學實驗之間的距離，幫助學生理解化學知識與實驗原理.從海帶中提取碘離子需要以下步驟：1)把灼燒成灰燼的海帶進行過濾.2)將過濾完成的可溶于水的無機碘化物進行氧化還原反應，還原出碘單質.3)用四氯化碳把碘單質從水溶液中萃取出來.講解完實驗原理后筆者讓學生開始進行實驗操作，通過之前的過濾與氧化等知識的遷移完成這次實驗操作，在學生進行實驗的過程中筆者隨時解決出現的問題，整個實驗課堂完成得非常成功.

由此可見，在實驗教學中拓展課外知識可以幫助學生更好地理解化學實驗原理，激發學生進行探索與創新的興趣，幫助學生完成化學知識的遷移與提升，提升化學實驗教學效率.

總而言之，化學實驗教學作為整個化學教學的重要組成部分，需要教師進行不斷的探索與創新，通過多種多樣的教學形式與教學思考激發學生的學習興趣，打開學生化學世界的大門，培養學生自主探究與發現化學知識的能力，促進學生的全面發展.