探究化學實驗教學的高效方法

巫海波

摘要：文章針對初中化學實驗教學低效而未能發揮實驗課效能的問題，進行實驗課高效教學的實踐和探究。探索出從“三導”到“有機分組”到“究其真”再到“創新突破”的有效方法。讓學生明白為什么上實驗課，怎樣上實驗課，并且養成實驗課后常思常省、主動探究的習慣，實現實驗課高效教學。根本目的是引導學生做一個科學的提問者，科學的探究者，科學的創造者，培養學生的科學素養。

關鍵詞：化學實驗課；合理調控；優化重組；有效性教學

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2023）09-0110-04

一、 引言

我國教育部于2022年頒布了新的課程標準，標準中提到：“發展科學探究的好奇心、想象力與探究欲；通過探究活動，初步養成注重實證、嚴謹求實的科學態度，初步學會批判性思維方法，具有敢于提出并堅持自己的見解、勇于修正或放棄錯誤觀點、反對偽科學的科學精神。”戴安邦先生曾經說過：“化學實驗教學是全面實施化學教育的一種最有效的形式。”由此可見化學實驗在教學中有著重要的地位，化學課教學質量的提高離不開化學實驗，實驗能充分發揮學生的主動性、創造性，畢竟，學生自己探究、自己發現的樂趣是任何外來的獎勵無法比擬的。所以，我們必須重視化學實驗課的質量。平時的課堂教學強調高效，實驗課的教學更是如此。

二、 造成化學實驗課教學低效的一些原因

（一）只看熱鬧，沒入門道

這里有學生的原因，也有老師的原因。初中同學剛剛接觸化學的時候，對化學實驗的操作及現象充滿了新鮮感，覺得一切都很神秘，很好玩，很多老師也是把化學實驗當成是激發學生學習興趣的重要手段，但好多老師沒有能做到嚴格要求，正確引導，很多學生在實驗課上只注意看“熱鬧”的現象，還沒有真正去關心實驗的目的、要求、注意事項、反思等，這樣就難以抓住實驗的關鍵，從而丟掉了“門道”。老師對學生實驗前的預習不夠重視，沒有要求學生認真看教材、做準備，學生心理上也沒有重視，導致學生對實驗的目的、內容、操作步驟、注意事項不明確，腦袋一片空白就來實驗室，結果一到實驗的實際操作就出現很多的問題，導致實驗課堂頻繁中斷。還有一些老師課前準備工作不夠細致，實驗所需的器材、藥品準備不到位，到實驗開始時，學生發現沒有某種儀器或藥品，或儀器已有破損，就會圍住教師要這要那，造成混亂局面。又如，老師課前沒有認真備課，沒有考慮到實驗操作要求和學生實際能力之間的差異，往往顧此失彼，陷于被動、忙亂的局面。有困難的學生常因得不到及時指點而呼喊教師；實驗技能比較好的學生，又因提前完成了實驗而未得到很好安排，就無事可做，互相談論，甚至來回走動，影響了別人的操作。其結果就是課堂效率低下，難以發揮出實驗課的真正作用。

（二）只盯一點，沒有全面觀察

一些同學在觀察化學實驗時，沒有做到細致用心，只看到了明顯的、“好玩的”的實驗現象，而忽略了其他不明顯而又能決定實驗結論的現象。如觀察鐵絲與硫酸銅溶液反應，只看到了鐵絲表面有紅色物質產生，對溶液顏色從藍色變為淺綠色卻視而不見；又如觀察銅絲與硝酸銀溶液反應時，只留意到銅絲表面有銀白色物質產生，卻忽略了溶液顏色從無色變成藍色，另外，觀察不僅是用眼看，還包括用耳聽、用鼻聞、用手摸。例如，在觀察硫在氧氣中燃燒的實驗時，通過鼻聞，可了解產生的有氣味的氣體；用手摸集氣瓶壁，可感覺到反應有熱量放出。這些都是用眼所觀察不到的。可見，只有“全神貫注”，才能全面觀察到實驗的現象。

