中學化學實驗“對分”教學模式的實踐思考

【摘要】實驗是化學的靈魂，是激發學生學習興趣的主要源泉。為有效提高中學化學實驗教學質量，就必須探索、改進化學實驗教學模式。文章針對中學化學實驗教學現狀，思考并實踐“對分”教學模式下中學化學實驗教學改革之路，結合復旦大學理論指導和相關實踐案例，提出課前預習、課內學習、課后反思的教學模式，以期豐富中學化學實驗教學的多樣性，提高化學實驗教學效率。

【關鍵詞】中學化學；實驗；對分教學模式；“堿的變質”

【中圖分類號】G633.8【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）01—0075—04

為了提高學生的化學學科素養，探索、改進課堂教學模式成為教師新的教研方向。復旦大學張新學教授首次提出的“對分”教學模式下強調學生學習的自主性和教學過程的互動性，有助于提高學生的綜合能力[1]。下面，筆者將結合一線教學經歷，談一點對核心素養背景下中學化學實驗“對分”教學模式的思考。

一、中學化學實驗教學中存在的問題

1.重教師演示，輕學生參與。在化學實驗教學中，教師往往過分強調學生對化學基礎知識的掌握，而忽略學生動手操作能力和觀察能力的培養，實驗主要通過教師演示或多媒體展示的方式進行，有的教師甚至采用向學生描述實驗現象和結果的方式教學，沒有給學生親手操作和認真觀察的機會，學生也只有在中考實驗考試前的短短幾天時間可以自己動手操作，從而導致學生對化學知識的理解不夠全面[1]。

2.重結果，輕過程。化學實驗本身就是一個探索的過程，教師在進行化學實驗教學時忽視了學生對化學實驗過程的感悟，直接告知學生實驗的正常現象與結果[2]。然而實驗的結果與實驗的條件與操作等因素息息相關，這些需要學生在化學實驗探索中才能發現。這種實驗教學模式不利于培養學生的探索精神。

3.重定性分析，輕定量研究。定量化實驗是化學實驗發展的趨勢，但是由于受實驗儀器、設備和藥品上的種種限制，定量化實驗的實踐之路比較艱難，單一的定性分析不利于培養學生科學、嚴謹的實驗態度[3]。

二、“對分”教學模式的概念

2014年復旦大學張新學教授提出了一種課堂教學新模式——對分課堂。對分課堂將課堂教學時間分為教師講授、內化吸收、討論等三個過程[4]。教師主要講授知識框架、重點和難點，學生課后進行個性化學習，從而對知識內化吸收，課堂上再進行分組討論和教師答疑[5]。對分課堂的理念是強調學生學習的自主性和教學過程的互動性，在教師講授的基礎上，學生主動思考，自主學習，學思結合[6]。這種教學模式的核心在于從“以教師為主”轉化為“以學生為主”，符合“注重學生自主發展，提高個人修養，全面推進素質教育”的新課改指導思想。

筆者認為，結合“對分”教學模式的理論指導和實踐案例，筆者所在學校對該教學模式的實踐可以分為以下三個部分：

1.課前預習。教師在學期初給學生發送本學期所有實驗的視頻作為課前預習的資料。視頻可以是教師自制的，也可以來自網絡。學生在實驗前對教材內容及視頻資料進行預習，對實驗過程有了最直觀了解。同時，針對教師在視頻中提出的啟發性問題，學生可以在觀看視頻的過程中找到答案，從而提高學生思考問題和解決問題的能力。學生通過觀看實驗視頻，結合課本內容，撰寫預習報告。預習報告內容包括“亮考幫”。首先，學生在預習后要總結出自己感受最深、受益最大的內容，這一過程稱為“閃亮亮”；其次，把別人可能存在困惑的地方用問題的形式表達出來，用來挑戰別人，這一過程稱為“考考你”；最后，把自己不懂的地方提煉出來，在討論時求助同學，這一過程稱為“幫幫我”。例如，在九年級下冊第十單元“酸和堿”中，學生預習探究堿的變質實驗時，學生為總結出石灰水部分變質和完全變質的情況，通過觀察法無法得到正確的判斷；因此如何判斷石灰水是部分變質還是完全變質，采用什么樣的實驗方法，此時提出了“考考你”；最后，在完成這項實驗時，學生會發現在部分變質和完全變質的溶液中加酸均可以觀察到氣泡產生，由此分析現象產生的原因，比如制備石灰水的Ca（OH）2是否已經變質等，在實驗原理的理解方面又提出了“幫幫我”。以上過程需要學生單獨完成。學生在自我預習的基礎上，進行小組討論，時間和形式自定，要求學生圍繞作業，互相切磋學習，共同解決問題。這樣不僅能夠給予學生足夠的交流機會，還能夠提高學生的協作能力和凝聚力，提高學生的學習興趣。同時，教師借助QQ群、微信群發放資料和檢查預習報告，幫助學生總結預習中出現的問題。學生由被動學習轉變為主動學習，激發了學生的學習興趣，實現了更廣泛的合作學習。

