改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 促進(jìn)學(xué)生思維

周峰

摘要：針對教師做實(shí)驗(yàn)的積極性不高，教學(xué)中少有“該如何做實(shí)驗(yàn)”、“為什么這樣做實(shí)驗(yàn)”的交流、對話，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能挖掘不足，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程機(jī)械化、簡單化等問題，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐案例研究詮釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生思維的教學(xué)功能，幫助教師澄清、明確和提高對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識，帶動教師在日常教學(xué)中研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尋找促進(jìn)學(xué)生思維的有效教學(xué)方法，凸顯化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價值，讓教師樂于“做實(shí)驗(yàn)”并提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；案例研究；思維能力培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)價值

文章編號：1005–6629（2017）1–0038–06 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是獲得化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的主要途徑，也是驗(yàn)證化學(xué)假說、檢驗(yàn)化學(xué)理論的重要手段。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究物質(zhì)及其化學(xué)變化，能更好地認(rèn)識、利用現(xiàn)有物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)和合成新物質(zhì)。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是推動化學(xué)科學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是化學(xué)教育的重要內(nèi)容和基本方法?；瘜W(xué)教師不僅要會做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，更要會用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教授化學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生思維。

1 由調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問題

筆者調(diào)查區(qū)內(nèi)各學(xué)校的實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)因?yàn)樵噭?、儀器缺少、教學(xué)時間緊等因素，大多數(shù)學(xué)校完成教材要求的實(shí)驗(yàn)只能達(dá)到80%；也發(fā)現(xiàn)做實(shí)驗(yàn)的多少和考試效果的高低并不是正相關(guān)。例如，某校的課堂實(shí)驗(yàn)“實(shí)做數(shù)目”只占“應(yīng)做數(shù)目”的40%，另一學(xué)校的課堂實(shí)驗(yàn)“實(shí)做數(shù)目”占“應(yīng)做數(shù)目”的88%，但中考排名或?？寂琶麉s是前者遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過后者。“做實(shí)驗(yàn)”與“不做實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)效果在考試評價中無法體現(xiàn)，甚至可能因?yàn)樽鰧?shí)驗(yàn)“耽誤”教學(xué)時間而影響了最終成績。這種情況無法使教師對課堂教學(xué)中做實(shí)驗(yàn)有很高的積極性。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，我們的一線教師又是怎樣做的？有哪些成功和不足之處？作為化學(xué)教研員，筆者走進(jìn)化學(xué)課堂，對教師在“自然狀態(tài)下”上的課進(jìn)行考察發(fā)現(xiàn)，很多教師對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能挖掘不足，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程定位為“教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生描述現(xiàn)象，師生書寫化學(xué)方程式”三步曲，甚至把上述三步曲再簡化為“觀看實(shí)驗(yàn)視頻，觀看課件”的影視欣賞過程，教學(xué)中少有“該如何做實(shí)驗(yàn)”、“為什么這樣做實(shí)驗(yàn)”的交流、對話。

如何才能讓教師樂于“做實(shí)驗(yàn)”，并能通過實(shí)驗(yàn)提高教學(xué)效果？筆者認(rèn)為，幫助教師澄清、明確和提高對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識，通過實(shí)踐研究尋找能夠促進(jìn)學(xué)生思維的有效教學(xué)方法，凸顯化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價值非常重要。近年來，筆者嘗試以具體的案例詮釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生思維的教學(xué)功能，帶動教師在日常教學(xué)中研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)，本文簡介有關(guān)的研究情況。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐案例研究舉隅

要使學(xué)生學(xué)會思維、提高思維能力，教師必須以身作則，以自己的教學(xué)語言、教學(xué)行為給學(xué)生良好的思維示范。教師不注重提高自己的邏輯思維能力，就不可能教學(xué)生學(xué)會思維和提高思維能力。因此，我們的探索就從增強(qiáng)教學(xué)的邏輯性開始。

在明確課堂教學(xué)中存在的主要問題后，筆者通過深入、細(xì)致地分析具體化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，提煉它們所承載的培養(yǎng)學(xué)生思維能力的教學(xué)功能，挖掘其中學(xué)科內(nèi)涵，探索如何以適當(dāng)?shù)姆绞胶蜁r機(jī)激活學(xué)生的思維，讓學(xué)生能主動地在實(shí)驗(yàn)過程中形成基于實(shí)證的推理、質(zhì)疑、批判等高級思維能力，而不是被動的“觀察者”。

2.1 通過分析、比較，凸顯實(shí)驗(yàn)推理思維

案例：水的化學(xué)性質(zhì)（上海九年義務(wù)教育課本第一冊）

2.1.1 水與氧化鈣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

筆者先后聽了3位教師同一課題的隨堂課（A教師是中學(xué)化學(xué)中級教師；B教師是中學(xué)化學(xué)高級教師，區(qū)學(xué)科名師；C教師是中學(xué)化學(xué)初級教師）。區(qū)教研活動時，筆者以文字呈現(xiàn)3位教師課中兩個演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)片斷，由全區(qū)36位初中化學(xué)教師評價，先各自用文字寫下個人的想法，后互動交流。教研活動結(jié)束后，筆者對教師的文字反饋記錄進(jìn)行整理。

