初中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的研究

摘 要：作為一門依賴于實(shí)踐操作的學(xué)科，化學(xué)無疑是一個(gè)以實(shí)驗(yàn)室研究為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域.通過實(shí)驗(yàn)探索掌握化學(xué)原理，不僅被視為一種高效的教育手段，而且也被認(rèn)為是一種激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的基石.因此，日常教學(xué)中，教師應(yīng)采取適當(dāng)策略將理論與實(shí)踐相互融合，幫助學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)課本中的知識(shí)點(diǎn).基于此，本文首先討論了初中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的主要問題，隨后對(duì)具體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析，最后以二氧化碳與水反應(yīng)為例，對(duì)具體教學(xué)策略提供幾點(diǎn)建議，以供參考.

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；二氧化碳與水;初中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2024）23-0125-03

收稿日期：2024-05-15

作者簡(jiǎn)介：王曉燕（1976.9—），女，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究.

通過實(shí)際操作和試驗(yàn)，學(xué)生能夠構(gòu)建起關(guān)于化學(xué)的基本觀念，獲取相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)操技巧.此外，此類實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展有助于提升學(xué)生的觀察力和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不僅能塑造學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)精神，還能引導(dǎo)學(xué)生采用科學(xué)的研究方式探索問題.同時(shí)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生可以鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而增強(qiáng)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣.因此，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)初中化學(xué)教育過程中的重要性和影響，并積極實(shí)施相應(yīng)的策略，以便達(dá)到更好的教學(xué)成果.

1 初中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的原則

化學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性，盡管其知識(shí)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)明，但對(duì)第一次接觸的學(xué)生來說學(xué)習(xí)仍存在一定難度.為此，教師

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)遵循較多原則.下面將以二氧化碳與水反應(yīng)為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)遵守的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行說明.

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)具有科學(xué)性

對(duì)于初次涉獵化學(xué)領(lǐng)域的初中生來說，其可能對(duì)新穎而復(fù)雜的化學(xué)術(shù)語有些難以掌握.因此，教師規(guī)劃自身實(shí)驗(yàn)課時(shí)，必須確保所涉及的內(nèi)容具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，依賴于教材中基本原理作為指導(dǎo)的同時(shí)，考慮到每個(gè)學(xué)生認(rèn)知水平的差異性，于實(shí)驗(yàn)流程上實(shí)施區(qū)別對(duì)待.值得注意的是，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)在于揭示現(xiàn)實(shí)世界的事實(shí)，故所有的操作步驟都應(yīng)與此類事實(shí)相吻合，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo).不僅如此，為確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的科學(xué)性，不僅要在實(shí)驗(yàn)主題和步驟的設(shè)計(jì)上追求科學(xué)性，而且也要考慮使用的儀器設(shè)備是否適合實(shí)驗(yàn)需求，以便將實(shí)驗(yàn)難度控制在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)［1］.

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)具有創(chuàng)新性

實(shí)驗(yàn)是對(duì)化學(xué)教材中理論知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)的有效方式.教師依照課本知識(shí)開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)對(duì)具體教學(xué)過程進(jìn)行創(chuàng)新，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其積極配合教師工作開展，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)成效的目的.例如，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行二氧化碳與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程中，教師可將適量熒光試劑加入顯色劑的試劑瓶中，以提高反應(yīng)后溶液的鮮艷程度，吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生可持續(xù)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)持有較高熱情.

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)具備可行性

在教學(xué)實(shí)踐的設(shè)計(jì)過程中引入獨(dú)特的創(chuàng)意元素，不僅能有效地抓住學(xué)生的視線并提升其學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)還能激發(fā)出學(xué)生潛在的創(chuàng)新能力.然而，此種創(chuàng)新性的想法并非無源之水，其需要建立在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)上，以確保實(shí)施的可能性.不僅如此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中的可行性還應(yīng)體現(xiàn)在“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容符合學(xué)生認(rèn)知范疇”方面，使學(xué)生可切實(shí)理解并吸收相關(guān)知識(shí)，取得相關(guān)化學(xué)能力的進(jìn)步.

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全性原則

做實(shí)驗(yàn)的前提是保證安全性，這種安全性不僅表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)器材的安全性，還表現(xiàn)在操作步驟的安全性.只有同時(shí)滿足這兩個(gè)方面，才能保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的安全性.要做到此點(diǎn)，教師除了深入理解實(shí)驗(yàn)操作步驟，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)器材質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，才能保證實(shí)驗(yàn)過程安全［2］.