（三）只觀察不思考

只用眼睛看實驗，不動腦思考現象背后的原因，在化學實驗的課堂上，我們不僅要求學生認真細致地動用所有感官去觀察、記錄相關現象，同時，還要開動腦筋去分析實驗操作的邏輯和產生這些現象的原因。如在觀察實驗室制氧氣的實驗時，只有同時思考“為什么實驗前應先檢驗裝置的氣密性？”“試管口為何要略向下傾斜？實驗結束時，為何要先將導管從水槽中取出，后熄滅酒精燈？”等問題，才能達到“知其所以然”的目的。

（四）描述實驗現象用詞不準確

在記錄實驗現象的過程中，一定要注意正確用詞，有些實驗的描述用詞容易混淆，如白煙不能描述為白霧、溶解不能描述為熔化、紅光不能描述為紅色火焰等，一定要注意區別，避免出現張冠李戴的錯誤，如：木炭在氧氣中燃燒是發出了白光，而硫在氧氣中燃燒是發出了藍紫色的火焰；紅磷燃燒后生成了大量的白煙，氫氣燃燒后，玻璃壁上會有水霧；二氧化碳通入澄清石灰水后，澄清的石灰水會變渾濁，而將氫氧化鈉溶液通入硫酸銅溶液中會有藍色的沉淀生成。只有注意了它們的區別，才能正確描述這類實驗現象。

（五）只動口，不動手

在實驗課的過程中，有些學生對實驗的現象、結論及實驗所引發的思考，只是在課堂上口頭講述，不注意動手記錄，這樣的話，對這些重要的內容，他們只是在課堂上有印象，一段時間后，就會完全遺忘，以致在考試時無法作答，實驗課上了等于沒上。

三、 如何實現實驗課的高效教學，培養學生的科學素養

（一）明確要求，按“導”而行，從調控中求效率

化學實驗是培養學生創新能力和實踐能力的重要渠道。但是在傳統的實驗教學中，有些教師只是把學生看成是知識的接受器，被動地接受一些實驗的操作，死記一些實驗的現象，極大地限制了學生的思維、想象的空間，使學生失去了創新意識。在新課標理論指導要求下，教師必須實現角色的轉化，在教學過程中，教師只是起到一個引導的作用，學生是學習的主體。其實，化學實驗對學生的吸引力很大，尤其是趣味實驗，他們對化學實驗持積極態度，喜歡動手做，愿意主動去探索，教師若加以引導，因時因地因人制宜，有目的、有針對性地開展化學實驗，則對學生綜合能力的培養意義重大。要在實驗課的教學中實現高效，教師必須在以下三個方面做好引導。

1. 導其動

實驗課堂上，教師一定要充分認識到學生才是教學的主體，教師是引導者，不能簡單地把結論生搬給學生，過多地包辦本屬于學生的工作，而是應該指導學生自己尋找解決問題的思路，自己動手完成實驗驗證，指出錯誤操作讓學生自己討論，提出疑難問題讓學生自行分析，使他們整節課都處在一個主動探究知識的狀態。動，包括動腦思考實驗的步驟，動手完成實驗，動口討論實驗的結果。比如：稀硫酸可以使紫色石蕊試液變紅，我們已知道在稀鹽酸中存在H2O分子、SO2-4和H+。請同學們設計一個簡單實驗來研究下面問題：可能是稀硫酸中的哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅？經過同學們的分析討論，引導學生提出一個假設，然后讓學生設計實驗來證實“可能是溶液中的H+使紫色石蕊試液變紅”這個假設，進行親自操作。首先用試管取少量稀硫酸滴加紫色石蕊試液，溶液變紅；逐滴加入NaOH溶液，試管中的溶液由紅變紫，最后變成藍色。在反應后的溶液中，H2O分子和SO2-4仍然存在，而H+全部生成了H2O分子。說明H2O和SO2-4都不能使紫色石蕊試液變紅，可能是稀硫酸中的H+使石蕊試液變紅。這樣的話，學生的精神始終都會高度地集中，實驗課的效率自然就高。

