《走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室》教學(xué)設(shè)計(jì)與評析

丁小婷　姚遠(yuǎn)遠(yuǎn)　陳凱

[摘 要]

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，突出實(shí)驗(yàn)安全，強(qiáng)調(diào)學(xué)生體驗(yàn)，發(fā)散學(xué)生思維，方便學(xué)生的系統(tǒng)化理解，初步培養(yǎng)學(xué)生的分類觀。

[關(guān)鍵詞]

化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)安全；實(shí)驗(yàn)啟蒙；實(shí)驗(yàn)儀器

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

作為化學(xué)課程在實(shí)驗(yàn)主題的啟蒙章節(jié)，常規(guī)教學(xué)需要一一呈現(xiàn)各種儀器的具體操作細(xì)節(jié)并強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，知識瑣碎易使學(xué)生拘泥于機(jī)械的識記而不能在實(shí)際操作中靈活運(yùn)用，局限在實(shí)驗(yàn)室中的操作學(xué)習(xí)也容易導(dǎo)致學(xué)生不能充分認(rèn)識到該主題的意義從而趣味索然。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的情境和主線？如何彰顯化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全和應(yīng)用理念？如何引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和學(xué)習(xí)意義？是我們試圖創(chuàng)新的角度。而將兩個課時連上，嘗試以完整的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)思維呈現(xiàn)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)的體系，也是我們的一個創(chuàng)新。

安全問題是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)首要關(guān)注問題。在《2011年義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中的“科學(xué)探究”模塊，增加了“化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)高度關(guān)注安全問題，避免環(huán)境污染”作為基本的實(shí)驗(yàn)要求，明確了新課程新教材應(yīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全教育的必要性和重要性。另外開辟實(shí)驗(yàn)安全小貼士分布在上下冊共十二處，以“注意”字眼時刻提示師生對具體特定的實(shí)驗(yàn)操作注意可能出現(xiàn)的危險和污染，而集中指南體現(xiàn)在本課題中，以資料卡片形式強(qiáng)調(diào)的化學(xué)藥品取用規(guī)則，以正文插圖形式展現(xiàn)常用危險化學(xué)品標(biāo)志，但是在實(shí)際教學(xué)中大多數(shù)化學(xué)教師沒有充分認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)安全教育的重要性和必要性，安全知識教學(xué)往往流于形式，只限于簡單的資料介紹。我們從家居日化用品、廚房用品等入手，分別整理出這四類特征的物品，并討論生活中的使用注意點(diǎn)。在化學(xué)啟蒙階段，給予充分的機(jī)會給學(xué)生認(rèn)識身邊的化學(xué)世界，既是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的重要手段，也是科學(xué)開展化學(xué)安全教育的有益補(bǔ)充。

常規(guī)的“走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”教學(xué)設(shè)計(jì)局限于實(shí)驗(yàn)儀器使用注意事項(xiàng)的灌輸，缺少學(xué)生的親身體驗(yàn)，缺乏對實(shí)驗(yàn)意義的體驗(yàn)。學(xué)生容易從初學(xué)化學(xué)開始就陷入記憶儀器名稱、背誦操作步驟的怪圈。我們的教學(xué)設(shè)計(jì)試圖從儀器的構(gòu)造角度以及學(xué)科的角度呈現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的應(yīng)用依據(jù)，從實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)剖析實(shí)驗(yàn)安全的重要性，突出本節(jié)內(nèi)容在化學(xué)學(xué)習(xí)體系中的重要地位；引入化學(xué)相關(guān)新聞素材實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課的情境教學(xué)；另外，將實(shí)驗(yàn)室中的操作與生活中具體行為進(jìn)行類比，引導(dǎo)學(xué)生將已有的生活經(jīng)驗(yàn)遷移到化學(xué)學(xué)習(xí)中來，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)習(xí)回歸生活世界的必要性和重要性。回歸學(xué)科卻不拘泥于繁難，聯(lián)系生活卻不淺薄于科普，追尋科學(xué)本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)的三維目標(biāo)統(tǒng)一，在這樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)啟蒙課中是非常值得推究的。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

（1）認(rèn)識常用的化學(xué)儀器，知道藥品的取用規(guī)則，初步學(xué)會藥品的取用方法；

（2）初步學(xué)會全面觀察實(shí)驗(yàn)的方法，能客觀描述和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

（二）過程與方法

（3）結(jié)合藥品的加熱、儀器的洗滌等基本操作練習(xí)，總結(jié)實(shí)化學(xué)驗(yàn)操作的特點(diǎn)；

（4）了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則，初步養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；

（三）情感·態(tài)度·價值觀

（5）認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要手段，感受嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、正確的實(shí)驗(yàn)原理和操作方法是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

（6）初步形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全意識。

三、教學(xué)過程方案

（一）開門見山，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)重要性

[教師提問]結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)談?wù)劊海?）家里有哪些化學(xué)用品？你們是怎么使用的？（2）有多少種煮沸開水的方法？（3）如何除去水壺中的水垢或茶杯里的茶垢？（4）你或家長是如何洗碗的？

