微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：近年來，微實驗成為了化學(xué)實驗改革中的一大亮點，將微實驗運(yùn)用于初中化學(xué)教學(xué)之中，有助于降低學(xué)生的化學(xué)實驗探究難度，為學(xué)生提供更多化學(xué)實驗動手參與的機(jī)會，對于初中生的化學(xué)實踐能力提升以及化學(xué)素養(yǎng)生成有著重要的作用.基于此，文章分析了微實驗的教學(xué)功能，重點闡述了微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用策略.

關(guān)鍵詞：微實驗；應(yīng)用；初中化學(xué)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）17-0116-03

收稿日期：2023-03-15

作者簡介：王鋒（1972.1-），男，江蘇省常熟人，本科，中學(xué)一級教師，從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究.

所謂“微實驗”，是指盡可能少地利用化學(xué)試劑，以獲取化學(xué)信息為目的所開展的小型化學(xué)實驗，其通常是常規(guī)實驗的幾十分之一或幾百分之一的用品用量，雖然使用的藥劑較小，但是卻能夠達(dá)到準(zhǔn)確、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的作用，是一種綠色化的化學(xué)實驗^[1].實驗儀器的微型以及試劑用量的微量是化學(xué)微實驗的基本特征，微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，可以促進(jìn)教師對化學(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)每人一手微型實驗儀器，保障全員參與到微實驗的動手實踐學(xué)習(xí)活動之中獲得實驗操作能力的鍛煉，對于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)探究能力以及創(chuàng)新精神有著重要的作用，因此需要一線教師加大對微實驗的研究力度，找到微實驗在化學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用途徑與方法，這也是本文研究的重點所在.

1 微實驗的教學(xué)功能

1.1 引導(dǎo)學(xué)生積極主動參與

微實驗要求全體學(xué)生都參與其中，讓每一名學(xué)生都能夠經(jīng)歷獨立操作實驗，并從中獲得親身經(jīng)歷的實踐體會.初中生對于動手參與化學(xué)實驗探究過程有著一定的渴望，微實驗在開展中可以充分地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用，教師在其中扮演著啟發(fā)者與引導(dǎo)者的角色，讓學(xué)生在充滿學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，以微實驗為載體，助力學(xué)生對知識的主動建構(gòu)，轉(zhuǎn)變學(xué)生在化學(xué)實驗學(xué)習(xí)中的被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，實現(xiàn)學(xué)生從“讓我學(xué)”到“我要學(xué)”的學(xué)習(xí)意識變化.

1.2 強(qiáng)調(diào)了化學(xué)實驗的探究性

化學(xué)是一門科學(xué)類課程，實際上科學(xué)教學(xué)的過程就是科學(xué)探究的過程，其教學(xué)過程的核心就是讓學(xué)生自主地掌握探究事物的方法，在探究中掌握化學(xué)科學(xué)的本質(zhì).微實驗的開展符合化學(xué)學(xué)科的探究性特征，充分地利用微實驗的儀器功能齊全、經(jīng)濟(jì)省時、操作簡單等特點，發(fā)揮出微實驗開放性、自主性的特點，能夠促使學(xué)生在微實驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、動手操作、驗證猜想，并設(shè)計微實驗試圖解決問題，在這種微實驗中學(xué)生成為了科學(xué)的發(fā)現(xiàn)者、探究者^[2].

1.3 促進(jìn)良好思維品質(zhì)的形成

在微實驗的化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生是否具備自我反思的學(xué)習(xí)習(xí)慣是尤為重要的，因為大部分學(xué)生在微實驗中大多是自行完成的，初次的微實驗操作一般不會十分地順利，需要學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗，反思微實驗設(shè)計或操作中的不足之處，從而形成反思認(rèn)知意識，對于學(xué)生獲得思維能力的鍛煉，形成良好的思維品質(zhì)有著促進(jìn)的作用.因此，教師在開展微實驗的化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生思考“我是怎么做實驗的？”“我這樣做是為了什么？”“我的實驗操作是否規(guī)范？”“我的實驗方法是否科學(xué)？”“有哪些地方有待改進(jìn)？”等等，通過自我的總結(jié)、反思與修正，可以促進(jìn)學(xué)生的思維品質(zhì)生成.

