一堂實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)課的設(shè)計(jì)及思考

李虎山

（南京市第九中學(xué) 江蘇 南京 210018）

如何在化學(xué)教學(xué)中體現(xiàn)“化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)”的宗旨，始終是我們化學(xué)教師思考和探索的問(wèn)題。由于應(yīng)試教育和片面追求升學(xué)率的影響，化學(xué)的課時(shí)都被削減（主要是江蘇地區(qū)），有些學(xué)?！皩W(xué)生實(shí)驗(yàn)”也形同虛設(shè)。然而，化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)表明了這樣一個(gè)事實(shí)：如果教師真的用心于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，用好化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一學(xué)習(xí)化學(xué)的有效工具，會(huì)令化學(xué)的教與學(xué)都變得輕松、趣味和高效，更會(huì)大大提高教學(xué)的有效性和學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)的程度！

筆者曾在所教的班級(jí)，以《生活中兩種常見(jiàn)的有機(jī)物》為課題，上過(guò)一節(jié)由實(shí)驗(yàn)唱主角的公開(kāi)課，以此為例，談?wù)剬?shí)驗(yàn)主導(dǎo)化學(xué)課堂的有效做法與體會(huì)，以與同行分享。

一、乙醇的物理性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

藥品與儀器：無(wú)水酒精、600紅星二鍋頭、燒杯、蒸餾水、小的高腳酒杯、試管、石英坩堝等。

【師】今天這堂課，老師請(qǐng)客了，帶了酒，沒(méi)帶菜（活躍一下氣氛）。酒的主要成分是酒精學(xué)名叫乙醇，很多同學(xué)也嘗過(guò)白酒的味道，現(xiàn)在就再請(qǐng)同學(xué)或聞或品或嘗一下北京名酒600紅星二鍋頭吧。

［用高腳酒杯倒3-5mL白酒，分四組傳遞，請(qǐng)同學(xué)一看、二聞或嘗。］（課堂氣氛一下活躍起來(lái)。實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)的課堂教學(xué)本就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與探索欲望的?。?/p>

【問(wèn)】你看到聞到或嘗到什么了？

（學(xué)生們交流看法，課堂上一片討論之聲，“亂”得無(wú)比興奮。）

【生甲】我聞到有一股刺激性氣味?。⒓从型瑢W(xué)反駁：是醇香美酒的味道！還有同學(xué)說(shuō)那可是“葡萄美酒夜光杯”?。。?/p>

【生乙】我看到整杯酒無(wú)色透明，沒(méi)有分層（立即有同學(xué)說(shuō)：分層了那可就是假酒啦!）

【生丙】老師，我嘗了一小口，有點(diǎn)辣辣的味道。

【師】很好，誰(shuí)能把你和同學(xué)們的意見(jiàn)集中起來(lái)，說(shuō)說(shuō)你對(duì)乙醇的印象？

【生乙】乙醇是無(wú)色透明的液體，易揮發(fā)，能溶于水中，有酒香味，有麻辣的味道。

（對(duì)學(xué)生乙的總結(jié)加以表?yè)P(yáng)，并修正其不妥之處。學(xué)生很快得到了乙醇的主要物理性質(zhì)。）

【師】演示如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)注意觀察：

【操作】取0.5mL左右的乙醇，于試管中，分多次加入共約8-10mL左右的水，另取一支試管，加入約5mL左右的無(wú)水乙醇，再向其中分多次加入約8-10滴的水。以上兩項(xiàng)操作，皆是每次加入都稍稍振蕩，并展示給學(xué)生。

【問(wèn)題】請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)乙醇與水的溶解關(guān)系？

（起初學(xué)生表述欠妥當(dāng)，但經(jīng)過(guò)修正最終學(xué)生得到了“乙醇可以與水互溶”的結(jié)論。）

【師】在石英坩堝中倒入2mL左右的無(wú)水乙醇，點(diǎn)燃。你們看到什么了？

【生丁】乙醇容易燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰。

【師】觀察仔細(xì)，說(shuō)得也好！這說(shuō)明了什么？

【生丁】語(yǔ)塞。

【師】產(chǎn)生火焰的條件是什么？

【生丁】（突然醒悟）老師，是乙醇蒸氣在燃燒，說(shuō)明乙醇容易氣化。

【師】很好，事實(shí)上前面大家聞到酒的香味，也是乙醇從酒中揮發(fā)的結(jié)果。

至此，完全通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，學(xué)生完成了對(duì)乙醇物理性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。這可不是簡(jiǎn)單的照本宣科，而是學(xué)生過(guò)目不忘的親歷實(shí)驗(yàn)啊！

二、乙醇化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)

主要藥品與實(shí)驗(yàn)儀器：金屬鈉、螺旋狀銅絲、重鉻酸鉀、酸性高錳酸鉀溶液、燒杯、自制檢測(cè)酒精蒸氣的裝置。

【師】用小試管取2-3mL無(wú)水酒精，請(qǐng)同學(xué)戊聞聞氣味。將螺旋狀銅絲在酒精燈外焰上灼燒到黑色，趁熱插入無(wú)水酒精中，反復(fù)多次。請(qǐng)大家分析你所觀察到的現(xiàn)象及其原因。