2 初中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體設(shè)計(jì)策略——以“二氧化碳與水反應(yīng)”為例

2.1 分析學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況

首先，教師應(yīng)對(duì)班級(jí)學(xué)生思維特點(diǎn)進(jìn)行分析.此階段，學(xué)生語言表達(dá)能力、邏輯推理能力、創(chuàng)新思維能力等多已得到了一定程度的鍛煉，具備將假設(shè)、邏輯推理等學(xué)習(xí)方法應(yīng)用至具體學(xué)習(xí)過程的能力，可提高具體教學(xué)活動(dòng)的有效性.但由于學(xué)生為初次進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)，相關(guān)感性知識(shí)背景積累并不豐富，故對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)意義的了解可能存在一定偏差.其次，教師應(yīng)對(duì)班級(jí)學(xué)生知識(shí)能力特點(diǎn)進(jìn)行分析.經(jīng)過之前課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了認(rèn)識(shí)物質(zhì)的科學(xué)方式、基本化學(xué)用語及化學(xué)方程式的書寫，并對(duì)二氧化碳的相關(guān)知識(shí)（如綠色植物若想進(jìn)行光合作用，則“二氧化碳”是必備原料）有了一定了解且具備了一定基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作能力.但學(xué)生二氧化碳知識(shí)的掌握較為零散、雜亂，并未形成系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)，且對(duì)二氧化碳與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)相關(guān)問題分析及解決能力較弱，故教師應(yīng)及時(shí)進(jìn)行必要的啟發(fā)或引導(dǎo).再次，教師應(yīng)對(duì)班級(jí)學(xué)生興趣特點(diǎn)進(jìn)行分析.初三作為學(xué)生成長(zhǎng)、發(fā)育的重要階段，學(xué)生常對(duì)世界各類現(xiàn)象保持較高的好奇心，課堂濃郁的化學(xué)實(shí)驗(yàn)氛圍，十分有益于學(xué)生主動(dòng)配合教師工作開展.最后，教師還應(yīng)對(duì)班級(jí)學(xué)生情緒特點(diǎn)進(jìn)行分析.初三學(xué)生正處于情緒較為敏感的青春期，情緒的可變性和固執(zhí)性并存，容易感情用事.故日常教學(xué)之余，教師還應(yīng)加強(qiáng)與學(xué)生的溝通交流，使學(xué)生應(yīng)“親其師”而“信其道”，提高具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.

2.2 明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

中學(xué)階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究可以分為兩大類別，一種是以發(fā)現(xiàn)為導(dǎo)向的研究，另一種則是以證實(shí)為主導(dǎo)的研究.這兩者之間存在著緊密的關(guān)系，前者建立在后者之上，并在此基礎(chǔ)上不斷演進(jìn).

2.2.1 “發(fā)現(xiàn)”型實(shí)驗(yàn)

“發(fā)現(xiàn)”型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生基于對(duì)教科書內(nèi)容的深度學(xué)習(xí)與理解，自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃.其終極目標(biāo)在于擴(kuò)展和傳播這些已有的理論知識(shí)，因此對(duì)于學(xué)生的基本功底有著較高的要求，學(xué)生必須能夠充分掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí).此類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)往往涉及一些復(fù)雜的問題，故對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，不僅需要學(xué)生于課堂上積累豐富的知識(shí)儲(chǔ)備，還需培養(yǎng)出學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣以及追求創(chuàng)新的能力.

2.2.2 “證實(shí)”型實(shí)驗(yàn)

“證實(shí)”型實(shí)驗(yàn)則是一種對(duì)現(xiàn)有教科書中描述過的實(shí)驗(yàn)的復(fù)核行為.此類實(shí)驗(yàn)并不困難，只需確保實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能與原始記錄一致即可證明實(shí)驗(yàn)流程已經(jīng)滿足了教育需求.盡管教師不能完全依賴于教材中的具體步驟來執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，而是需要對(duì)其加以審慎考慮并作出相應(yīng)的修改，然而這并不意味著教師可以忽視此類基本指導(dǎo).實(shí)際上，學(xué)生應(yīng)該從原始實(shí)驗(yàn)流程出發(fā)，深度解讀各步驟內(nèi)涵，并在必要時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整，以確保試驗(yàn)成果與預(yù)期目標(biāo)相符.考慮到大多數(shù)初中生都是初次接觸化學(xué)學(xué)科，因此其面對(duì)該項(xiàng)新穎且令人興奮的學(xué)習(xí)主題時(shí)往往充滿了好奇和熱情，但是由于基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)相對(duì)匱乏，學(xué)生可能會(huì)感到困惑甚至退縮.基于此，教師規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)時(shí)，必須將“證實(shí)性”實(shí)驗(yàn)作為主要內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索欲望.然后，依據(jù)學(xué)生所掌握的相關(guān)學(xué)科知識(shí)水平，進(jìn)一步安排一些具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的研究項(xiàng)目，以此滿足學(xué)生求知若渴的心情，最終達(dá)到提高教學(xué)效果的目標(biāo).

