論初中化學實驗教學的有效性

【摘" 要】初中階段是學生行為習慣和科學方法形成的關鍵時期，化學實驗在學生科學態度和科學方法形成中起著至關重要的作用，值得高度重視。本文根據筆者實施新課程教學的經驗和體會，從三個方面論述在初中有效開展化學實驗教學的方法與途徑，說明了有效的實驗教學對學生情感態度和價值觀發展的重要作用。

【關鍵詞】化學實驗；科學探究；有效性教學

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學探究是義務教育化學課程重要的學習主題之一，可以幫助學生形成概念、揭示本質、理解原理、探究知識、判斷正誤。化學課程安排的實驗有以下幾種呈現形式：課堂演示、探究實驗、家庭小實驗等，不同形式的實驗在教學中對學生的要求是不同的，所起到的教學作用也是不同的。初中階段是學生創新精神與實踐能力形成的關鍵期，初中化學實驗教學的質量如何對學生科學素養的形成與發展具有重要影響，而提高初中實驗教學質量尤其重要。本文根據筆者的多年教學實踐就如何提高初中化學實驗教學的有效性談談個人的看法與體會。

一、培養化學興趣，激發學生的探索熱情

俗話說：興趣是最好的老師。唯有“樂學”，才能體驗到學習的樂趣，從而獲得更高的知識水平。當一個人產生了學習興趣之后，他就會產生積極的、主動的、獨立的學習動機，從而變成一種強有力的、高效的學習動力。初中化學作為化學的啟蒙教育，對學生學習興趣、學習熱情和學習習慣的養成起到很重要的作用。化學中蘊含著許多新奇的現象與變化，利用好這些新奇現象與變化，注意捕捉學生的好奇心，將學生的好奇心轉變為對化學的持久興趣是教學成功的重要標志。初中生首次接觸化學，會對這個陌生學科產生心理上的恐懼，怕自己學不好、怕學習難度大，教師要了解學生的心理活動，精心預設教學內容，通過教學使學生感到化學并不陌生，化學就在身邊，化學隱含在日常生活中，并注意挖掘生活中的化學知識。同時教師注意利用化學知識解釋生活現象，這就容易激發學生興趣，吸引學生對化學與生活的關注，激發學生的探究心理和創造激情。在課堂上，教師要根據學生的思想動態，合理設計好課堂教學的內容，讓學生有一種“化學無處不在”的感覺。教師要經常向學生提問，使學生在疑問中，對知識有強烈的好奇心，使其在學習的進程中永無止境。教師也可以利用現代教學方法，用視頻吸引學生的注意力，將色彩豐富的化學世界展現在學生面前，擴大學生的知識范圍。另外，教師也可以設計一些有趣的“魔術”，比如“燒不壞的手絹”“大象牙膏”“無字天書”“猜猜彩虹水”，讓學生想要了解這些現象。最后，教師還可以利用小故事、科學史實、實物等情境，刺激學生對學習的好奇與渴望，讓學生體驗到學習化學的樂趣，由“要我學”向“我要學”轉變，從而提高實驗教學的實效性。良好的開端是成功的一半，多年來筆者重視上好第一節課，預設好教學內容，為學生步入化學大門鋪好第一塊“磚”，在講課時給學生提了以下幾個問題。

（1）觀察澄清石灰水，取樣放入試管中再用吸管往里面吹氣，觀察石灰水的變化，請同學們動手實驗，然后回答。

（2）雞蛋殼放在白醋中會有什么現象？請同學們自己實驗。

（3）用潔廁寶清洗廁所時，你看到了什么？聞到了什么？同學們可以回家做實驗。

（4）為什么胃舒平可用于治療胃酸過多？藥丸中究竟有什么成分？

學生對這些與生活有關的問題非常感興趣，有的學生相互探討，有的學生獨立思考，都想知道為什么。筆者借此機會告訴學生，這些問題都屬于化學問題，學好化學就能明白其緣由。在學習到復分解反應時，學生仍然對雞蛋與食醋反應“耿耿于懷”，想了解雞蛋殼的成分。筆者提示學生，可以用鹽酸代替醋酸進行探究，根據實驗反應產生氣泡的現象，學生進行了如下假設：①產生的氣體為氧氣；②產生的氣體為二氧化碳；③反應后的溶液中含有氯化鈣。

