淺議如何提升初中化學實驗教學質量

周曉倩

摘 要：化學是一門實驗性很強的自然學科，實驗教學在初中化學中有著非常重要的地位，提升實驗教學質量有助于貫徹核心素養教學目標，豐富化學課堂教學內容。化學教材上的實驗按照操作難度和考試大綱重要程度可以分為重點且低風險實驗、重點且高風險實驗、常規且低風險實驗和常規且高風險實驗。對于這四種不同的實驗類型，教師可分別設置教學計劃，支持學生自主實踐以掌握重點低風險實驗，加強對學生指導以幫助其掌握重點且高風險實驗，建議學生自主學習以掌握常規低風險實驗，采取演示教學以幫助學生掌握常規高風險實驗。

關鍵詞：初中化學；實驗教學；實驗類型；教學質量

中圖分類號：G633.8?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）02-0101-04

《義務教育化學課程標準》在“內容要求”部分明確指出“化學科學本質在于引導學生初步了解化學科學的發展歷程，體會實驗探究和模型構建是化學科學研究的基本方法。”這一闡述將實驗教學法作為化學學科基本教學方法固定下來。從一線教學來看，實驗教學是一項重要教學方法，應用實驗教學有助于提升化學教學效率，有助于順利完成學科教學目標，促進學生綜合素質的提升。

一、 提升初中化學實驗教學質量的意義

（一）有助于貫徹核心素養教學目標

新課標將化學核心素養內涵歸納為“化學觀念”“科學思維”“科學探究與實踐”“科學態度與責任”這四個方面。“科學思維”素養指出“在解決化學問題的過程中運用比較、分類、分析、歸納等科學方法，基于實驗事實進行證據推理。”這一闡述強調化學實驗的重要性。化學實驗是證據推理的基礎，是學生建構化學模型并推測物質變化的思維能力的基礎。若想培養學生科學思維素養，實驗教學是不可或缺之環節。“科學探究與實踐”部分指出“以實驗為主的科學探究能力，參與社會調查實踐并提出解決實際問題的實驗方案。”同樣對實驗探究進行了非常詳細的闡述，突出表明了實驗探究在整個學科教學中的基礎性地位。由此可知，在化學核心素養的四個方面中，“科學思維”“科學探究與實踐”這兩個方面都直接提到了科學實驗，教師提升化學實驗教學的質量有助于貫徹核心素養教學目標，有助于促進學生綜合素質的進步。

（二）有助于豐富化學課堂教學內容

提升化學實驗教學質量可以進一步豐富化學課堂教學內容。在傳統的教學模式中，實驗教學形式簡單。對于一些簡單實驗，教師往往結合教材向學生闡述，對于一些重點且復雜的實驗，教師或結合教材上的實驗步驟向學生詳細講述并要求其熟記整個實驗過程，或取相關道具為全班學生演示。然而無論何種方式，學生親自操作實驗機會減少，學習積極性無法充分調動起來。而隨著化學實驗教學質量的提升，學生參與化學實驗的機會越來越多，能夠以實踐學習的方法感知化學知識的趣味性，學生的學習積極性因此得到調動，化學課上內容會進一步豐富，無論是教師教學效率還是學生學習效率都能得以全面提升。

二、 初中化學實驗類型分析

初中化學教材上的實驗眾多，提升實驗教學質量首先要對這些實驗的性質和內容有一個全面的認識。文章按照《義務教育化學課程標準》和《初中化學考試大綱》這兩個文件中的規定對化學教材上的實驗重要性進行評估并確立了重點實驗和常規實驗，而后根據化學實驗的操作過程確定了低風險實驗和高風險實驗。將這四個標準統籌結合，最終將初中化學實驗分為重點且低風險實驗、重點且高風險實驗、常規且低風險實驗、常規且高風險實驗四種類型。