2.課內學習。用10-15分鐘進行課堂討論，主要內容是小組匯報本組的“亮考幫”，本過程旨在通過全班討論解決小組匯報時沒有解決的問題，最后由教師總結學生在預習報告中多次出現的問題及實驗的注意事項。其余時間主要進行一對一的實驗指導。而實驗指導過程中要關注學生的實驗操作，糾正學生的不規范行為，避免學生在今后出現類似的錯誤。同時，教師對于實驗過程中出現的異常現象進行解釋，幫助學生分析異常現象的原因。另外，及時排除實驗中出現的安全隱患也是教師在學生實驗過程中非常重要的指導環節。

3.課后反思。學生撰寫實驗報告，需要闡明實驗目的、實驗步驟、實驗現象和實驗結果，以及實驗反思與評價。評價標準也會結合學生在三個部分的學習——操作——反思這一過程中付出的努力，主觀能動性的大小，參與度的高低，小組討論中的貢獻度，真正實現核心素養三個維度在學生評價中的實施。

三、實驗教學案例——堿的變質

課前預習：

[環節一]觀看實驗視頻并回答下列問題。

[提問]本實驗用到了哪些儀器和藥品？

[回答]儀器：試管；藥品：未變質、部分變質、完全變質的NaOH溶液，稀鹽酸，CaCl2溶液，酚酞溶液。

[提問]你看到哪些實驗現象？

[回答]在三種堿溶液中加入稀鹽酸，未變質的堿溶液無現象，部分變質和完全變質的堿溶液中有氣泡產生，再另取部分變質和完全變質的堿溶液，繼續加入過量的CaCl2溶液、酚酞溶液，部分變質的堿溶液顯紅色，完全變質的堿溶液無顏色變化。

[提問]請寫出本視頻中所有反應的化學方程式。

[環節二]“亮考幫”模式。

[閃亮亮]請總結預習過程中的最大收獲。

[回答]NaOH溶液久置在空氣中會變質，生成Na2CO3，加入鹽酸可以辨別堿溶液是否發生變質，判斷部分變質或者完全變質時再加入過量的CaCl2溶液、酚酞溶液。

[考考你]請解答組內其他同學困惑的問題。

[學生1提問]除了CaCl2、HCl和酚酞溶液，還有哪些試劑可以用來鑒別堿溶液是否發生變質？

[學生2回答]Ca2+、Ba2+都可以沉淀CO32-，鹽酸可以用稀硫酸、稀硝酸代替，酚酞換成紅色石蕊試紙等也可以。

[幫幫我]請提出一個問題，組內同學討論。

[學生2提問]Ca（OH）2溶液久置在空氣中會變質嗎？如何判斷一瓶未知Ca（OH）2溶液是否已經變質？NaOH溶液探究實驗中的試劑可以繼續使用嗎？為什么？

[教師評價]分析問題思路清晰，觀察實驗認真細致，組內討論能夠落到實處。

課內學習：

[環節一]小組學習——根據預習報告內容，分析Ca（OH）2溶液變質的問題，現在有一瓶未知變質情況的Ca（OH）2溶液，請通過實驗驗證變質情況，并寫出有關的化學方程式。

[回答]先取一部分Ca（OH）2溶液，加入稀鹽酸，若有氣泡產生則堿溶液已經變質，若無氣泡產生則堿溶液未變質。如果堿溶液已經變質，再另取一部分溶液加入酚酞溶液，若溶液變紅則部分變質，若溶液不變色則全部變質。

[環節二]實驗指導——解釋實驗中出現異常現象的原因。

[提問]若只有新制NaOH固體，如何配制未變質、部分變質、全部變質的NaOH溶液？

[回答]未變質溶液可以直接用新制NaOH固體配制，部分變質的溶液可以用NaOH固體和Na2CO3固體配制，完全變質溶液可以用Na2CO3固體配制。

[提問]在判斷堿溶液是否變質時，若加入過量的鹽酸有氣泡產生，接著加入過量CaCl2溶液和酚酞溶液，溶液沒有變紅，證明原堿溶液一定是完全變質，這個結論是否正確，為什么？如何改正？