實驗設計：①用帶火星的木條，插入試管口上部，觀察木條是否復燃；②將產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察石灰水是否變渾濁；③向反應后的溶液中滴加碳酸鈉溶液，觀察現象。

在對蛋殼成分的討論中，學生推斷最終的結論：蛋殼中含有CaCO3 。學生依據結果，寫出了該化學反應的反應方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O教學實踐證明，有好奇心就會有問題，有問題就會產生探究意識，有探究意識就能真正激發學習的動機，就能自主積極獲取知識，使“要我學”變成“我要學”。興趣的培養需要教師把書本知識與學生的生活實際緊密結合，注意創設富有興趣的教學情境，能使學生在好奇中產生探究的需求，主動參與獨立探究或小組合作探究的學習活動。教師的作用是把學生的興趣及時引導到科學探究上來，盡可能使學生獲得學習成功感和愉悅感。

二、體驗實驗過程，掌握探究方法

《義務教育化學課程標準（2022年版）》指出，在新一輪的基礎教育階段，要以“科學探究”為切入點，充分調動學生的主觀能動性、創造性思維，調動學生的積極性，促進學生的主動學習；讓學生在學習知識與技能的同時，加深對化學的認識。科學探究是采用類似科學研究的方式，探索科學知識的過程。初中是學習化學的開始，是科學方法根植的最佳期，重視過程與方法對培養學生科學精神和實踐能力具有重要作用。

體驗始于參與，初中生對實驗儀器有好奇心，但對實驗操作缺乏基本了解，教師的耐心指導非常有必要。例如，在學習“常見的酸和堿”時，筆者首先帶領學生復習了常見的酸及其通性，然后讓學生分別以小組為單位完成以下兩個實驗。

（1）從瓶中取出少量NaOH放在表面皿中觀察現象。

（2）將少量NaOH放入試管中加水溶解，再分別觀察現象。

由于學生對認知對象的好奇，認知的積極性高漲，參與度很高，最后得到的結論高度一致。接著，筆者啟發學生將一段毛線放進盛有NaOH溶液的試管中，加熱后觀察現象，此時學生看見毛線消失。有學生會問：“NaOH與毛線的作用是物理變化，還是化學變化？”問題引發了學生探究活動的深入：

問題：NaOH與毛線的作用是物理變化，還是化學變化？

假設：將得到的溶液蒸發，若蒸發后仍然能觀察到放進的毛線和NaOH固體，則此變化為物理變化，反之，則為化學變化。

實驗：將上述得到的溶液蒸發后只有白色固體，沒有看到放進的毛線。

結論：NaOH與毛線的作用為化學變化。

實驗結束后，有學生聯想到毛線與頭發、皮膚的組成相似，且提出：若把頭發、皮膚放進NaOH溶液中會發生怎樣的變化？學生參加討論，確定實驗方案。學生用自己的頭發和事先準備好的雞爪子做實驗，結果得到了同樣的結論。此時，有學生報告說：“不慎將NaOH溶液沾附在手指上有燒痛感，該怎么處理？”詫異與驚奇又一次生成，有學生提議用抹布擦拭，有的提出用大量水沖洗，該學生采用了水沖洗的方法，緩解了燒痛。通過實驗，學生獲得了“NaOH對衣服、皮膚等有強烈的腐蝕性，所以人們把NaOH稱為火堿、燒堿、苛性鈉”的結論。最后筆者強調，若不慎將NaOH沾附在衣物或皮膚上，除用大量水沖洗外，還應涂上稀硼酸或醋酸。學生驚奇地說：“原來NaOH燒傷后需要這樣處理啊！”上述實驗使學生對NaOH產生極大的興趣，學生急切地問：“老師，NaOH還有哪些性質？我們想做更多實驗知道NaOH的其他性質。”教學在問題與探究的交替中進行，新知不斷產生，通過科學探究揭示了酸堿中和反應、堿與酸性氧化物反應、堿與鹽反應的規律。經過實驗過程的體驗，學生對科學探究方法有了初步認識，在后續化學知識的學習中不時采用探究的方法，學習方式有了較大的轉變，學習成績提高較快。

