初中化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)措施

張雪會

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在教學(xué)過程中，實驗不僅是化學(xué)的重要組成部分，也是提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。但在實際教學(xué)中，有些教師只注重知識的傳授而忽視了實驗教學(xué)，還有些教師甚至認(rèn)為：“實驗教學(xué)是浪費(fèi)時間、浪費(fèi)精力，不利于提高教學(xué)質(zhì)量。”實驗是學(xué)生獲得知識和技能的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要方法，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要手段。化學(xué)實驗可以使學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，獲得知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，但是在實際教學(xué)中存在一些問題有待解決。

一、初中化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

（一）忽視對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

在實際教學(xué)中，一些教師認(rèn)為化學(xué)實驗就是讓學(xué)生觀察、操作、記錄實驗現(xiàn)象，而忽略了對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，為了追求實驗結(jié)果的完美，往往把實驗過程簡化甚至省略掉，這樣的實驗失去了教學(xué)中最重要的目標(biāo)——培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。同時，在實際教學(xué)中也出現(xiàn)了“不敢實驗”的現(xiàn)象，即有些教師認(rèn)為學(xué)生不敢做實驗或者不敢做有風(fēng)險的實驗。

（二）實驗教學(xué)方法過于單一

在化學(xué)實驗教學(xué)過程中，有些教師的實驗教學(xué)方法過于單一，如一講到實驗，就先講解，然后讓學(xué)生自己操作，還有些教師甚至讓學(xué)生直接開始操作，只注重學(xué)生的操作步驟，忽視了化學(xué)實驗的目的。

（三）對實驗教學(xué)不夠重視

在實際教學(xué)中，部分教師認(rèn)為化學(xué)實驗教學(xué)就是演示實驗，沒有真正了解化學(xué)實驗教學(xué)的重要性，也沒有認(rèn)識到化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，通過化學(xué)實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。有的教師為了完成教學(xué)任務(wù)，直接把化學(xué)教材內(nèi)容通過直接講解照搬到課堂上，忽視了實驗教學(xué)，缺少對化學(xué)教材的深層次挖掘，從而降低了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

二、“探究燃燒的條件”化學(xué)實驗教學(xué)思路

在講解新知之前，教師可以播放微課短視頻，結(jié)合視頻內(nèi)容，對學(xué)生提出問題：如何利用紅磷和白磷探索燃燒的三要素，并針對教材中的實驗內(nèi)容提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。想一想，在燃燒過程中針對燃燒三要素是否存在質(zhì)疑。

在上課之前，教師將學(xué)生提出的燃燒條件以及對燃燒三要素的質(zhì)疑在課堂中予以展示，同時將該問題作為推動新課的前提，實現(xiàn)對燃燒條件的進(jìn)一步探索和研究。

在實踐教學(xué)中，學(xué)生自主經(jīng)歷實驗探索過程，對實驗室產(chǎn)生的三大異常現(xiàn)象進(jìn)行大膽猜測：在空氣中鐵絲無法燃燒，但是鐵粉卻可以燃燒；在空氣中鐵絲無法燃燒，但是在氧氣中卻可以燃燒；對于本身著火點(diǎn)就較高的酒精可以點(diǎn)燃，但是著火點(diǎn)較低的柴油卻無法點(diǎn)燃。針對以上內(nèi)容進(jìn)行推理和論證，學(xué)生結(jié)合親身操作及實驗，對燃燒條件形成正確認(rèn)知。

結(jié)合新課標(biāo)以及教材中的教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)如下：一是針對學(xué)習(xí)到的燃燒知識展開分析，并提出疑問，自主探索，重新建設(shè)燃燒條件模型，了解到燃燒的真實條件；二是通過對教材中已有實驗的進(jìn)一步創(chuàng)新，加強(qiáng)對數(shù)字化實驗技術(shù)的合理運(yùn)用，優(yōu)化學(xué)生的定性和定量研究分析水平，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)；三是對燃燒條件模型進(jìn)行重組和架構(gòu)，提高學(xué)生的模型認(rèn)知能力，改善其科學(xué)探索能力，并培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和辯證思維。

三、“探究燃燒的條件”化學(xué)實驗教學(xué)實踐

（一）微課學(xué)習(xí)，提出問題

通過微課短視頻的學(xué)習(xí)，學(xué)生對燃燒的三要素知識已經(jīng)得到了進(jìn)一步的鞏固。對此，教師可以提出問題：面對教材中的實驗，你是否覺得存在不足？如果有，請使用簡單的語言或是畫圖的方式提出你的改進(jìn)方案。