2.1.1.1 3位教師的教學(xué)片斷

A教師教學(xué)片段：

板書：氧化鈣化學(xué)式 ，俗稱

展示：一包雪餅中的干燥劑。

提問：看看說明書，干燥劑的主要成分是什么？為什么生石灰具有干燥作用？

講述：下面我們就來探究一下。

演示實(shí)驗(yàn)：水與氧化鈣反應(yīng)。

板書：現(xiàn)象：觸摸試管外壁， ?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式： 。

小結(jié)：氧化鈣可以跟水反應(yīng)，因此氧化鈣可以作干燥劑。

邊演示邊講述：取上層的石灰水到試管中，吹氣。

講述：生成了不溶于水的物質(zhì)碳酸鈣，所以就渾濁了。

板書：化學(xué)反應(yīng)方程式：

B教師教學(xué)片段：

教師板書：水與生石灰反應(yīng)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：在燒杯中加入半杯水，放入一小塊生石灰靜置。

教師講述：反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，怎樣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)已發(fā)生反應(yīng)？（暗示已發(fā)生反應(yīng)了）

學(xué)生表現(xiàn)：沉默，思考中。

教師適時板書反應(yīng)原理：CaO+H2O→Ca（OH）2。

教師發(fā)問：（根據(jù)此反應(yīng)原理）燒杯中下層的白色固體是什么？

學(xué)生回答：（異口同聲）氫氧化鈣。

教師發(fā)問：上層的清液是什么？

學(xué)生回答：（異口同聲）水。（學(xué)生的潛意識中認(rèn)為無色的液體就是水）

教師發(fā)問：真的是水么？請大家再看一個實(shí)驗(yàn)。

教師演示實(shí)驗(yàn)3：取上層清液少許于試管中，吹氣。（現(xiàn)象：變渾濁）

教師發(fā)問：根據(jù)此現(xiàn)象，你們還認(rèn)為上層清液是水么？（適時提醒學(xué)生對比向水中吹氣實(shí)驗(yàn)）

學(xué)生回答：不是。

教師板書反應(yīng)原理：Ca（OH）2+CO2→CaCO3↓+H2O。

教師發(fā)問：根據(jù)反應(yīng)原理，你們認(rèn)為上層清液是什么？

學(xué)生回答：氫氧化鈣和水。

教師概述：氫氧化鈣微溶于水，上層清液是氫氧化鈣的水溶液，俗稱石灰水。

教師歸納：生石灰跟水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。借助“二氧化碳”使新物質(zhì)顯形。

C教師教學(xué)片段：

教師板書：水與氧化鈣反應(yīng)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：在一燒杯中加入半杯水，放入一小塊生石灰。

教師指令：請同學(xué)觸摸燒杯壁。

學(xué)生回答：發(fā)熱，有點(diǎn)燙。

教師發(fā)問：能否從現(xiàn)象上來判斷該變化是化學(xué)變化？我們應(yīng)該從哪個角度判斷？

學(xué)生回答：不能。應(yīng)從“有新物質(zhì)生成”判斷化學(xué)變化的發(fā)生。

教師板書反應(yīng)原理：CaO+H2O→Ca（OH）2。

教師發(fā)問：如果我們證明生成了氫氧化鈣，是否就是說明生成了新物質(zhì)？

學(xué)生表現(xiàn)：無語。

教師發(fā)問：如何證明生成了氫氧化鈣？

學(xué)生表現(xiàn)：思考，無語。

教師發(fā)問：氫氧化鈣能和什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？

學(xué)生表現(xiàn)：思考，無語。

教師發(fā)問：氫氧化鈣是誰的主要成分？

學(xué)生表現(xiàn)：思考，無語。

教師指令：請大家看書上第4頁的課堂實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生表現(xiàn)：看書，發(fā)現(xiàn)答案。

教師發(fā)問：澄清石灰水的主要成分是什么？

學(xué)生回答：氫氧化鈣。

教師講述：那我們?nèi)∩蠈映吻宓氖宜?，吹氣。（現(xiàn)象：渾濁）

教師發(fā)問：結(jié)論是什么？

學(xué)生（少數(shù)）回答：生成碳酸鈣。

教師總結(jié)：說明氧化鈣和水反應(yīng)的確生成了氫氧化鈣。

2.1.1.2 36位教師的評價意見

收集36位初三化學(xué)教師的評價反饋表，精簡后整理如下（都是引自教師的原話）：

36位教師中，表示自己在教學(xué)實(shí)踐中會選擇A教師教學(xué)過程的有5人，會選擇B教師教學(xué)過程的有29人，會選擇C教師教學(xué)過程的有2人。