三、培養實驗技能，發展探究能力

實驗技能是指按照實驗內容與要求自主設計實驗步驟、進行實驗操作的能力。化學實驗技能是科學探究的基礎，是化學課程標準的基本要求。化學教育學認為，學生的實驗技能是建立在化學基礎知識之上、通過教師的言傳身教、自己的模仿練習與多次獨立操作才能達成的技能。初中學生正處在由具體意象思維到抽象邏輯思維轉變的時期，因此，為了讓學生對動作的表現形式進行處理，需要教師的講解與示范。教師的示范一定要做到講解清晰，操作正確、規范，能使學生獲得明晰的表象和準確的概念。例如，利用高錳酸鉀制備氧氣的實驗是初中階段學生初次接觸的固體反應物制備氣體的實驗。此實驗不但涉及檢驗裝置的氣密性、實驗裝配的先后順序、氣體的收集方式，而且還涉及裝置的拆卸原則，特別要通過學生的分析感悟出先拆掉導管，再撤去酒精燈的緣由，這樣的講解與示范對學生有觸類旁通的作用。從實驗內容上看，初中化學可以分為如下幾種：①制備性實驗；②物質性質實驗；③用觀念法則闡釋法進行試驗；④數值模擬試驗。而每一種實驗的原理、裝置和操作，都是有一定規則的。因而，教師應講解與示范好代表性實驗，實驗的講解與示范可在學生練習之前，也可與學生練習同步進行。教師在學生練習時應巡回指導，發現問題及時糾正。

要合理預設實驗，盡可能地把演示實驗變成學生親自動手的探究實驗，發展學生的探究能力。全日制義務教育初中化學教科書中實驗教學的設置并不嚴格區分“課堂實驗”“演示實驗”“學生實驗”“實驗習題”對實驗基本技能的練習要求沒有具體的規定。同時，教科書很少給結論，而呈現的探究性問題比較多，這是一個非常好的問題導向與設計平臺。在此基礎上，根據學生的獨立探索能力，對學生進行適當的教學設計。筆者在教學中把絕大多數實驗改為獨立或分組合作實驗，如二氧化碳的制取和性質探究、氧氣制取與氧氣性質的實驗探究、人體呼吸與呼氣組成的研究、燃燒的條件和滅火的方法探究實驗改成分組實驗或學生單獨探究實驗；將生石灰與水的反應、過濾、水垢除去、鐵的銹蝕條件研究等實驗預設為家庭實驗；生石灰的變質實驗、竹節中氣體成分的探究等實驗預設成室外實驗，這樣使實驗探究由課內延伸到課外，確保了化學實驗教學目標的實現。

實驗技能的掌握有助于科學探究能力的發展。在下學期學到二氧化碳與氫氧化鈉是否反應時，筆者準備了相關器材和藥品，讓學生互相討論，并激發他們自己的想法，鼓勵學生設計實驗方案。結果有些學生提出了一個比較試驗，就是用兩個同樣的塑料瓶裝滿二氧化碳，再往里面分別倒入等量的水和氫氧化鈉溶液，振蕩，再比較兩個瓶子變癟的程度；有學生把集滿二氧化碳的試管分別倒立于水與氫氧化鈉溶液中進行對比；還有學生向滴有酚酞的紅色氫氧化鈉溶液中持續通入二氧化碳，觀察溶液的顏色變化。探究方案的多樣化既鞏固了二氧化碳與氫氧化鈉反應的相關知識，又發展了學生的探究能力。

四、結束語

綜上所述，激發學生實驗興趣，掌握實驗技能，體驗實驗探究過程，讓學生在積極參與中感受實驗的價值和魅力，對提高初中實驗教學的有效性具有重要作用。化學教師應從有利于學生發展角度精心預設教學內容，設法發揮學生的主觀能動性，促進實驗教學優質高效。

【參考文獻】

[1]西南師范大學化學系.中學化學教學法[M].北京：高等教育出版社，1997.