2. 導其靜

實驗課的內容不能一味求多，求快。否則，學生對實驗的意圖和實驗結論的理解就會大打折扣，切忌一波未平，一波又起。因此，學生“動”完之后，教師又必須引導學生“靜”下來，認真總結、交流實驗的結論及反思，真正地吃透實驗的精神。因此，我們在進行實驗課教學時，通常都會給學生發放一張實驗報告，當學生完成一項實驗后，就必須將相應的現象、結論、反思等內容填好，完全理解后，再進行下一項的內容。

3. 導其思

為培養學生的創新精神，教師不應該只滿足于學生完成了實驗的內容，而應該指導學生對現行實驗的步驟、結論進行反思，引導他們在現行的基礎上進行創新。學生的獨立思考能力非常重要，為此，在教學過程中，拋出一個問題時，老師一定要鼓勵和引導學生將自己的看法和觀點勇敢地與大家分享，引導學生形成“發現問題——分析問題——解決問題”的模式，這樣才能充分發揮學生的創新能力，激發每個學生的潛在能力。比如：在學習二氧化碳的實驗室制法時，實驗室中用大理石或石灰石與稀鹽酸反應來制取二氧化碳，分析其原理后引導學生提出假設：雞蛋殼也是含碳酸根的物質，是否能與稀硫酸反應生成二氧化碳？若能反應其反應速度如何？反應進行的程度如何？經過探究后，同學們認為此方案可行。在實驗中大家發現雞蛋殼與稀硫酸的反應劇烈，澄清的石灰水變渾濁，但過一會兒卻停止了。實驗失敗了！為什么呢？經過老師和同學們的共同分析討論得出反應停止的原因：反應中產生的硫酸鈣微溶，覆蓋在雞蛋殼表面，阻礙了反應的繼續進行。這樣就能使學生在合作交流的過程中，開拓了自己和同組同學的思維，相關知識點也能得到理解鞏固，實驗技能也能得到加強，充分體驗到科學探究的樂趣。

（二）合理分組，優化整合，從重組中求效率

新課標對“科學探究的態度”的論述中提到：“發展科學探究的好奇心、想象力與探究欲；通過探究活動，初步養成注重實證、嚴謹求實的科學態度，初步學會批判性思維方法，具有敢于提出并堅持自己的見解、勇于修正或放棄錯誤觀點、反對偽科學的科學精神。”常言說：“聽到的不如看到的，看到的不如親身體驗到的。”要實現這個目標，就必須讓學生更多地親身參與到化學實驗中來，為此，教師可以從以下幾個方面著手。

1. 按實驗內容分組，擴大容量

比如：在“質量守恒定恒”的實驗教學中，如何讓學生在很短的時間內完成大量的實驗從而得出結論呢？筆者是這樣安排的：安排學生進行分組實驗，實驗分成兩個大組：一組是鐵絲和硫酸銅溶液的反應，另一組是氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液的反應。在這兩個大組中，實驗的條件是不同的，鐵絲有粗的和細的兩種，兩種溶液的也是有濃的和稀的兩種。這樣，事實上，學生完成的就不僅僅是兩個實驗，而是多個實驗了，完成實驗后，安排時間給學生相互交流匯報自己實驗的條件和結果。最后，通過比較，他們就會發現，原來其他的化學反應也是如此。這樣，質量守恒的概念也就出來了。

這樣的安排，有多個優點，首先，就是大大地增加了課堂的容量，筆者認為，課堂的大容量，并不是增多知識點，而是創造條件讓學生從多個角度去理解教學內容。通過多組不同的實驗的比較，發現結果都是一樣的，學生對化學反應中的質量守恒就很容易理解了，而且又強調了科學方法的嚴密性；其次，充分利用了課堂的資源，學生通過各自的匯報會發現，鐵絲的粗細、溶液的濃稀會導致反應速度的改變，這樣，學生又明白了反應速度的影響因素；最后，在這一個過程中，學生是在合作完成一個知識點的學習，大家所做的事情都是為同一個內容服務的，無形中又培養了學生的團結互助的精神。