學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容，可能會認(rèn)為教材中的實驗不環(huán)保，存在污染，操作過程較為困難，浪費(fèi)了藥品等。教師結(jié)合學(xué)生的問題回答情況進(jìn)行二次備課，并把學(xué)生提出的問題作為本節(jié)課程的教學(xué)重點(diǎn)，也就是教材實驗是否存在不足，如何進(jìn)行改進(jìn)？是否滿足教材中的燃燒三要素這一條件可燃物就肯定會燃燒？

（二）創(chuàng)新改進(jìn)，鞏固知識

燃燒條件的探究性實驗教材編排如圖1所示，這一實驗雖然可以驗證燃燒的條件，但是其燃燒過程不夠環(huán)保，還浪費(fèi)了藥品，操作過程較為困難。為此，如何對該教材中的實驗進(jìn)行改進(jìn)？

學(xué)生經(jīng)過思考之后，提出了實驗的改進(jìn)方案，并以小組為單位，對改進(jìn)方案進(jìn)行展示。例如，可以在通風(fēng)的條件下進(jìn)行實驗。教師要肯定學(xué)生方案的優(yōu)點(diǎn)，并提出其中存在的缺點(diǎn)和不足。

隨后師生進(jìn)行課堂互動，共同確定本實驗的改進(jìn)方案：將80℃的熱水直接從長頸漏斗中注入集氣瓶，但是確保不會淹沒燃燒匙，這時白磷開始燃燒，紅磷未燃燒。繼續(xù)向杯中加水，讓兩只燃燒匙得到全面浸沒。白磷的火焰熄滅，利用注射器把空氣注入其中，隨后熱水會回流到長頸漏斗，這時白磷露出水面，開始燃燒，如圖2。圖2的實驗改進(jìn)方案相較于教材創(chuàng)新性更強(qiáng)，既可以驗證燃燒的三要素，又有著其他改進(jìn)方案沒有的優(yōu)勢，例如，整個化學(xué)反應(yīng)過程吸收完全，避免出現(xiàn)有害物質(zhì)，實驗過程綠色且環(huán)保，操作過程較為簡單，裝置不太復(fù)雜，攜帶較為方便，同時節(jié)省了藥品的使用，還可以進(jìn)行重復(fù)利用，方便教師組織課堂教學(xué)活動。

設(shè)計意圖：通過對教材實驗的客觀評價，可以優(yōu)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，讓他們了解到實驗過程必須嚴(yán)謹(jǐn)求實，并針對實驗中的不足提出自己的見解，勇于修正錯誤觀點(diǎn)，養(yǎng)成化學(xué)實驗的環(huán)境保護(hù)習(xí)慣。通過對學(xué)生實驗改進(jìn)方案的搜集、展示和分析，可以讓教師及學(xué)生展開相互評價，讓學(xué)生在這一過程中逐漸形成科學(xué)的探究精神，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（三）拓展延伸，探究新知

面對復(fù)雜的燃燒問題，是否只要具備燃燒三要素，就可以讓物體燃燒？在這一環(huán)節(jié)，需要對本節(jié)課程的知識進(jìn)行拓展及延伸，解決教師提出的第二個問題。

科學(xué)探究活動1：不同規(guī)格鐵在空氣中的燃燒實驗

教師對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生結(jié)合提前準(zhǔn)備好的儀器、藥品進(jìn)行小組合作，設(shè)計實驗方案。學(xué)生以小組為單位，設(shè)計了如圖3的實驗：把鐵絲、細(xì)鐵絲棉、鐵粉放在空氣中進(jìn)行加熱，并對其實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)：鐵絲在空氣中未燃燒，細(xì)鐵絲棉在空氣中只燃燒了50%，而鐵粉則實現(xiàn)了完全燃燒。經(jīng)小組溝通交流及歸納知識后，得出結(jié)論：對于像鐵這類表面可以燃燒的物質(zhì)，如果增大可燃物表面，便可以在達(dá)到溫度時發(fā)生燃燒。

設(shè)計意圖：通過對不同規(guī)格、形狀的鐵在空氣中的加熱實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析，可以讓學(xué)生否定原有的錯誤認(rèn)知，即鐵在空氣中無法燃燒，并通過實驗探索活動，讓學(xué)生形成“做中學(xué)”的科學(xué)探索習(xí)慣。