[學(xué)生]討論、回答。

[教師過渡]生活中的很多操作都用到化學(xué)知識以及化學(xué)中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中這些操作都有專門的儀器和操作名稱。

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)離不開生活，所以從學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)引入，不僅突出生活中處處有化學(xué)實(shí)驗(yàn)的影子，同時強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對生活的重要性，讓學(xué)生初步形成“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)”的觀念。

（二）生活視角關(guān)注安全

[師生互動]家庭和實(shí)驗(yàn)室中分別有哪些易燃、易爆？教師和學(xué)生共同填寫表1的前半部分。

[教師小結(jié)]這些易燃品在使用的過程中應(yīng)遠(yuǎn)離火源，以免發(fā)生傷害！由于化學(xué)藥品的腐蝕性和毒性，在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的過程中，需要戴好護(hù)目鏡、手套、穿好實(shí)驗(yàn)服。

[教師提問]家里下水管道有沒有堵塞經(jīng)歷，一般有哪些方法讓管道疏通？

[學(xué)生]思考。（主要是物理途徑）

[實(shí)驗(yàn)演示]展示管道疏通劑的商品，指出具有腐蝕性。

[教師追問]清潔廁所可以用什么日化用品？是否可以和管道疏通劑混用呢？

[教師實(shí)驗(yàn)]取四根試管，兩根裝有鐵片，兩根試管裝有毛發(fā)油脂，然后每種情況分別滴加鹽酸（或潔廁靈）和氫氧化鈉（或液態(tài)管道疏通劑）溶液，請學(xué)生觀察現(xiàn)象

[教師小結(jié)]（1）生活中和實(shí)驗(yàn)室里都有很多物質(zhì)都具有腐蝕性；（2）不同化學(xué)藥品腐蝕對象、腐蝕效果各異；（3）化學(xué)藥品的腐蝕性需要使用時注意其安全性；（4）腐蝕性也可以加以應(yīng)用，造福生活。

[教師過渡]舉例說明濫用日化用品可能造成的有毒物質(zhì)。完成表1的后半部分。

設(shè)計(jì)意圖：中學(xué)生以及社會大眾往往局限地認(rèn)為只有化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的藥品是危險的，所以油然而生的畏懼心理不利于他們對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)和理解。所以這個環(huán)節(jié)從生活中的用品入手，指出其危險性，說明不止化學(xué)實(shí)驗(yàn)室才有這些安全問題，生活中同樣處處需要留心；另一方面也說明只有學(xué)習(xí)化學(xué)，理解化學(xué)，才能科學(xué)、辯證地看待這些危險，才能在生活中趨利避害。這才是化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全教育的意義所在。安全問題是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要問題，但是簡單的規(guī)則說教比不上鮮活的案例，平鋪直敘的灌輸比不上學(xué)生自己的生活體驗(yàn)回憶。從身邊的安全問題過渡到實(shí)驗(yàn)室中的安全，并非想單純展現(xiàn)化學(xué)藥品的潛在危險，而是試圖引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到生活中的安全問題同樣存在，而且需要用化學(xué)知識去解決，學(xué)習(xí)化學(xué)有利于我們趨利避害。在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中體現(xiàn)由生活走向化學(xué)，化學(xué)為生活服務(wù)的思想，實(shí)現(xiàn)知識的遷移，使學(xué)生從另一個角度認(rèn)識化學(xué)學(xué)習(xí)意義，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主觀能動性。

（三）體驗(yàn)藥品的存放及取用規(guī)則

[教師提問]思考家里的廚房中存儲白糖、食鹽、堿面、酒以及醋的容器有何不同？為什么？（見圖1和2）

[學(xué)生體驗(yàn)]1.用寬口瓶喝水；2.用細(xì)口徑瓶取固體

[教師小結(jié)]對學(xué)生的操作進(jìn)行補(bǔ)充糾正，并總結(jié)固體藥品存、取、放的知識圖（見圖3）

[學(xué)生]演示液體藥品的取用。

[教師小結(jié)]對學(xué)生的操作進(jìn)行補(bǔ)充糾正，并總結(jié)液體藥品存、取、放的知識圖（見圖4）。

[教師過渡]那么對于一定量地液體藥品如何取用呢？既然是一定量的液體需要用到什么儀器？為什么量筒要做成現(xiàn)在這個形狀：底座的目的是什么？為什么將量筒做得細(xì)長且均勻？能否用量筒來加熱？量筒怎么讀數(shù)？

[學(xué)生]思考回答。

[教師講解]請每位同學(xué)用桌子上的量筒量取5ml的水，量取三次，分別平視、仰視、俯視量取，記錄三次量取的結(jié)果（見表2）。

[教師講解]另外在量筒中加入一定量的水進(jìn)行讀數(shù)，分別平視、仰視、俯視讀數(shù)，記錄三次讀數(shù)的結(jié)果（見表2）。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]量筒使用。

設(shè)計(jì)意圖：應(yīng)用生活類比和遷移，儀器設(shè)計(jì)的技術(shù)原理和對比正誤方法的體驗(yàn)學(xué)習(xí)等多種形式，幫助學(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而不是簡單羅列種種條目去強(qiáng)迫機(jī)械記憶。