[回答]不正確，因為鹽酸過量時，會反應掉溶液中的OH-，加入酚酞溶液，溶液不變色，無法判斷堿溶液是部分變質還是完全變質，所以要重新取一部分堿溶液加入CaCl2和酚酞溶液進行實驗。

[提問]若取部分變質和完全變質的NaOH溶液加入過量CaCl2溶液后，均產生大量沉淀，請分析原因？

[回答]因為Ca（OH）2在水中的溶解度很小，所以當大量OH-與Ca2+接觸時會生成Ca（OH）2白色沉淀，因此堿溶液的濃度不宜過大，否則無法判斷堿溶液是部分變質還是完全變質。

[教師評價]能夠認真分析實驗中異常現象的原因，思考實驗的本質，課內學習效果顯著。

課后反思：

實驗報告——堿的變質

[實驗目的]訓練科學有效的探究方法，培養合作學習的思維意識，歸納完善堿變質的知識結構。

[實驗步驟]

1.取一部分未知堿溶液，加入稀鹽酸。

2.另取一部分未知堿溶液，先加入過量的CaCl2溶液，再加入酚酞溶液。

[實驗現象與實驗結論]

1.加入稀鹽酸后若有氣泡生成，說明堿溶液已經變質，若無氣泡產生，說明堿溶液沒有變質。

2.若加酸有氣泡產生，另取一部分溶液先加入過量的CaCl2溶液，再加入酚酞溶液，若溶液變紅色，說明堿溶液部分變質，若溶液不變色，說明堿溶液完全變質。

[實驗分析]

[提問]常見堿溶液的保存方法是什么？

[回答]放在密閉容器中保存，不能接觸空氣。

[提問]探究NaOH溶液是否變質的實驗中，能否選擇其他的試劑？

[回答]酸可以換成稀硫酸和稀硝酸，CaCl2溶液可以換成含有Ba2+的溶液，酚酞溶液可以換成石蕊溶液。

[提問]探究Ca（OH）2溶液是否變質的實驗中，能否選擇其他的試劑？

[回答]酸可以換成稀硫酸和稀硝酸，酚酞溶液可以換成紅色石蕊試紙等。

[反思與總結]堿的變質問題是第十單元酸和堿這一部分的重點內容，與中考化學中的探究題有關，后續需要反復練習相關習題，并且融會貫通，對于物質的變質問題形成一定的解題思路。

四、總結與展望

1.學生自主學習興趣和參與科學探索的積極性得到提高。教育心理學指出：“構成學生學習動機的重要成分主要是學生的學習自覺性和對學習產生的直接興趣。只有激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念，形成知識體系，才能有效提高教學效率，提高學生學習成績。”實驗是化學的靈魂，更是培養和發展學生思維能力和創新能力的重要方法和手段。通過這種實驗教學模式，學生對于化學實驗的重要性認識得更加深入，更能有效幫助學生形成化學概念，理解和鞏固化學知識，掌握基本技能與技巧。

2.學生的邏輯思維能力和創新能力得到加強。在實驗教學實踐中，引導學生通過自主學習，發現問題，解決問題，培養學生的主觀能動性，通過各種途徑（自學、實驗、操作、觀察、討論、反思等）尋找問題的答案。以邏輯思維為主線，視聽并舉，腦手結合，有效促進學生創新能力的培養。

3.學生的動手操作能力及綜合素養得到提升。通過學生親自動手進行實驗，增加學生的探究體驗，培養學生的動手能力、觀察能力、創新能力以及對實驗相關信息進行思考和處理的能力，提高了學生的合作能力。

參考文獻

[1]宰高峰.基于核心素養的初中化學實驗教學探究[J].科學咨詢（教育科研），2020（01）：237.

[2]楊新國.基于學科核心素養的初中化學實驗教學的教學模式和教學策略[J].學周刊，2019（24）：21.

[3]王玉國.中學化學實驗教學法改革研究——三段式實驗教學法初探[J].學苑教育，2020（23）：87-88.

[4]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014（05）：5-10.

[5]涂春梅.基于“對分課堂”的線上教學模式初探[J].科教導刊（中旬刊），2020（09）：59-61.

[6]王曉婷，田曉娜.對分課堂教學模式的應用研究[J].教育現代化，2018（14）：247.

（本文系2020年度甘肅省“十三五”教育科學規劃課題“基于化學核心素養的實驗策略的實踐研究——以初三化學實驗教學為例”的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHB0225）

編輯：張昀