（一）重點且低風險實驗

重點且低風險實驗主要是指在考試大綱中明確強調的、在化學新課標中涉及的、在學生的日常測試或大型專題考試中高頻率出現的化學實驗。這些化學實驗操作步驟或簡單或復雜，但一般不會涉及高危險性化學藥劑。例如，利用高錳酸鉀制取氧氣是學生在化學學習初期要重點掌握的一個實驗，該實驗過程并不復雜，只需要準備酒精燈、鐵架臺、燒瓶和高錳酸鉀等多種化學藥劑，而后按照相關的實驗步驟完成操作便能制取氧氣。與此類似的還有制取二氧化碳、鐵在氧氣中燃燒等實驗。重點低風險實驗在整個初中化學教學中的地位是非常重要的，應當成為教師提升實驗教學質量的重點關注實驗類型。

（二）重點且高風險實驗

重點且高風險實驗是初中化學教材上的另一種重要的實驗類型。教材上對這類實驗步驟描述得較為詳細，在考試中的出現頻率也很高。而且這一類的實驗往往會使用具有一定危險性的化學藥劑，所以需要引起教師的高度重視。例如，氫氣在氧氣中燃燒形成水這一實驗極其重要，同樣也非常危險。氫氣是一種化學性質極不穩定的氣體，易燃易爆，如果實驗操作中存在不當很可能引發爆炸進而威脅實驗者的人身安全。金屬與酸的反應、金屬與堿的反應等實驗類型中會涉及硫酸、鹽酸等危險的化學試劑，特別是酸堿中和反應這一部分更會涉及硫酸與氫氧化鈉的化學實驗。前者是濃酸，后者是強堿，二者的危險程度普遍很高，如果學生在實驗操作過程中出現紕漏便很容易不幸受傷。因此，重點且高風險試驗在初中化學教材中廣泛分布，也是教師在教學過程中要重點關注的。

（三）常規且低風險實驗

初中化學教材上有許多實驗，但并不是每一個實驗都是重要的，并不都是需要學生掌握所有實驗細節和內容的，其中不乏一些教學地位一般且操作異常簡單的實驗，最具代表性的莫過于過濾實驗。過濾在化學實驗中的應用頻率一般，主要是對某種化學溶液進行凈化以及對某種溶質溶液分離，此種實驗類型的代表是水的過濾。水的過濾主要是利用鐵架臺、燒杯、漏斗等實驗道具對含有沙子或其他雜質的水進行過濾，如果要進行進一步加工，則需要木炭等物質進一步過濾。該實驗原理簡單，操作步驟不復雜，無論是在大型考試還是日常測試中出現的頻率均較低。

（四）常規且高風險實驗

常規且高風險試驗主要是指那些學科地位一般但操作危險系數很高的實驗。操作危險性高主要是因為實驗中會使用一些高危險性的化學液體，濃硫酸的稀釋是典型的代表。濃硫酸的稀釋實驗原理簡單、實驗道具較少、實驗步驟并不復雜，但因為實驗中涉及了濃硫酸這種危險性極高的化學藥品導致整個實驗過程的風險系數較大。《初中化學考試大綱》以及化學新課標的教學內容部分都沒有將該實驗作為重點，而在日常考試或單元測試中，雖然偶爾出現相關考點，但也都是非常簡單的選擇題或填空題，主要是對濃硫酸稀釋中究竟是酸入水還是水入酸這一點的考查，幾乎從未出現實驗題或解答題。

三、 初中化學實驗教學策略

明確初中化學教材上的實驗類型是提升實驗教學質量的前提。針對這四種不同的實驗類型，教師也要采取不同的應對方針，從而實現教學舉措和客觀情況的一一對應，全面提升實驗教學效率。

（一）重點且低風險實驗，支持學生自主實踐

對于化學教材上的重點且低風險實驗，教師可以建議學生自主實踐，一方面，彰顯教師尊重學生主體地位的教育理念，另一方面，也給學生提供了更加廣闊的思維暢想空間。學生可以將個人在學習化學知識過程中產生的新奇構思付諸實踐，在鞏固學科核心素養的同時，提升學習趣味性。