2 微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用策略

2.1 結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計化學(xué)微實驗

微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的開展，是基于教材內(nèi)容基礎(chǔ)之上的化學(xué)實驗教學(xué)流程設(shè)計，要求學(xué)生能夠在微實驗的化學(xué)學(xué)習(xí)中形成自主探究意識，起到進(jìn)一步夯實化學(xué)基礎(chǔ)知識與基本技能的作用，以提升學(xué)生的化學(xué)實驗課的學(xué)習(xí)效果^[3].因此，教師在微實驗的教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)以教材為依據(jù)，結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計微型化學(xué)實驗，如在“常見的酸和堿”的教學(xué)中，要求學(xué)生能夠通過“酸、堿的化學(xué)性質(zhì)”實驗課的學(xué)習(xí)系統(tǒng)地認(rèn)識酸、堿的主要化學(xué)性質(zhì)以及部分用途，掌握酸、堿的性質(zhì)與用途之間存在的關(guān)系，能夠用酸、堿的化學(xué)性質(zhì)解釋生活中的一些化學(xué)現(xiàn)象，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗觀察能力、數(shù)據(jù)的分析與記錄能力以及實驗結(jié)論的總結(jié)與歸納能力等等.結(jié)合本節(jié)課的實驗教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，教師可以設(shè)計“實驗室制取二氧化碳”以及“石灰水驗證二氧化碳”的實驗，讓學(xué)生從這兩個微實驗中總結(jié)出酸的化學(xué)性質(zhì)以及堿的化學(xué)性質(zhì)，在掌握酸、堿的化學(xué)性質(zhì)之后思考生活中的問題，如：“人被蚊蟲叮咬之后，如何減輕癢痛感？”“有些人喜歡吃松花蛋，但是卻又不喜歡其中的澀味，你能用酸或堿的化學(xué)性質(zhì)去除澀味嗎？”“如何讓沾有銹跡的衣物煥然一新？”“胃酸過多怎么辦？”通過微實驗的設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生初步學(xué)會了通過實驗的方式探索物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，對于化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域中的“酸”“堿”概念有了新的認(rèn)知.在微實驗的探索過程中，教師可以給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，比如通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生對微實驗進(jìn)行深入的探索：“酸、堿的水溶液在反應(yīng)之前各有什么離子？”“反應(yīng)之后的微粒發(fā)生了哪些變化？”“中和反應(yīng)的實質(zhì)是什么？”促使微實驗與化學(xué)教材的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)相契合，促進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)整體目標(biāo)的達(dá)成.

2.2 強(qiáng)調(diào)微實驗操作流程的規(guī)范性

與常規(guī)的化學(xué)實驗相比，微實驗更加具備安全性，同時也更加容易操作掌控.學(xué)生在微實驗的學(xué)習(xí)環(huán)境中有了更多自主操作的機(jī)會，但是在微實驗的實踐操作中，部分學(xué)生的操作流程并不規(guī)范，從而影響了微實驗的順利開展，阻礙了微實驗的教學(xué)功能發(fā)揮.為了保證微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用的效果，需要教師在微實驗的教學(xué)活動組織中強(qiáng)調(diào)其操作流程的規(guī)范性，引導(dǎo)初中生在微實驗的參與中掌握正確的化學(xué)實驗操作方法，培養(yǎng)初中生形成良好的化學(xué)實驗學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法^[4].如在“制取氧氣”的實驗教學(xué)中想要學(xué)生做到規(guī)范性地操作，需要按照以下幾個步驟進(jìn)行：（1）連接“制取氧氣”微實驗所需的裝置，采取自下而上，由左向右的組裝方式，要求做到連接的儀器安全且牢固；（2）檢查實驗裝置的氣密性是否良好；（3）裝藥品，將本次微實驗需要用到的藥品平鋪或斜鋪在試管的底部，將塞子塞好，試管固定于鐵架臺上；（4）將裝滿水的集氣瓶倒置于水槽中；（5）給試管預(yù)熱后加熱；（6）當(dāng)看到導(dǎo)管中的氣泡呈現(xiàn)連續(xù)且均勻放出時，開始收集氣體；（7）當(dāng)集氣瓶口有氣泡放出時，可以動手將蓋有毛玻璃片的集氣瓶移開，使其與水槽分離，并將其正放在桌子上；（8）實驗結(jié)束，將導(dǎo)管移出水槽，熄滅酒精燈.在此次的微實驗操作中涉及到的實驗器材相對較多，且注意事項較多，需要學(xué)生在“制取氧氣”的微實驗操作中認(rèn)真地觀察、具有較強(qiáng)的耐心，因此需要教師在“制取氧氣”的微實驗開展之前，給學(xué)生講解本次微實驗操作的詳細(xì)流程以及規(guī)范性的操作方法，或者教師可以先示范性地演示“制取氧氣”的實驗操作流程，讓學(xué)生在對教師的微實驗操作流程觀察中抓住實驗操作的要點，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕瘜W(xué)實驗意識，能夠在微實驗的操作中持有認(rèn)真、負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)態(tài)度.

