化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)踐與探索

楊秀芬

（江蘇省高淳高級(jí)中學(xué) 江蘇 南京 211300）

高中化學(xué)新課程，積極倡導(dǎo)實(shí)施學(xué)生自主探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和以科學(xué)探究為主的多樣化的學(xué)習(xí)方式，重視學(xué)生的親身經(jīng)歷和體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)情境，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，而課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)因受時(shí)間和教學(xué)進(jìn)度等因素的限制，無法做到使學(xué)生參與其中，親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)全過程，在很大程度上扼制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與激情。課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是一種有目的、有計(jì)劃、有組織的以學(xué)生為主體的的學(xué)習(xí)性實(shí)踐活動(dòng)，是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充和擴(kuò)展。開展化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，符合新課程的教學(xué)理念的要求，能拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的精神。

一、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的組織實(shí)施

1．學(xué)校重視

我校將化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為校本課程體系中的一個(gè)重要組成部分，納入到學(xué)校教學(xué)計(jì)劃中統(tǒng)籌安排并編制了課程表，每周五下午安排一節(jié)課時(shí)間，活動(dòng)場(chǎng)所固定在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。由于時(shí)間和場(chǎng)地得到了有效保征，使課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能按計(jì)劃順利開展。

2．有效組織

課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)由學(xué)生依據(jù)自身的興趣愛好報(bào)名參加，教師結(jié)合學(xué)生自愿原則，將學(xué)生按3－4人一組分成若干個(gè)合作學(xué)習(xí)活動(dòng)小組，每個(gè)小組由性別、學(xué)習(xí)成績、能力傾向、興趣等方面不同的成員構(gòu)成，使成員之間存在一定的互補(bǔ)性。各小組推選一名組長，負(fù)責(zé)小組成員的分工協(xié)作及課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成等。以合作學(xué)習(xí)小組形式開展活動(dòng)，有利于學(xué)生學(xué)會(huì)交往、學(xué)會(huì)合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，形成良好的心理品質(zhì)。

3．管理到位

課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)注重以學(xué)生自己活動(dòng)為主，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師主要對(duì)課程教學(xué)作整體設(shè)計(jì)。在活動(dòng)過程中教師進(jìn)行簡要的原理和操作要點(diǎn)的闡述，更多的是讓學(xué)生在“做中學(xué)”，在“探究中學(xué)”。每次活動(dòng)中，教師都會(huì)將各小組的活動(dòng)成果用圖片、視頻等形式記錄下來，在下次活動(dòng)開始前作點(diǎn)評(píng)，并結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)報(bào)告師生共同分析、總結(jié)和評(píng)價(jià)。

二、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)容設(shè)置

化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)內(nèi)容豐富多彩，實(shí)驗(yàn)資源功能多樣。考慮到學(xué)生的可接受性，盡量參照課堂教學(xué)的進(jìn)程，使課堂獲得的間接經(jīng)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)獲得的直接經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，不過低或過高估計(jì)學(xué)生的能力和水平，活動(dòng)內(nèi)容具有恰當(dāng)?shù)碾y度，并注意靈活變通，講究實(shí)效。在內(nèi)容的選擇上力求引人入勝，且不同類型的實(shí)驗(yàn)交替進(jìn)行，讓學(xué)生在參與過程中形成持續(xù)的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)好化學(xué)的自信心。筆者在實(shí)踐中，結(jié)合我校實(shí)際和學(xué)生特點(diǎn)，主要從以下幾方面著手開展活動(dòng)：

1．趣味性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

趣味實(shí)驗(yàn)原理易懂、操作簡單，學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的色、聲、光等不同的變化，親身體驗(yàn)化學(xué)世界的奇妙，如魔棒點(diǎn)燈、顯隱墨水、指紋檢查、小木炭跳舞、水中花園等。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)從趣味開始，引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)有趣現(xiàn)象的關(guān)注，發(fā)展到對(duì)化學(xué)的興趣，在“趣”中學(xué)會(huì)提問、學(xué)會(huì)思考，利用實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在魅力培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)奧秘的積極性和主動(dòng)性。