2. 按學生差異分組，兼顧全面

實驗室的座位不能照搬教室的座位，如果能按照學生的差異性進行編排座位或是把一些特點相似的學生分在一起，會有較好的效果。

在多次改卷的過程中，我們發現了這樣一個特點，男生的實驗題得分率往往會比女生高得多，究其原因，原來，在實驗課上，凡是男女學生同一組的，在完成實驗時，女生往往太過依賴男生去完成相應的操作，這樣的話，女生只是看男生完成實驗，而男生是自己動手完成實驗，自然，印象就比女生深得多，而女生則是比較容易遺忘。所以，我們在實驗室的座位安排上，就比較注意這一點，盡量是男生一組，女生一組，使每個學生都必須自己動手完成實驗的操作。

在實際的教學過程中，每個學生的接受能力是不同的。因此，對接受能力較差的學生，應該將他們分為同組，成為課堂上重點輔導的對象，在完成實驗時，應該對這些同學多些關注，備課時應考慮到這些學生可能出現的情況。比如，在“氧氣的性質”這一內容的教學過程中，安排學生動手制取三瓶氧氣并完成性質的檢驗，考慮到有些學生的速度可能比較慢，因此在課前，我們先動手為這些學生收集好幾瓶氧氣，這樣，盡管他們的速度比較慢，也能跟得上全班的課堂速度。

3. 跨越不同學科，融會貫通

我們在講解《分子間有間隔》這一知識點的時候，可以帶領學生重溫初二第一學期的一個物理實驗：《汽化和液化》，這個實驗在物理課上是用來展示同量的酒精從液態到氣態時體積會發生明顯的變化，到了化學這里，剛好可以用來解釋物體在發生物態變化時，分子間的間隔發生了變化，用學生學過的、熟悉的物理課的實驗來解決化學課的知識學習，將不同領域的學科知識、技能及思維方式整合到化學實驗的教學過程中，提高學生綜合運用多學科知識觀察問題、分析問題、解決問題的能力。

4. 合理改進課本實驗，大膽創新

新課標要求學生能進行安全、規范的實驗基本操作，獨立或與同學合作完成簡單的化學實驗任務，但課本中的一些實驗與現實的課堂教學會有脫節的地方，這時，就需要老師大膽地對課本實驗進行改進。比如《分子運動現象》，這是上冊第三單元的一個分組實驗，實驗過程中用到了大量的濃氨水，一般來講，講授這一內容時大概是在九月底十月初，天氣比較熱，教室都還是在封閉環境下使用空調，這種情況下，濃氨水的刺激性氣味對學生的身體健康不利，改進型的實驗：《鐵樹開花》，就派上用場了，在棉花上沾上酚酞溶液，將鐵絲上的棉花從礦泉水瓶口放入瓶內中下部，蓋上瓶蓋；然后在礦泉水瓶下半部里用注射器滴入幾滴濃氨水；觀察現象。節約了藥品，保障了學生的身體健康，又得到了直觀的實驗現象。

四、 結語

綜上所述，實驗課的作用并不是用來培養學生的學習興趣，而是用來培養學生獨立思考、進行科學探索的能力。一節高效的實驗課，應該是可以令學生的手、腦、口三者齊動，動手完成實驗、記錄實驗現象；動腦思考實驗現象產生的原因及由此得出的結論；動口與老師、同學互相交流實驗的現象及結論。只有做到這樣，才算是真正實現了實驗課的高效性，達到了教學的要求。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

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［3］吳晗清，何維祥，夏國俊.中學化學趣味實驗的實踐價值探析［J］.中學化學教學參考，2019（3）：22-25.