主題探究：學(xué)生實驗教學(xué)新嘗試

摘要：以“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”學(xué)生實驗的教學(xué)為例，嘗試以主題探究的方式組織學(xué)生實驗。認(rèn)為：合作能力的培養(yǎng)是學(xué)生實驗探究的重要前提，知識網(wǎng)絡(luò)的形成是學(xué)生實驗探究的主要任務(wù)，課堂預(yù)設(shè)和生成關(guān)系的恰當(dāng)處理是成功保障，探究主題的確立是學(xué)生實驗教學(xué)的核心設(shè)計。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；學(xué)生實驗；主題探究

文章編號：1005–6629（2013）10–0051–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 問題的提出

與《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》相比，《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》對學(xué)生必做實驗做了明確規(guī)定，更加強(qiáng)調(diào)以實驗為基礎(chǔ)的“科學(xué)探究”，讓學(xué)生自己動手做實驗，親身經(jīng)歷、感受實驗和探究過程。學(xué)生實驗教學(xué)本應(yīng)讓學(xué)生在“做”中學(xué)，應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的一種有效途徑。然而，在實際的學(xué)生實驗教學(xué)中，一個常見現(xiàn)象是學(xué)生“照方抓藥”，按照教師或者實驗報告冊上提供的步驟去完成實驗操作，僅僅照著“菜譜”機(jī)械操作，“做”是做了，卻未必能真正學(xué)到科學(xué)方法、科學(xué)思想與科學(xué)觀念[1]。如何組織學(xué)生實驗，讓“探究性學(xué)習(xí)”能有條不紊并行之有效，這是擺在我們面前的一個重要問題。筆者嘗試以主題探究的方式組織學(xué)生實驗，把學(xué)生實驗課設(shè)計為由學(xué)生在一定的情景中發(fā)現(xiàn)問題、選擇課題、設(shè)計實驗方案，通過主體的探索、研究求得問題解決的過程。下面結(jié)合《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》規(guī)定的學(xué)生必做實驗“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)實踐，談?wù)勔灾黝}探究方式組織學(xué)生實驗的教學(xué)實踐和思考。EsV3jd2K89NeH0CkCpf6gQ==

2 “基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計

2.1 教材分析

“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”是滬教版九年級化學(xué)第七章《應(yīng)用廣泛的酸堿鹽》中的一個基礎(chǔ)實驗，其中包含了酸和堿的性質(zhì)以及酸堿中和反應(yīng)的實驗，是在學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)酸堿鹽的性質(zhì)等知識之后進(jìn)行的綜合實驗。

筆者把教材中的驗證性學(xué)生實驗設(shè)計成主題探究實驗，讓學(xué)生在掌握實驗技能的基礎(chǔ)上，學(xué)會設(shè)計并完成以“酸和堿的化學(xué)性質(zhì)”為主題的化學(xué)實驗，鞏固第七章所學(xué)知識，增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的體驗，增強(qiáng)學(xué)生實驗觀察、交流討論、表達(dá)的能力，初步學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分類、歸納和概括等方法認(rèn)識各類知識之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考與實踐、善于發(fā)現(xiàn)問題、嚴(yán)謹(jǐn)求實、樂于合作等科學(xué)品質(zhì)。

2.2 教學(xué)目標(biāo)

2.2.1 知識與技能

（1）掌握常見儀器的名稱和使用方法，能進(jìn)行藥品的取用、儀器的洗滌等基本實驗操作。

（2）通過自主設(shè)計實驗方案以及分組合作探究，認(rèn)識常見酸和堿的化學(xué)性質(zhì)，比較、歸納、概括酸與堿之間的聯(lián)系。

2.2.2 過程與方法

（1）通過基本操作的學(xué)習(xí)，學(xué)會運(yùn)用觀察、實驗等方法獲取信息。

（2）通過教師演示、學(xué)生演示、學(xué)生互教互學(xué)和實際操練等，掌握規(guī)范的操作方法，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。

2.2.3 情感態(tài)度與價值觀

（1）通過有關(guān)實驗的觀察、操作，增強(qiáng)對化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

（2）通過化學(xué)實驗操作的學(xué)習(xí)過程，感受勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實、勇于實踐的科學(xué)精神的重要性。