2．制作性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)，參與進(jìn)行一些實(shí)際應(yīng)用的制作性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)與人類的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，同時(shí)使學(xué)生在情感上體驗(yàn)成功的喜悅或經(jīng)受挫折的鍛煉。如自制化學(xué)暖袋，有的學(xué)生為試驗(yàn)自己親手制成的化學(xué)暖袋的保溫效果，還興致勃勃地對(duì)化學(xué)暖袋的保溫時(shí)間做了全程跟蹤記錄。又如肥皂的制作，學(xué)生選擇制作肥皂的反應(yīng)容器時(shí)，各小組有的選擇了燒杯，有的選擇了蒸發(fā)皿。實(shí)驗(yàn)過程中，由于蒸發(fā)皿加熱時(shí)局部過熱，使用蒸發(fā)皿的小組相繼出現(xiàn)了反應(yīng)物燃燒的現(xiàn)象，不僅引起了一陣慌亂，制作結(jié)果也大受影響。而用燒杯實(shí)驗(yàn)的小組，因燒杯是在石棉網(wǎng)均勻受熱，都成功的制成了肥皂。筆者引導(dǎo)學(xué)生討論分析意外現(xiàn)象的發(fā)生原因，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)裝置的合理選擇和實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確到位是實(shí)驗(yàn)成功不可或缺的因素，使學(xué)生獲得印象更深刻的感性認(rèn)識(shí)和個(gè)體體驗(yàn)，甚至形成感悟和創(chuàng)新。

3．探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

探究性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，把實(shí)驗(yàn)作為提出問題、探索問題、解決問題的重要途經(jīng)和手段。筆者在開展的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，主要以課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)或生活實(shí)際中產(chǎn)生的疑問作為切入點(diǎn)，由師生討論確定探究課題，學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)、分析推理、得出結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)操作和科學(xué)探究能力?，F(xiàn)列舉兩例如下：

案例一：淀粉遇碘變藍(lán)色

高一化學(xué)必修2中，課堂演示淀粉的特征反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將碘酒滴到一片馬鈴薯（或面包）上，大家觀察到的現(xiàn)象并不是藍(lán)色而是“發(fā)黑”，仔細(xì)觀察“發(fā)黑”的邊緣實(shí)為紫色，與教材上所述不相符合。課外活動(dòng)小組對(duì)這一“異?！爆F(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

（1）課前查閱相關(guān)資料：①天然的淀粉組成成分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中直鏈淀粉遇碘呈藍(lán)色，支鏈淀粉遇碘呈紫或紫紅色。直鏈淀粉不溶于冷水，可溶于熱水（70℃—80℃）形成膠體溶液，支鏈淀粉不溶于水，在熱水中溶脹糊化形成糊精，糊精遇碘呈藍(lán)紫、紫、橙等顏色。②天然的淀粉中都含有少量油脂，碘能溶于油脂而呈現(xiàn)橙紅色。

（2）用市售馬鈴薯淀粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①將淀粉加入冷水中，靜置。取上層清液，向其中滴加碘酒，呈黃色（碘酒顏色）；取下層淀粉并向其中滴加碘酒，呈紫色。②將淀粉溶于70℃左右熱水中，有糊化現(xiàn)象出現(xiàn)，靜置。取上層溶液，向其中滴加碘酒，溶液變藍(lán)；將下層糊化狀淀粉分成二份，其中一份中滴加碘酒，呈藍(lán)紫色；另一份中先加入幾滴植物油振蕩，再滴加碘酒，呈紫色。

（3）現(xiàn)象分析：①冷水中，淀粉中的直鏈淀粉不溶，遇碘不變色；支鏈淀粉遇碘變紫色。②熱水中，淀粉中的直鏈淀粉形成淀粉溶液，遇碘變藍(lán)色；支鏈淀粉出現(xiàn)糊化，遇碘變藍(lán)紫色。③糊化的支鏈淀粉中加入少量油脂后，部分碘被油脂溶解產(chǎn)生橙紅色混合其中，故遇碘變紫色。

（4）用市售玉米淀粉、紅薯淀粉、蓮藕淀粉、小麥淀粉分別進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相似。

（5）探究結(jié)論：淀粉與碘酒反應(yīng)的本質(zhì)，是由于碘分子嵌入到淀粉分子螺旋結(jié)構(gòu)的空隙處而生成了一種包合物，這種包合物改變了吸收光的性能而產(chǎn)生由無色、橙色、淡紅、紫色到藍(lán)色的顏色變化。淀粉中的直鏈淀粉和支鏈淀粉，因分子結(jié)構(gòu)的不同，遇碘而顯現(xiàn)不同的顏色，所以淀粉遇碘顯什么顏色，主要取決于該淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例。馬鈴薯淀粉中約含20%直鏈淀粉，其余為支鏈淀粉，所以遇碘顯現(xiàn)的顏色為紫色而不是藍(lán)色，如玉米淀粉、紅薯淀粉、蓮藕淀粉、小麥淀粉等，盡管其直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量各不相同，但相差不大，因而實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。而天然淀粉中的油脂含量很少，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響不大，遇碘也顯現(xiàn)紫色。從該實(shí)驗(yàn)可知，用碘檢驗(yàn)馬鈴薯中的的淀粉，產(chǎn)生的紫色現(xiàn)象是客觀存在的確切現(xiàn)象。