2.3 組織合作學(xué)習(xí)活動完成微實驗探究

雖然微實驗與常規(guī)實驗相比操作難度有所降低，一般情況下學(xué)生一個人就能夠獨立地完成微實驗的操作過程，但是想要更好地討論實驗現(xiàn)象，從微實驗中總結(jié)出化學(xué)知識或規(guī)律都并不容易.此時，組織以小組為單位的合作學(xué)習(xí)活動，可以發(fā)揮出集體的智慧，幫助初中生在合作學(xué)習(xí)中更加主動地交流觀察到的現(xiàn)象、記錄的實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)出的實驗結(jié)論等等，能夠促進(jìn)學(xué)生在微實驗中的思維碰撞，促進(jìn)微實驗學(xué)習(xí)效果的升華.因此，在初中化學(xué)課的微實驗教學(xué)中，教師應(yīng)善于組織合作學(xué)習(xí)活動，并且引領(lǐng)學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中通過微實驗的學(xué)習(xí)活動參與，實現(xiàn)對化學(xué)知識的深度學(xué)習(xí).如在“物質(zhì)的溶解”一課教學(xué)中，教師可以設(shè)計一個微實驗，將溶液的性質(zhì)中凝固點降低和硝酸銨溶于水吸熱的教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，讓學(xué)生以硝酸銨為例完成微實驗的驗證，進(jìn)一步了解硝酸銨溶于水時是吸熱還是放熱.在此過程中，教師可以將學(xué)生分成幾個學(xué)習(xí)小組，小組成員合理分工，在學(xué)習(xí)小組的建立中要堅持組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的原則，引領(lǐng)學(xué)生討論微實驗的內(nèi)容，并由小組成員完成微實驗方案的設(shè)計、操作以及實驗現(xiàn)象總結(jié)等全過程.經(jīng)過微實驗的小組合作學(xué)習(xí)實踐，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)合作學(xué)習(xí)小組的設(shè)計方案是采取溫度計測量的方式，缺乏新意，面對這樣的情況教師應(yīng)給予引導(dǎo)：“同學(xué)們誰能設(shè)計出更加新穎的微實驗方案呢？”由此開啟學(xué)習(xí)小組成員的思維，開始發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力.例如，在小燒杯中加入40 mL的水，在小木片上滴幾滴水，將盛有水的小燒杯放置在小木片上，將燒杯拿起來發(fā)現(xiàn)木片并未跟著起來.向水中加入適量的硝酸銨，持續(xù)攪拌幾分鐘，之后再拿起小燒杯，發(fā)現(xiàn)小木片跟著小燒杯一起起來了，就像是粘在了一起一樣，仔細(xì)觀察連接處發(fā)現(xiàn)小木片上的水結(jié)成了冰.通過微實驗的改進(jìn)，可以讓各個學(xué)習(xí)小組在新穎的實驗活動中感受到化學(xué)的神奇之處，總結(jié)出硝酸銨溶于水后吸收熱量，使溫度降低.

2.4 優(yōu)化微實驗教學(xué)的評價內(nèi)容與形式

在初中化學(xué)的微實驗教學(xué)中，重要的不僅是微實驗的設(shè)計與組織實施，教學(xué)評價也同樣是十分重要的.但是在傳統(tǒng)的化學(xué)實驗教學(xué)中，大部分教師關(guān)注的評價內(nèi)容是學(xué)生的微實驗結(jié)果，缺乏對學(xué)生微實驗探究過程的關(guān)注，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)情感無法在教學(xué)評價中獲得滿足，教師不能從學(xué)生的微實驗探究中發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)方法等方面的變化，從而打擊了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)自信心.為了保障微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中持續(xù)有效開展，促使學(xué)生在微實驗的學(xué)習(xí)中獲得良性循環(huán)發(fā)展，需要教師更新與改進(jìn)教學(xué)評價的內(nèi)容與形式.首先，采取過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的評價方式，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程作為評價學(xué)習(xí)成果的重要內(nèi)容之一，通過過程與結(jié)果評價相結(jié)合的評價方式，使得教師更為及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)上的變化，走出以“結(jié)果”論成敗的教學(xué)評價誤區(qū)^[5].其次，采取多元評價方式.除了常規(guī)的教師評價學(xué)生之外，還可以開展學(xué)生自評、生生互評、小組互評等方式，促進(jìn)學(xué)生的共同發(fā)展.在學(xué)生自評中可以鍛煉學(xué)生的自我反思能力，能夠在反思中發(fā)現(xiàn)自身的不足，在生生互評中學(xué)會吸收他人身上的優(yōu)點，以促進(jìn)學(xué)生在化學(xué)微實驗的評價中獲得全面發(fā)展.

總之，微實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，有著獨特的作用與教學(xué)價值，教師應(yīng)善于運(yùn)用微實驗開展化學(xué)教學(xué)活動，能夠利用微實驗調(diào)動初中生的化學(xué)學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生提供參與化學(xué)實驗的機(jī)會，促使學(xué)生在微實驗的動手實踐中深入地理解化學(xué)知識、強(qiáng)化化學(xué)技能，以提升初中生的化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量.

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［責(zé)任編輯：季春陽］