（3）在分組合作實驗的過程中體驗科學(xué)探究的一般過程，感受團(tuán)隊合作精神。

2.3 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)是通過學(xué)生動手實驗進(jìn)一步感知和認(rèn)識酸與堿的化學(xué)性質(zhì)、酸堿中和反應(yīng)等。教學(xué)難點(diǎn)是自主設(shè)計多個實驗方案鑒別鹽酸和氫氧化鈉溶液，掌握酸與堿的化學(xué)性質(zhì)。

2.4 教法與學(xué)法

（1）教法：采用“問題探究式”和“討論式探究”的復(fù)習(xí)法，先給出實驗題例，通過對題例的探究發(fā)現(xiàn)問題，歸納知識點(diǎn)。

（2）學(xué)法：學(xué)生交流討論，暢談自己的設(shè)想；學(xué)生自主地思考、分析、討論，從而解決問題，并在自己的探究實踐中解惑。

2.5 教學(xué)流程

[引入探究課題]用央視熱播的《熊出沒》動畫片設(shè)計一個故事情境：主人公光頭強(qiáng)收到兩瓶無色的“飲料”，打開第一瓶便聞到了刺鼻的氣味，在丟掉的過程中，紫包菜、銹鐵鍋、大理石和純堿沾到了“飲料”出現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象，由此引發(fā)對這兩瓶無色“飲料”的好奇。

[探究課題1]區(qū)別兩瓶失去標(biāo)簽的無色酸液和堿液。讓學(xué)生嘗試用實驗桌上提供的藥品和儀器來區(qū)別實驗桌上的鹽酸（14.6%）和氫氧化鈉溶液（5%），檢驗出來后為它們貼上標(biāo)簽。要求每組至少用4種不同的方法來進(jìn)行區(qū)別。

[展示方案，完成實驗]利用多媒體課件對應(yīng)地投影出學(xué)生的方案類型。一般學(xué)生能設(shè)計出如下五種實驗方案：（1）與指示劑（無色酚酞試液）作用；（2）與金屬單質(zhì)（鎂條）作用；（3）與金屬氧化物（鐵銹）作用；（4）與碳酸鹽（石灰石、碳酸鈣）作用；（5）與銅鹽溶液（氯化銅溶液、硫酸銅溶液）作用……

[教師激疑追問]有生成不溶性堿的嗎？剛才用氯化銅溶液或者硫酸銅溶液來鑒別兩種無色溶液的時候，實驗中生成藍(lán)色的沉淀——?dú)溲趸~，能否用這個氫氧化銅沉淀來對兩種液體進(jìn)行鑒別呢？接著讓學(xué)生嘗試得到第六種方案：利用酸能與不溶性堿反應(yīng)而堿不能來進(jìn)行鑒別。

學(xué)生通過以上六種方法鑒別出了鹽酸和氫氧化鈉溶液，都給瓶子貼上了正確的標(biāo)簽。此時教師再提出另一個問題：大家在貼完標(biāo)簽以后思考兩個試劑還有何注意點(diǎn)？堿是能夠與部分非金屬氧化物反應(yīng)的，盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶應(yīng)該用橡皮塞而不是玻璃塞，因為氫氧化鈉會和玻璃中的二氧化硅反應(yīng)。那么，這就是第七種方案：利用堿能與非金屬氧化物反應(yīng)的性質(zhì)來鑒別。接著將知識網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行補(bǔ)充，并要求學(xué)生及時將氫氧化鈉溶液上的玻璃塞改為橡皮塞。

[教師演示設(shè)問]（1）當(dāng)學(xué)生回答“利用酸能與金屬單質(zhì)反應(yīng)”時，利用實物投影進(jìn)行演示實驗：稀鹽酸與鋅粒、稀鹽酸與鎂條、稀鹽酸與銅片的反應(yīng)。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗的現(xiàn)象進(jìn)行對比并思考以下問題：實驗室制取氫氣為什么選用鋅粒？（2）當(dāng)學(xué)生回答“利用酸能與碳酸鹽反應(yīng)”時，利用實物投影進(jìn)行演示實驗：稀鹽酸與石灰石、稀鹽酸與碳酸鈉粉末、稀硫酸與石灰石的作用。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗的現(xiàn)象進(jìn)行對比并思考以下問題：實驗室制取二氧化碳為什么選用稀鹽酸與石灰石？幫助學(xué)生了解到酸的相關(guān)性質(zhì)，鞏固實驗室制取常見氣體的注意點(diǎn)。