（四）液體藥品的加熱

[教師過渡]生活中有哪些可以用來加熱的方法？

[教師提問]你想探究酒精燈的哪些問題？例如：酒精燈火焰哪一層溫度最高？酒精燃燒產(chǎn)生什么？熄滅酒精燈有什么方法？用酒精燈怎么加熱液體？

[學(xué)生]分成小組討論，并利用實(shí)驗(yàn)器材合作完成探究。

[教師講解]酒精燈的使用注意事項(xiàng)，并總結(jié)（見圖5）。

[學(xué)生討論]（1）加熱時試管內(nèi)的液體的量應(yīng)為多少？（2）能否用手拿試管？（3）如何用酒精燈加熱？（4）能否直接加熱？（5）如果試管外壁有水的話，能否不擦干直接加熱？為什么？（5）加熱試管里的液體時，能否將試管口對著人？為什么？（6）將液體加熱至沸騰的試管，能否立即用冷水沖洗？為什么？

[教師講解]給液體加熱時的注意事項(xiàng)（見圖6）。

[小組合作]利用所給器材（酒精燈、試管、試管夾、水）進(jìn)行給液體加熱的操作。

設(shè)計(jì)意圖：再次突出生活體驗(yàn)作為聯(lián)系學(xué)生前概念和新認(rèn)知的橋梁。介紹實(shí)驗(yàn)室中加熱方法以及酒精燈的使用注意事項(xiàng)時，在安全性保障前提下，教師可以做適當(dāng)?shù)腻e誤演示，展現(xiàn)一定不良后果給予學(xué)生警示，這也是一種突出實(shí)驗(yàn)安全的重要途徑。由于學(xué)生在其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)中多少對本環(huán)節(jié)操作有所接觸，所以采取小組合作探究和討論的方式，以期學(xué)生對酒精燈加熱操作有更加深入的了解。

（五）儀器認(rèn)識及使用

1.儀器的連接

[教師提問]：為什么要連接儀器？怎么連接儀器？連接儀器不當(dāng)可能會造成怎樣的后果？

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]儀器的連接和氣密性檢查。教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行指導(dǎo)。

設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)化學(xué)生對儀器連接重要性的認(rèn)識，再次將生活與實(shí)驗(yàn)室的注意事項(xiàng)緊密聯(lián)系。

2.儀器的清洗體驗(yàn)

[教師過渡]生活中用完的碗、鍋、杯子、茶壺等需要及時洗凈，我們剛剛使用的實(shí)驗(yàn)儀器也需要及時洗凈。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]讓不同組同學(xué)采用不同程度的清洗，然后比較清潔的標(biāo)準(zhǔn)差異。

[教師講解]強(qiáng)調(diào)清洗實(shí)驗(yàn)儀器的相關(guān)規(guī)則。

設(shè)計(jì)意圖：“既不聚成水滴，也不成股流下”僅僅成為很多學(xué)校同學(xué)只會背誦和在考試中填寫的“潔凈要求”，很多一線教師在教學(xué)實(shí)踐中也并不能展現(xiàn)這一符合要求的試管，所以這一環(huán)節(jié)往往只是紙上談兵的擺設(shè)。將這個機(jī)會還給學(xué)生體驗(yàn)，分組開展清洗實(shí)踐，清洗時間、清洗力度和仔細(xì)程度各有差異，學(xué)生在過程中會發(fā)現(xiàn)什么叫“聚成水滴”、什么才是“成股流下”；而只有用心清洗之后，方能真正體驗(yàn)到這一清潔標(biāo)準(zhǔn)。

3.儀器的分類

[學(xué)生活動]對本節(jié)課所用的儀器進(jìn)行分類，并說出分類依據(jù)。

[教師總結(jié)]舉一種儀器分類的方法，如：儀器加熱類型的分類（見圖7）。其他分類方法由學(xué)生課后討論完成。

設(shè)計(jì)意圖：作為本課的小結(jié)，從另一角度重新審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的載體——儀器，在整理分類過程中初步建構(gòu)分類觀——本應(yīng)在具體物質(zhì)學(xué)習(xí)過程中才接觸到的分類觀，在學(xué)習(xí)化學(xué)的初始階段已經(jīng)開始提供指引，這是一種新的嘗試。

（六）板書展現(xiàn)

本部分展現(xiàn)課堂中以思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)的板書，均在黑板上逐步構(gòu)建出來。

設(shè)計(jì)意圖：本節(jié)內(nèi)容涉及藥品、儀器和各類操作，繁多、瑣碎，為了避免學(xué)生走入從初學(xué)化學(xué)開始就陷入記憶儀器名稱、背誦操作步驟的怪圈，需要體現(xiàn)方法引導(dǎo)。在強(qiáng)調(diào)學(xué)生的操作體驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)意義的體驗(yàn)同時，用思維導(dǎo)圖的方式將實(shí)驗(yàn)操作和知識按一定類別體系化，加深對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)認(rèn)同感。

（責(zé)任編輯：張華偉）