例如，制取二氧化碳實驗是一個非常典型的重點低風險實驗，該實驗的一個重要環節便是通過某種方法驗證二氧化碳被成功制取出來。但二氧化碳是一種無色無味的氣體，不能通過肉眼觀察得知其是否被制取出來。對此，教材上給出將制取出來的氣體通入裝有澄清石灰水的瓶子并觀察石灰水是否變渾濁來驗證二氧化碳的存在，也給出了將制取出來的氣體對著燃燒的蠟燭釋放并觀察蠟燭是否被熄滅而判斷二氧化碳是否制取出來。在現實生活中，驗證二氧化碳存在的方法有很多，教師可以建議學生開動腦筋，結合生活經驗尋找其他驗證二氧化碳被成功制取出來的方法。有學生經過實踐提出方法如下：將制取出來的大量氣體放在一個裝有水的瓶子，而后放到冰箱冷藏，冷藏一段時間后用力搖晃瓶子，如果發現瓶子有脹氣則說明二氧化碳存在，這一驗證方法其實借鑒了可樂等碳酸飲料的構成。碳酸飲料之所以在搖晃中膨脹就是因為加入了二氧化碳，學生能夠提出這一方法驗證二氧化碳是否被成功制取出來，足以證明其細心觀察實際生活，也具備將書本知識與現實生活聯系起來的學習能力。

（二）重點且高風險實驗，教師指導學生操作

對教學地位極其重要但操作風險較高的實驗，教師要為學生提供實踐操作的機會。如果教師只是結合教材對學生進行理論講述，學生最多是強制性記憶實驗步驟，無法理解實驗中的每一個關鍵的細節，更難以舉一反三。但考慮到此類實驗有著很強的危險性，教師要加強對學生的指導，確保學生每一個實驗步驟都合規合理，將不穩定因素的影響控制到最低。

例如，在酸堿中和反應的教學過程中，教師帶領學生到實驗室進行學習。本次的實驗內容為鹽酸和氫氧化鈉相反應的實驗，教師要求學生嚴格按照教材上的步驟進行實驗操作，學生首先準備 0.1032 摩爾每升的鹽酸溶液、濃度未知的氫氧化鈉溶液、甲基橙試液和蒸餾水等多種化學藥劑，同時準備本次實驗所使用的道具。學生準備工作完成后，教師檢查學生的準備工作是否充足，選擇的實驗道具是否合規達標。完成這一部分工作后，教師隨機挑選某個小組，要求該小組的學生完成接下來的實驗步驟，其余各實驗小組觀摩該小組。在教師和全班同學的共同監督下，該小組順利完成了洗滌潤洗、裝液、趕氣泡、調液、取液等多個步驟，每個步驟經教師檢驗都是合規的，最終順利完成試驗過程。而后，教師將該小組解散并要求每個小組成員到其他小組中負責監督指導其他小組的實驗操作，其他小組在教師的指令下開展實驗，教師此時在實驗室內來回巡查，確保每個小組都能按照實驗步驟操作實驗，如果發現違規操作或違反實驗室課堂紀律的行為在第一時間制止。通過加強對學生的實驗操作指導幫助其全面掌握重點且高風險實驗，能夠培養學生化學學科核心素養。

（三）常規且低風險試驗，建議學生自主學習

對于那些常規且低風險實驗，教師可以建議學生自行掌握。一方面，考慮到此類實驗步驟簡單，實驗材料便于獲取，學生通過自主練習便能牢固掌握實驗要點。另一方面，考慮到這些實驗的教學地位不如重點實驗，無論是在日常測試還是學業水平考試中的出現頻率較低。另外，允許學生根據個人理解自主構思實驗也體現了教師尊重學生主體地位。