科學(xué)探究活動2：在密閉容器中蠟燭從燃燒到熄滅時氧氣濃度的變化情況

教師與學(xué)生共同參與到實驗的設(shè)計過程中，并通過氧氣傳感器，對蠟燭在封閉容器中的燃燒氧氣濃度變化情況進(jìn)行分析，對氧氣濃度變化情況進(jìn)行記錄，獲得數(shù)據(jù)。學(xué)生實驗后發(fā)現(xiàn)：蠟燭熄滅時，容器中的氧氣濃度在17%左右，也就是可燃物燃燒需要達(dá)到的最低氧氣濃度是17%。學(xué)生提出問題：是不是二氧化碳讓蠟燭熄滅了？為了解決學(xué)生的這一困惑，教師可以組織課堂的探索拓展活動，也就是使用排水法收集二氧化碳和氧氣，其濃度分別是80%和20%。隨后把燃燒的蠟燭放到二氧化碳和氧氣的混合氣體中去。觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)蠟燭和在集氣瓶中一樣，先是正常燃燒，隨后一點(diǎn)點(diǎn)熄滅，并不是馬上就熄滅。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象正好說明了在密閉的容器中，蠟燭之所以會燃燒，并不是因為二氧化碳，而是氧氣濃度越來越低。隨后獲得氧氣燃燒的第二大條件：提高助燃物濃度，可以讓物質(zhì)燃燒得更充分。

設(shè)計意圖：加強(qiáng)學(xué)生對新科技實驗的接觸，利用實驗本身具有的可視化特征，獲得實驗室數(shù)據(jù)，讓學(xué)生了解到在密閉容器中蠟燭為什么會從燃燒變?yōu)橄纾⑼ㄟ^混合氣體實驗，實現(xiàn)定性實驗和定量實驗兩者之間的有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化學(xué)生的證據(jù)推理能力，讓學(xué)生了解到實驗時如何建構(gòu)模型、推理物質(zhì)的變化過程，讓學(xué)生養(yǎng)成“用中學(xué)”的良好習(xí)慣。

科學(xué)探究活動3：空氣中酒精和柴油點(diǎn)燃之后的對比實驗

教師提前告訴學(xué)生酒精和柴油的著火點(diǎn)分別是423℃和220℃，并讓學(xué)生推測哪個物質(zhì)更容易點(diǎn)燃。學(xué)生一致回答，肯定是著火點(diǎn)更低的柴油點(diǎn)燃過程更為順利。但是經(jīng)過課堂實驗之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)更高的酒精一點(diǎn)就著。此時教師和學(xué)生共同設(shè)計實驗活動：使用高溫傳感器對柴油加熱到引燃的整個過程進(jìn)行溫度測量。通過實驗觀察之后學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在室溫條件下把柴油加熱到46℃時無法點(diǎn)燃，但是在柴油加熱到96℃時柴油被點(diǎn)燃，并實現(xiàn)了持續(xù)性燃燒，到底是為什么？教師提出問題：柴油著火點(diǎn)、閃點(diǎn)、沸點(diǎn)這些信息已知之后，想一想柴油燃燒主要取決于什么因素。

經(jīng)過學(xué)生的分析和討論之后，發(fā)現(xiàn)是閃點(diǎn)。此時教師提問：為什么是閃點(diǎn)？學(xué)生通過自主查閱資料發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)燃燒時，其本身的溫度必須在閃點(diǎn)之上，且遇到明火才可以燃燒。

設(shè)計意圖：在這一實驗中，從室溫加熱到46℃，由于柴油本身的溫度相對較低，因此無法點(diǎn)燃。但是將其溫度加熱到96℃時，雖然未達(dá)到柴油的著火點(diǎn)，但是已經(jīng)在55℃這一閃點(diǎn)之上，因此可以燃燒。隨后組織課堂拓展實驗：酒精接觸冰水。在室溫條件下，酒精閃點(diǎn)在12.7℃以上，在空氣中一點(diǎn)就著，同時燃燒過程十分劇烈。在燃燒匙接觸冰水混合物之后，此時的酒精溫度已經(jīng)在閃點(diǎn)之下，其火焰變得越來越微弱，直接熄滅，把其放入熱水之后，溫度又在閃點(diǎn)之上，此時火柴再一次燃燒。

設(shè)計意圖：通過以上實驗步驟，學(xué)生了解到蒸發(fā)燃燒和閃點(diǎn)之間存在的聯(lián)系，并通過小組之間的溝通和交流，得出燃燒充分的第三個條件：對于石蠟和柴油這類蒸發(fā)性的燃燒物質(zhì)，需要其本身的溫度在閃點(diǎn)之上，且遇到明火才可以實現(xiàn)燃燒。這種生活化的實驗情境和教師給出的閃點(diǎn)信息發(fā)生了沖突，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)探索欲，并通過對知識的拓展及延伸，使學(xué)生形成對燃燒條件的全新認(rèn)知。

綜上所述，本文以“探究燃燒的條件”為例，提出了探究實驗方案的優(yōu)化措施，以幫助學(xué)生體驗實驗過程，獲得實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)而證實化學(xué)結(jié)論的真?zhèn)危⑼ㄟ^微課觀看、進(jìn)階練習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題這一教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的問題驅(qū)動能力、創(chuàng)新能力、證據(jù)推理能力，達(dá)成初中化學(xué)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)科思維。

（作者單位：福建省詔安縣官陂中學(xué)）

編輯：溫雪蓮