[引入課題]以上這些方案能夠?qū)Ⅺ}酸和氫氧化鈉溶液鑒別出來，是利用了它們跟不同物質(zhì)反應(yīng)出現(xiàn)不同現(xiàn)象。通過實驗幫助光頭強(qiáng)補(bǔ)充了化學(xué)知識，解決了光頭強(qiáng)感到糾結(jié)的問題。光頭強(qiáng)補(bǔ)好化學(xué)知識后，他覺得這兩瓶無色“飲料”很神通，于是就想著把兩瓶液體放在一起看看有什么變化。“大家想想：光頭強(qiáng)能看到現(xiàn)象嗎？沒有明顯現(xiàn)象是否真的不反應(yīng)呢？怎樣證明它們確實發(fā)生了反應(yīng)呢？”引出酸與堿的中和反應(yīng)實驗。

[探究課題2]學(xué)生分工合作完成酸堿中和的實驗。其間教師應(yīng)提醒學(xué)生在向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時要注意逐滴地加入，防止鹽酸過量。

[交流與實驗]學(xué)生通過交流能體會到稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時沒有明顯的現(xiàn)象，但通過借助酸堿指示劑可以檢驗反應(yīng)是否發(fā)生。

學(xué)生按照學(xué)案上的步驟正確操作，但在控制鹽酸用量使紅色剛好褪色方面略有問題，鹽酸往往使用過量，導(dǎo)致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅，需要好幾滴才變成紅色。完成后請小組代表來交流現(xiàn)象和記錄的溫度變化。

[課堂總結(jié)]在《熊出沒》主題曲的輕松愉悅的氛圍中享受實驗成功的快樂。做完實驗，請學(xué)生按照PPT要求整理好儀器和藥品。

3 “基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)反思

3.1 合作能力的培養(yǎng)是學(xué)生實驗探究的重要前提

本節(jié)課改進(jìn)為自主設(shè)計方案進(jìn)行探究鑒別實驗，起點(diǎn)較高、難度較大，課堂容量大。在學(xué)校條件允許的范圍內(nèi)，盡可能地將課內(nèi)時間、空間和學(xué)習(xí)的主動權(quán)交予學(xué)生，全體學(xué)生在課堂上有充分的自主學(xué)習(xí)時間，并且是進(jìn)行自主實驗，在情緒上一直是保持著積極興奮的狀態(tài)。在交流與討論的過程中，一般是學(xué)習(xí)績優(yōu)生能首先順利完成方案設(shè)計和實驗、開始交流方案，獲得其他同學(xué)認(rèn)可的是他們，能夠給出難度較大方案的也是他們，這個學(xué)生群體的學(xué)習(xí)積極性得到了很大程度的激發(fā)。與此同時，普通生和學(xué)困生一般不會當(dāng)堂暴露出他們的錯誤和不解，自尊心得到了一定的保護(hù)，在聽取其他同學(xué)方案的過程中能發(fā)現(xiàn)自己的問題，找到差距，這樣也在無形中激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的積極性。在聽取學(xué)生方案時，教師給出適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和點(diǎn)撥，讓學(xué)生加深印象，學(xué)生也在發(fā)表觀點(diǎn)的同時聆聽其他同學(xué)的方案，在學(xué)習(xí)的過程中獲得新的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。因此，小組合作學(xué)習(xí)策略的運(yùn)用是教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

3.2 知識網(wǎng)絡(luò)的形成是學(xué)生實驗探究的主要任務(wù)