【生戊】銅絲在灼燒時(shí)由亮紅色變?yōu)楹谏迦刖凭?，溶液沸騰，銅絲重新變?yōu)榱良t色。

【老師】再請(qǐng)戊同學(xué)聞一聞試管中液體的氣味。

【生戊】氣味有了些變化，但說(shuō)不清什么氣味，肯定與剛才聞到的酒精的氣味有區(qū)別！

【師】你能解釋你所描述的現(xiàn)象嗎？

【生戊】銅在加熱時(shí)被空氣氧化成黑色的氧化銅，熱的銅絲使酒精沸騰了，銅絲與酒精反應(yīng)后重新變紅，說(shuō)明氧化銅溶解在酒精中，里面的銅重新暴露出來(lái)了。

【師】很好，說(shuō)明戊同學(xué)會(huì)觀察肯思考！那么請(qǐng)大家一起想想氧化銅“溶解”在酒精中除了銅絲重新變成亮紅色外還可能會(huì)有什么現(xiàn)象？你如何驗(yàn)證呢？

（先是全體語(yǔ)塞，然后出現(xiàn)左右、前后間的討論。）

【生已】老師，氧化銅與酒精反應(yīng)嗎？如果反應(yīng)怎么沒(méi)有見(jiàn)到藍(lán)色溶液生成呢？會(huì)不會(huì)不反應(yīng)呢？

【生庚】怎么會(huì)不反應(yīng)，不反應(yīng)黑色的銅絲怎么會(huì)變紅？另外，前面戊還說(shuō)酒精的氣味變了，肯定有新物質(zhì)生成！

【師】?jī)晌煌瑢W(xué)的思考都有道理，都特別肯動(dòng)腦子！讓我們?nèi)w幫助兩位同學(xué)分析好嗎？

首先，沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)可信嗎？（齊聲說(shuō)“不可信！”）對(duì)，同學(xué)庚已經(jīng)說(shuō)明了這一點(diǎn)。那么反應(yīng)了，用什么來(lái)證明呢？是否可以從溶液中去尋找銅的化合物的影子？還有，如果反應(yīng)了銅絲的質(zhì)量肯定要變輕了。（對(duì)！對(duì)！老師我也是這么想的，很多同學(xué)忙不迭地連聲說(shuō)。）

【生辛】（邊舉手邊站了起來(lái)）老師，銅有無(wú)色的化合物嗎？你能否幫我們找架天平來(lái)，我們可以稱取銅絲的質(zhì)量有無(wú)變化。

【師】我真的很贊嘆同學(xué)們思維的靈活與縝密，了不起，非常好的實(shí)驗(yàn)設(shè)想??！

（至此，我們可以順當(dāng)?shù)匾胍掖即呋趸臄噫I機(jī)理，并同時(shí)得到了催化劑可以參與反應(yīng)的事實(shí)?。?/p>

【師】在催化劑銅或銀的存在下，乙醇可以被氧氣氧化成乙醛，乙醛是一有刺激性氣味能溶于水和乙醇的無(wú)色液體。

【操作】1.取酸性高錳酸鉀2-3mL，向其中加1mL左右的乙醇用力振蕩，紫紅色褪去。

2.取事先做好的可以鼓氣使乙醇?xì)饣难b置并與一裝有用重鉻酸鉀浸濕的橙紅色棉球的直通管相連的自制裝置，讓學(xué)生擠壓吸球鼓氣，觀察現(xiàn)象。

【師】這兩則實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象都說(shuō)明乙醇與它們發(fā)生了反應(yīng)，酸性高錳酸鉀、重鉻酸鉀的氧化性都非常強(qiáng)，兩者都能使乙醇氧化，唯有重鉻酸鉀顏色變化反差非常明顯，從橙紅變?yōu)榫G色，便于觀察。試想如果你滿嘴酒氣，對(duì)準(zhǔn)直通管（舉起直通管）使勁吹氣會(huì)有什么現(xiàn)象？由此你們想想它有實(shí)際應(yīng)用嗎？

【生】（興奮得齊聲大喊）查酒駕！

【師】對(duì)！

【師】把小塊鈉吸油去氧化層后，放到裝有2-3mL酒精的試管中，請(qǐng)同學(xué)觀察并描述現(xiàn)象。

【生壬】鈉沉到下面，冒少量氣泡并逐漸上浮到液面上，又逐漸下沉；仍然冒氣泡，再上升，再逐漸下沉，如此反復(fù)多次后慢慢消失。

【師】敏銳的觀察！那么哪位對(duì)此現(xiàn)象做個(gè)合理的解釋呢？

【生壬】金屬鈉沉到下面，說(shuō)明乙醇比金屬鈉的密度小，當(dāng)然更比水的密度小，因?yàn)榻饘兮c浮在水面上反應(yīng)。鈉與乙醇反應(yīng)放出氣體，應(yīng)該是氫氣吧，附著在金屬鈉的表面，使得整個(gè)鈉塊的密度變小了，所以就逐漸上浮，至乙醇表面后，氣泡破滅消失，鈉的密度又比乙醇大了，所以又沉到乙醇下面了。上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行直至金屬鈉完全消失掉。

