例談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐

陸文飛

摘 要： 化學(xué)學(xué)科起源于實(shí)驗(yàn)，發(fā)展于實(shí)驗(yàn)，成就于實(shí)驗(yàn)。我們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究時(shí)，不可避免地會(huì)遇到問題，怎樣做實(shí)驗(yàn)成功率才高？實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)意外現(xiàn)象怎么辦？對(duì)權(quán)威結(jié)論是深信不疑還是有所懷疑？若懷疑，能否進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？近年來，作者在以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)問題上進(jìn)行了實(shí)踐探索并用教學(xué)實(shí)踐案例闡述了認(rèn)識(shí)：一是細(xì)節(jié)決定成敗，創(chuàng)新孕育新知；二是質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，探究獲取真知；三是意外蘊(yùn)含價(jià)值，失敗同樣精彩。

關(guān)鍵詞： 初中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)實(shí)例

化學(xué)學(xué)科起源于實(shí)驗(yàn)，發(fā)展于實(shí)驗(yàn)，成就于實(shí)驗(yàn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)，是化學(xué)知識(shí)的主要源泉，化學(xué)概念、定律和理論大多是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中試驗(yàn)、研究和發(fā)現(xiàn)的。我們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究時(shí)，不可避免地會(huì)遇到問題：怎樣做才能使實(shí)驗(yàn)的成功率高？實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)意外現(xiàn)象怎么辦？對(duì)于困惑是消極等待還是主動(dòng)探究？近年來，我對(duì)以上問題進(jìn)行了實(shí)踐探索，得到了認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)與大家交流討論，不妥之處敬請(qǐng)批評(píng)指正。

一、細(xì)節(jié)決定成敗，創(chuàng)新孕育新知

在科學(xué)史上，有些科學(xué)家由于重視細(xì)節(jié)而獲得發(fā)現(xiàn)，有些科學(xué)家由于未重視細(xì)節(jié)而與成功失之交臂。1785年，英國(guó)科學(xué)家卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把不含水蒸氣、CO2的空氣除去O2和N2后，仍有很少量的殘余氣體存在，可是這并未引起他的重視。100多年后，英國(guó)科學(xué)家雷利測(cè)定氮?dú)獾拿芏葧r(shí)，沒有忽視微小的差異，分離出一種氣體并將其命名為氬。同樣，我們?cè)谧鲆恍┭菔緦?shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)成功有時(shí)失敗，原因在于一些細(xì)節(jié)。

如滬教版教材上冊(cè)13頁出現(xiàn)的“空氣中氧氣體積含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，很多老師實(shí)驗(yàn)很難取得成功，這是由于不注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)際測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于1/5的主要原因是沒有將燃著的紅磷迅速伸入集氣瓶或止水夾未夾緊，造成瓶?jī)?nèi)的空氣因受熱膨脹而外逸，使瓶?jī)?nèi)的氣壓減??；實(shí)際測(cè)定的氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)小于1/5的主要原因是裝置漏氣、紅磷量不足、瓶未冷卻到室溫。只有掌握上述空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)與理論值偏差的各種原因，注意實(shí)驗(yàn)過程中的種種細(xì)節(jié)，才能在不同實(shí)驗(yàn)情境中靈活地分析相應(yīng)情境下氧氣體積分?jǐn)?shù)測(cè)定的影響因素。

二、質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，探究獲取真知

一些書籍甚至教材中的某些結(jié)論都不一定正確，因?yàn)檫@些結(jié)論不是通過實(shí)驗(yàn)而是通過邏輯推理或主觀臆斷得來的。所以，我們不要迷信權(quán)威，而要相信實(shí)驗(yàn)事實(shí)。實(shí)驗(yàn)是最高“法庭”。我們應(yīng)當(dāng)主動(dòng)探究，獲取原創(chuàng)性的知識(shí)，以下是教學(xué)實(shí)踐案例。