在初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，酸堿鹽知識點(diǎn)相對較多，關(guān)系也較為復(fù)雜，是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，同時也是難點(diǎn)所在。酸堿鹽之間的關(guān)系主要體現(xiàn)在物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化、相互反應(yīng)。用實驗的方法來區(qū)分鹽酸和氫氧化鈉溶液，不僅可以指導(dǎo)學(xué)生自我梳理知識體系，使所學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)化、結(jié)構(gòu)化，而且可以讓學(xué)生結(jié)合實驗促進(jìn)知識內(nèi)化和建構(gòu)，并且了解在日常生活生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，如生產(chǎn)中常用稀酸除去鐵制品表面的鐵銹。但是，能否將鐵制品長期浸泡在酸溶液中？通過實驗就迎刃而解了。同樣，根據(jù)大理石、碳酸鈉粉末分別與稀鹽酸反應(yīng)時的不同現(xiàn)象也能證實，實驗室為什么常用稀鹽酸和大理石反應(yīng)來制取CO2氣體。學(xué)生自然將理論知識與生活實際及社會熱點(diǎn)問題相結(jié)合，學(xué)習(xí)從化學(xué)視角看待有關(guān)物質(zhì)的利用，了解化學(xué)在研究解決這些問題時的作用，培養(yǎng)學(xué)生對社會的責(zé)任感。

3.3 課堂預(yù)設(shè)和生成關(guān)系的恰當(dāng)處理是成功保障

考慮學(xué)生對酸堿腐蝕性的恐懼和有可能出現(xiàn)的意外，實驗前明確實驗的要求和處理方法，打消學(xué)生的恐懼心理。從整節(jié)課的情況來看，學(xué)生在設(shè)計實驗方案時通常存在以下問題：①無從下手；②設(shè)計方案無法證實是否正確；③實際方案操作性不強(qiáng)；④個別學(xué)生的實驗設(shè)計無法完成或者完成不規(guī)范，實驗操作也存在一定錯誤及不規(guī)范等等。比如在做中和滴定實驗時，有些同學(xué)耐性不夠，往往鹽酸滴加過量，導(dǎo)致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅，甚至要回滴好幾滴。因此，在學(xué)生設(shè)計方案匯報總結(jié)過程中，教師利用實物投影儀有選擇性地穿插投影一些對比試驗，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)不僅初步學(xué)會設(shè)計實驗，還能引導(dǎo)學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)一些問題，糾正一些實驗方案和操作，養(yǎng)成勇于發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣。同時也要求教師在課后其他環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和完善，也要在今后的教學(xué)中多設(shè)計這樣的環(huán)節(jié)，讓每一位學(xué)生都不懼怕自主探究，不怕做錯，不怕來不及，從錯誤中學(xué)習(xí)，從慢變快，通過認(rèn)真分析原因，得到結(jié)論。課堂預(yù)設(shè)需要教師精心準(zhǔn)備，課堂生成需要教師善于調(diào)控。沒有精心預(yù)設(shè)和調(diào)控，學(xué)生實驗課堂便沒有思維深度。

3.4 探究主題的確立是學(xué)生實驗教學(xué)的核心設(shè)計

各種探究課題的確立，要根據(jù)學(xué)生對探究實驗的認(rèn)知情況，首先對教材現(xiàn)有實驗進(jìn)行深層次的探究確立簡單課題，然后學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知情況對部分實驗進(jìn)行拓展并確立探究課題。在課堂教學(xué)中不能“泛化”，教師不能一味順從與遷就學(xué)生的探究欲望，要做好教學(xué)的向?qū)?。?dāng)學(xué)生們提出一些與主題關(guān)系不大或短時間內(nèi)難以解釋清楚的疑問時，教師要果斷而又有“策略”地主導(dǎo)教學(xué)方向。畢竟學(xué)生的想法千差萬別，然而課堂的時間是有限的。盡管學(xué)生有“十萬個為什么”，我們也一定要引導(dǎo)學(xué)生把主要的時間和精力集中到探究的主題上面來。

主題探究學(xué)習(xí)是學(xué)生實驗教學(xué)的一種重要方式，也是培養(yǎng)學(xué)生探究意識和提高探究能力的重要途徑。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生主動參與探究學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗、觀察、調(diào)查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式，在提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等活動中，增進(jìn)對科學(xué)探究的理解，發(fā)展科學(xué)的探究能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]倪娟.理科探究教學(xué)實踐問題的理論思考[J].教育學(xué)報，2009，（2）：26～33.