【師】非常完美的解釋！事實(shí)上，除了金屬鈉外，K、Ca、Mg、Al也能與乙醇反應(yīng)放出氫氣。如果我要求同學(xué)們證明鈉與乙醇反應(yīng)生成的是氫氣，并設(shè)法探究乙醇與金屬反應(yīng)到底是哪個(gè)化學(xué)鍵斷裂，你有何良策？

【生】（同桌及同組的立即熱烈地討論起來(lái)。）老師，我們可以收集產(chǎn)生的氣體點(diǎn)燃，看火焰是否為淡藍(lán)色，用干燥的小燒杯罩住火焰看瓶壁上有否液態(tài)的水珠，來(lái)確定是不是氫氣。至于斷鍵嘛，可以測(cè)量1 mol乙醇到底能產(chǎn)生多少氫氣……

【師】太好了！鼓掌（同學(xué)們跟著鼓掌歡呼?。?/p>

【師】展示乙醇結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)性質(zhì)的PPT，總結(jié)并結(jié)束本課。

【思考與感悟】

從課堂實(shí)踐來(lái)看，生動(dòng)有趣指向明確的化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，牢固掌握物質(zhì)重要理化性質(zhì)的無(wú)可替代的重要載體。本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)自始至終地貫穿于學(xué)生對(duì)乙醇性質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)都是目的明確而且現(xiàn)象清楚。因而，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與探索興趣被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)了，所有同學(xué)一直緊隨著課堂教學(xué)的不斷深入，熱情參與，積極思考，對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)啟發(fā)恰當(dāng)而有效。

以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)不言自明，但也要“因課制宜”。在教學(xué)中如果要以實(shí)驗(yàn)為主線來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，要注意如下幾點(diǎn)：

1.結(jié)合授課內(nèi)容精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)的課堂教學(xué)，要求物質(zhì)的性質(zhì)必須能通過(guò)你所設(shè)計(jì)的反應(yīng)準(zhǔn)確而明晰地表現(xiàn)出來(lái)，而且必須恰當(dāng)無(wú)誤，不應(yīng)有繁雜的干擾，這就要求教師認(rèn)真掌握教材的內(nèi)涵，充分發(fā)揮聰明才智，利用簡(jiǎn)單而有效的實(shí)驗(yàn)手段（包括自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置）去達(dá)成你的“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄?/p>

2.準(zhǔn)確操控實(shí)驗(yàn)靈活駕馭課堂

觀察是認(rèn)識(shí)的窗口，是思維的前提，如果沒(méi)有敏銳而細(xì)致的觀察，就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。無(wú)論是教師演示還是學(xué)生協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)，都要做到準(zhǔn)確操控并展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由于學(xué)生的熱情與興奮的參與，課堂氣氛的掌握要適度，不可過(guò)分熱烈影響授課效果，熱與冷、放與收的掌握要能自如切換。這樣才能使你的實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)課堂，成為一堂好課！

3.畫(huà)龍點(diǎn)睛引導(dǎo)適時(shí)提示點(diǎn)撥

從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述到對(duì)其合理解釋，這是以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的課堂的精髓所在，也是最能使學(xué)生的認(rèn)知水平提高的有效方法。教師在設(shè)問(wèn)、啟發(fā)、引導(dǎo)和給出結(jié)論時(shí)，要注意由淺入深、由表及里，在教學(xué)中循循善誘，適時(shí)點(diǎn)撥，逐步培養(yǎng)具體、全面、深入地認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律，使學(xué)生的思維從表象到本質(zhì)，從感性到理性，最終達(dá)到質(zhì)的飛躍。此外，不要吝嗇你恰如其分、發(fā)自內(nèi)心的對(duì)學(xué)生的欣賞與褒獎(jiǎng)，它會(huì)“開(kāi)化”學(xué)生的思維并激發(fā)其學(xué)習(xí)的巨大潛力。

興趣是人的一種特殊認(rèn)知傾向，是學(xué)生主觀能動(dòng)性的重要體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)型課堂中有學(xué)生從事探究活動(dòng)的成分，它會(huì)讓學(xué)生：發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)更令人興奮，更有趣；期盼更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)；更加感到所學(xué)的東西在他們的日常生活中非常有用；有更多的成功體驗(yàn)……因此，也就成為激發(fā)學(xué)生上好化學(xué)課，強(qiáng)化素質(zhì)培養(yǎng)的一種最直接、最活躍的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的課堂教學(xué)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)生素質(zhì)與多種能力的培養(yǎng)上也是大有可為的。

［1］ 任長(zhǎng)松.探究式學(xué)習(xí)——學(xué)生知識(shí)的自主建構(gòu)［M］.北京：教學(xué)科學(xué)出版社，2005.2：59～60

［2］ 李虎山.立足化學(xué)課堂，培養(yǎng)學(xué)生素能［J］.化學(xué)教與學(xué)，2010，（11）