在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的時(shí)候，如果用向上排空氣法收集，“將帶火星的木條放在瓶口，木條復(fù)燃，氧氣就集滿”，這是一種司空見慣的氧氣驗(yàn)滿的方法。在經(jīng)過一次無意的實(shí)驗(yàn)之后，有學(xué)生卻對(duì)它的可信度表示質(zhì)疑。起因是在一次制取氧氣的實(shí)驗(yàn)過程中，有學(xué)生用排水法收集氧氣時(shí)，操作不熟練，將裝滿水的集氣瓶一下子翻倒流出1/3的水，眼看著導(dǎo)管口直冒氣泡，他沒有將水注滿，而是直接把集氣瓶罩在導(dǎo)管口收集，集滿后用帶火星的木條放在瓶中試了下，結(jié)果木條居然同樣復(fù)燃了。看來，要使帶火星的木條復(fù)燃不一定要純的氧氣，反過來說，在收集氧氣的時(shí)候未收集滿，帶火星的木條一樣可以復(fù)燃。對(duì)于學(xué)生的質(zhì)疑，我決定讓學(xué)生仔細(xì)探究木條復(fù)燃與氧氣含量的關(guān)系，鼓勵(lì)指導(dǎo)他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣濃度的最低值是多少。最后實(shí)驗(yàn)計(jì)算發(fā)現(xiàn)這個(gè)最低值是49%，也就是說，集氣瓶口氧氣的含量達(dá)到一半時(shí)，就足以使帶火星的木條發(fā)生復(fù)燃。

在這樣一次發(fā)現(xiàn)問題、質(zhì)疑權(quán)威和實(shí)驗(yàn)探究的過程中，學(xué)生真切地感受到“凡事需要多問幾個(gè)為什么”，“方法比知識(shí)更為重要”。

三、意外蘊(yùn)含價(jià)值，失敗同樣精彩

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有失敗，也有錯(cuò)誤。面對(duì)這些失敗和錯(cuò)誤，我們?cè)撚迷鯓拥膽B(tài)度對(duì)待呢？我認(rèn)為“錯(cuò)誤是寶貴的教學(xué)資源”，可以利用它為教學(xué)服務(wù)，讓意外、錯(cuò)誤、失敗成為教學(xué)中的精彩一筆，以下是教學(xué)實(shí)踐案例。

有一次學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上，在做銅與稀硫酸的實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了異常。有一組學(xué)生將銅放入稀硫酸后，居然有氣泡產(chǎn)生，當(dāng)時(shí)學(xué)生都感到很驚訝，課堂上議論紛紛，質(zhì)疑不斷。我當(dāng)即要求該生在全班同學(xué)前對(duì)實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)，這次更多的學(xué)生觀察到了銅片表面確實(shí)有氣泡產(chǎn)生。那一刻學(xué)生真是滿腦子困惑，我請(qǐng)他們?cè)囍忉專鸢肝寤ò碎T：有的說銅不純，含有活潑性金屬雜質(zhì)；有的說銅表面被氧化，有一氧化銅，話剛說完自己又反對(duì)，說氧化銅跟稀硫酸反應(yīng)沒有氣泡；還有的說銅表面有銅綠……我讓學(xué)生繼續(xù)觀察剛才放入稀硫酸中的銅片還有無氣泡，發(fā)現(xiàn)已沒有氣泡，取出洗凈擦干，跟未用過的銅片對(duì)比，發(fā)現(xiàn)從酸中取出的銅片光亮、呈紫紅色，未用過的銅片表面暗淡、有暗綠色斑，在反應(yīng)過的稀硫酸中加入足量氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。至此，原因找到了，是由于銅表面產(chǎn)生的一些堿式碳酸銅引起的。原來這些銅片是去年做該實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余的，在空氣中已被氧化。實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象至此得到圓滿解釋，但我認(rèn)為這正是對(duì)他們進(jìn)行思想教育的好時(shí)機(jī)。于是我說：“我們一定要有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，要相信眼前的事實(shí)，不要主觀臆斷。要明白物質(zhì)世界（包括化學(xué)反應(yīng)）的復(fù)雜性，對(duì)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的異常，不能視而不見，更不能隨便解釋，要弄清其中的原因?！蓖ㄟ^實(shí)驗(yàn)及教育，我和學(xué)生都感到收獲多多。

綜上所述，化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的最大差異是有豐富多彩的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?！盎瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式”。我們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生正視實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題與想法，挖掘并用好實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生學(xué)好化學(xué)、提高能力及今后發(fā)展都具有極其重要的意義。