案例二：如何除去無鱗魚身上的粘液

在日常膳食中，黃膳、泥鰍、鯰魚等無鱗魚是營養(yǎng)豐富的佳肴。但無鱗魚體表皮膚分泌出的非常油滑的粘液，很難清洗，如不去除則腥味很重而影響口味，烹飪時(shí)粘液受熱也極易凝結(jié)粘鍋。如何利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決這一難題呢？活動(dòng)小組經(jīng)過討論，確定以下實(shí)驗(yàn)探究方案：①無鱗魚粘液的主要成分是什么？②粘液的主要成分具有哪些性質(zhì)？③驗(yàn)證利用粘液主要成份的性質(zhì)解決問題的可行性。

1．查閱資料可知：無鱗魚粘液的主要成分為粘蛋白質(zhì)等。

2．用鯰魚的粘液進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)：各取粘液2mL，分別裝入4支試管中并按①②③④編號(hào)，試管①留作對(duì)比用。試管②中加入Na2SO4或NaCl飽和溶液，有白色沉淀析出，再向其中加入蒸餾水，沉淀溶解，溶液變澄清；試管③中滴加濃HNO3，有淡黃色沉淀析出，再向其中加入蒸餾水，沉淀不溶解；將試管④加熱，有淡黃色沉淀析出，再向其中加入蒸餾水，沉淀不溶解。

3．探究結(jié)論：粘液主要成份為蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)的鹽析、變性和顏色反應(yīng)等性質(zhì)。

4．應(yīng)用：從生活實(shí)際考慮，利用蛋白質(zhì)的鹽析作用，用少量食鹽可以快速除去鯰魚身上的粘液。各小組將清洗干凈的鯰魚帶回家烹飪，結(jié)果都沒有出現(xiàn)粘液凝結(jié)粘鍋現(xiàn)象，腥味也沒有了。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，學(xué)生能主動(dòng)聯(lián)系和運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，動(dòng)腦設(shè)計(jì)，動(dòng)手操作，在分析解決實(shí)際問題的實(shí)踐中學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，從而達(dá)到提高科學(xué)素養(yǎng)的目的。

三、幾點(diǎn)思考

1．化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)沒有現(xiàn)成的教材，教師要額外花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來組織活動(dòng)素材，加重了教師的工作負(fù)擔(dān)，因此多數(shù)教師的參與意愿不強(qiáng)。作為化學(xué)教師，要提高思想認(rèn)識(shí)，更新教學(xué)觀念，積極參與到課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)踐中來，講奉獻(xiàn)、講主動(dòng)；同時(shí)學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)會(huì)組織教師到有成功經(jīng)驗(yàn)的學(xué)校借鑒取經(jīng)，再結(jié)合本校實(shí)際，依靠集體智慧，開發(fā)新穎豐富的課程資源，在實(shí)踐中不斷探索，不斷創(chuàng)新。

2．從開展活動(dòng)的情況來看，學(xué)生參與熱情比較高，但限于現(xiàn)有條件，只能限制活動(dòng)人數(shù)，讓少部分學(xué)生參加，嚴(yán)重挫傷了一部分學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。學(xué)校在安排課程計(jì)劃時(shí)，要充分考慮到學(xué)生的實(shí)際需求，并提供更多的活動(dòng)場(chǎng)所，滿足更多學(xué)生的求知欲。

3．課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的形式還比較單一，且僅局限于課堂有限的時(shí)間之內(nèi)。要盡可能創(chuàng)造條件開展多種形式的化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)，參觀化工廠與污水處理廠，調(diào)查本地空氣、水源、土壤的污染狀況及資源綜合利用等社會(huì)問題，并結(jié)合訪問調(diào)查，利用課余時(shí)間進(jìn)行水污染的分析、廢舊物資的回收利用等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生走出課堂，走向社會(huì)，把課內(nèi)與課外、學(xué)校與社會(huì)有機(jī)地聯(lián)系起來。

［1］ 中華人民共和國教育部．普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［M］．北京：人民教育出版社，2003

［2］ 吳俊明，楊承印主編．化學(xué)教學(xué)論［M］．西安：陜西師范大學(xué)出版社，2003

［3］ 周振鐸．淺談探究性實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)生的發(fā)展［J］．實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2002，154（2）：4