2.3 明確具體實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)

通過以上分析，確定具體目標(biāo)如下：

（1）學(xué)生能夠理解二氧化碳與水反應(yīng)的基本化學(xué)原理，包括反應(yīng)的條件、方程式、反應(yīng)類型等.

（2）學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察二氧化碳與水反應(yīng)的現(xiàn)象，如產(chǎn)生氣泡、溶液變色等，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論，并評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性.

（3）學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析二氧化碳與水反應(yīng)在日常生活或工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如碳酸飲料的制作、滅火器的使用等；能夠針對(duì)特定問題提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的正確性.

（4）學(xué)生認(rèn)識(shí)到二氧化碳與水反應(yīng)在環(huán)境保護(hù)和資源利用方面的重要性，如減少溫室氣體排放、提高能源利用效率等.

2.4 開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)

興趣是學(xué)生最好的老師，是吸引學(xué)生自主配合教師工作開展的主要驅(qū)動(dòng)力.首先，課程開始時(shí)，教師可于課堂中設(shè)置趣味導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)：向裝滿二氧化碳的集氣瓶里倒入適量水，振蕩后倒置為什么玻璃片沒有掉下來呢？通過學(xué)生的認(rèn)知矛盾，調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣，使其積極思考學(xué)習(xí)“二氧化碳能溶于水”的相關(guān)內(nèi)容.教師還可結(jié)合實(shí)際生活，令學(xué)生觀察碳酸飲料的配料表，并于搖晃后擰開瓶蓋觀察現(xiàn)象，使學(xué)生理解“壓強(qiáng)對(duì)二氧化碳溶解度的影響”.

其次，教師可通過問題“汽水為什么也稱為碳酸飲料？”引入正式課堂教學(xué).教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：取集氣瓶中二氧化碳溶于水的溶液，滴加紫色石蕊試劑.觀察究竟是二氧化碳使得石蕊變紅，還是二氧化碳與水反應(yīng)的產(chǎn)物使得石蕊變紅.因?qū)嶒?yàn)無法直接驗(yàn)證學(xué)生猜想，故有利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培養(yǎng).

再次，教師可為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)儀器與試劑，鼓勵(lì)學(xué)生小組合作討論具體實(shí)驗(yàn)過程并進(jìn)行操作.引導(dǎo)學(xué)生觀察不同顏色變化得出“二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸”的結(jié)論，且此過程中，教師應(yīng)與學(xué)生共同合作探索完成化學(xué)方程式“CO2+ H2O H2CO3”的書寫.

最后，為使學(xué)生了解二氧化碳與水反應(yīng)的產(chǎn)物碳酸不穩(wěn)定，教師可再次與學(xué)生進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，使知識(shí)點(diǎn)易于學(xué)生理解.待課堂內(nèi)容講解結(jié)束后，教師還可為學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)展，如向?qū)W生展示有關(guān)海洋酸化的新聞報(bào)道，使理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)境問題，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境意識(shí)的同時(shí)，使其積極運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題.此過程中三個(gè)實(shí)驗(yàn)層層遞進(jìn)，都富有較強(qiáng)的趣味性和探究性，課堂更加豐富立體，有效加深學(xué)生對(duì)“二氧化碳與水反應(yīng)”知識(shí)點(diǎn)的理解.

2.5 課堂板書設(shè)計(jì)

信息技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，多媒體教學(xué)技術(shù)已被廣泛引入課堂教學(xué).需注意的是，盡管此種教學(xué)輔助工具可有效豐富課堂內(nèi)容、吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，但傳統(tǒng)的板書教學(xué)仍不可或缺，它可以幫助學(xué)生更清晰地理解知識(shí)點(diǎn)形成過程.教師應(yīng)將板書內(nèi)容設(shè)計(jì)為三部分：第一部分，標(biāo)注二氧化碳能溶于水；第二部分，通過化學(xué)方程式記錄二氧化碳與水的反應(yīng)過程；第三部分，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的不穩(wěn)定進(jìn)行強(qiáng)調(diào).此時(shí)，學(xué)生將于腦海中形成整體知識(shí)脈絡(luò)，可有效提高教學(xué)成效.

3 結(jié)束語

總而言之，化學(xué)在中學(xué)課堂上占據(jù)了核心地位，及時(shí)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究是十分有必要的.為滿足新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于化學(xué)教育的期望，教師應(yīng)積極創(chuàng)新教學(xué)方式，將理論與實(shí)際操作相結(jié)合，使學(xué)生能夠深入地領(lǐng)會(huì)課本上的內(nèi)容，從而提高學(xué)生的認(rèn)知水平及化學(xué)相關(guān)綜合能力，為其今后更好地學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：季春陽］