例如，過濾實驗的教學過程中，教師建議學生選擇最喜歡的方式整理該部分內容，有的學生選擇詳細閱讀教材上對實驗步驟的介紹，通過解析書本理論掌握該部分的內容，有的學生則到化學實驗室內選擇了專業的化學道具親自操作過濾實驗，更有學生將化學知識與現實生活密切聯系起來，準備了木炭、過濾網、過濾紙、水質檢測器等多種工具，開展了一次對家庭自來水水質檢測與過濾的生活實驗。學生首先取了一杯自來水并用電子檢測器測了水中的雜質含量，而后，又用過濾網、過濾紙、活性炭、凈水藥片等多種工具和化學藥品進行實驗，并將過濾后的水逐一測試，最終對不同的過濾工具的過濾效能有了更加確切的認識。因此，對于常規且低風險試驗，教師建議學生自行選擇學習方式，不僅可以調動學生的學習積極性，更有助于提升化學實驗的教學質量，讓每一位學生享受整個實驗過程，培養學生化學學科核心素養。

（四）常規且高風險實驗，應用演示性教學法

對于常規且高風險實驗，教師可以采取演示教學法，提前準備實驗所必需的道具，在課堂上或在實驗室向學生作演示，在演示的過程中與學生互動，這一方面可以活躍課堂氣氛，另一方面也可以加深學生對所學知識的印象。

例如，濃硫酸的稀釋是一個典型的常規且高風險實驗，如果要求學生自行操作，很容易出現實驗安全事故，教師便可以采取演示教學的方法。在課堂上，教師首先取出準備好的濃硫酸、燒杯、玻璃棒、清水等多種工具，而后詢問學生稀釋濃硫酸時應當是硫酸入水還是水入硫酸，支持兩種說法的學生人數基本持平，誰也不能說服誰。見此情景，教師從水入硫酸開始驗證，首先教師取出了少量的濃硫酸放到試管中，而后取出了少量的清水沿著玻璃棒倒入試管的濃硫酸中。當水與濃硫酸液面接觸的一剎那，學生發現濃硫酸的表面產生了類似爆炸的結果。如果不是劑量少，甚至會濺射出來影響實驗人員的安全。而后教師又開始驗證硫酸入水，同樣取了少量的濃硫酸和少量的清水，只不過這次是把濃硫酸沿著玻璃棒倒入水中，當二者接觸的一剎那，并沒有出現類似爆炸的結果。經過實驗驗證，學生最終得知濃硫酸的稀釋要秉持硫酸入水的原則。教師此時進行解釋：濃硫酸的密度要遠遠大于水，當密度大的液體倒入密度小的液體時，二者融合的過程更加平穩；當密度小的液體倒入密度大的液體時，二者融合的過程就非常劇烈。由此可知，教師采取演示實驗的方法講解常規且高風險試驗不僅可以保證實驗安全，還可以針對其中細節進行優化處理，從而加深學生的學習印象，提升學生學習效率。

需要指出的是，演示性教學不僅可以用于常規且高風險試驗，還可以視情況應用到其他的實驗教學中。例如，金屬與酸的反應這一部分共涉及銅、鐵、鋅、鎂這四種金屬，雖然反應的化學式和實驗現象不同，但操作步驟是相同的，出于節省寶貴課堂時間的需要，教師可以建議學生親自操作其中部分實驗，其余實驗則可以采用演示性教學方法。

四、 結論

化學是一門實驗性很強的自然學科，化學教材上的知識都是眾多化學家在實驗室里精心鉆研、反復求證后的結果。在化學教學過程中，教師要尊重這一本質屬性，全面提升實驗教學質量。初中教材上的化學實驗按照復雜程度和考試大綱的重要性可以歸納為重點低風險、重點高風險、常規低風險和常規高風險這四種類型。對于這四種類型的實驗，教師要秉持具體問題具體分析的原則，以不同方法逐一貫徹，對重點且低風險實驗，教師可以建議學生結合教材上的相關內容自行安排實驗步驟；對重點且高風險實驗，教師要加強對學生的監督和指導，確保其既可以順利完成實驗，也能維護人身安全；對常規且低風險試驗，教師可以建議學生自主學習，或結合教材內容梳理實驗步驟，或自主尋找實驗道具完成實驗過程；對常規且高風險試驗，教師只需要向學生進行簡單演示，不建議學生親自操作。做好這四個方面的工作有助于提升初中化學實驗教學質量，有利于培養學生化學綜合素養。

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