2.1.1.3 討論與后續(xù)處理

在上述教學(xué)過程中，A教師所謂“探究”實(shí)際上就是“教師演示、呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生描述現(xiàn)象，師生書寫化學(xué)方程式”三步曲，重點(diǎn)在于把知識點(diǎn)羅列、抄寫在黑板上。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真實(shí)目的和功能就是讓學(xué)生看見渾濁現(xiàn)象，強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，整個過程學(xué)生無需思考。

B教師在提出“怎樣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)已發(fā)生反應(yīng)？”這個問題時，學(xué)生無從思考。教師及時板書了氧化鈣和水的反應(yīng)原理，再利用反應(yīng)原理引出“上層清液是什么？”的問題。當(dāng)學(xué)生異口同聲判斷“上層的清液是水”時，B教師沒有簡單地告訴學(xué)生正確答案，而是用后續(xù)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤，取得較好效果，是其教學(xué)中的“精彩一筆”。整個教學(xué)過程體現(xiàn)了“用實(shí)驗(yàn)引出問題-猜測初步結(jié)論-跟進(jìn)后續(xù)實(shí)驗(yàn)-收集實(shí)驗(yàn)事實(shí)-完善初步結(jié)論”的基本邏輯，讓學(xué)生感受到做實(shí)驗(yàn)是獲得、形成化學(xué)知識和解決問題的一種重要途徑。學(xué)生經(jīng)歷了觀察、分析、比較、聯(lián)系等過程，在加深對兩個化學(xué)反應(yīng)之間關(guān)系理解的同時，思維也會更加具有邏輯性。整個過程比簡單地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程要費(fèi)時，但學(xué)生的參與和思維活動的過程是截然不同的。

C教師注意了讓學(xué)生親自感受反應(yīng)放熱現(xiàn)象，也突出了判斷化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的根本依據(jù)，有啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考的意識，試圖用一系列問題來啟發(fā)學(xué)生思考，但學(xué)生對氫氧化鈣的有關(guān)知識并不熟悉，故一直“啟而不發(fā)”，教學(xué)效果欠佳。

在對上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較分析的基礎(chǔ)上，筆者組織了對本課另一個化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改進(jìn)。

2.1.2 水與二氧化碳反應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

2.1.2.1 原教學(xué)設(shè)計

演示實(shí)驗(yàn)：取兩支試管，分別都滴入少量水，只往一支試管中吹氣，然后都滴入紫色石蕊試液。

講述：紫色石蕊試液是一種酸堿指示劑，遇到酸性物質(zhì)會變紅色。

提問：是什么物質(zhì)使石蕊變色？

板書：化學(xué)反應(yīng)方程式： 。

講述：二氧化碳和水能反應(yīng)生成碳酸，因此可作為碳酸飲料。

2.1.2.2 新教學(xué)設(shè)計

板書：水與二氧化碳反應(yīng)。

化學(xué)方程式：H2O+CO2→H2CO3。

演示實(shí)驗(yàn)1：向水中吹氣。

發(fā)問：水是無色的、二氧化碳?xì)怏w是無色的，二氧化碳通入水中之后還是無色，沒有發(fā)現(xiàn)任何現(xiàn)象。怎樣才能證明確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢？

學(xué)生思考、討論（略）。

提示：二氧化碳可以轉(zhuǎn)變成碳酸，碳酸顯酸性，能使酸堿指示劑變色，所以我們可以用紫色石蕊試試，看看二氧化碳是不是轉(zhuǎn)變成碳酸了。

演示實(shí)驗(yàn)2：向吹氣后的水中滴加紫色石蕊。

對比實(shí)驗(yàn)3：向水中滴加紫色石蕊。

提問：這個反應(yīng)中我們?yōu)槭裁茨芙柚甘緞┳C明產(chǎn)生了新物質(zhì)？

歸納：生成物是一種酸，具有與原反應(yīng)物水、二氧化碳不同的化學(xué)性質(zhì)──酸性。

2.1.2.3 說明與討論

原教學(xué)設(shè)計直接呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生不能感悟到為什么要做兩支試管實(shí)驗(yàn)、石蕊在反應(yīng)中起到什么作用；有的學(xué)生可能會認(rèn)為石蕊和水或石蕊和二氧化碳反應(yīng)了，弱化了對二氧化碳和水作用的關(guān)注，使思維活動向錯誤方向展開。新的教學(xué)設(shè)計抓住化學(xué)反應(yīng)方程式跟實(shí)驗(yàn)無明顯現(xiàn)象的矛盾，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望，以紫色石蕊的使用及時地使學(xué)生了解新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考的方向，這是解決問題的需要，能使學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的重要性和必要性，也教給了學(xué)生探究問題的方法。設(shè)計的3個實(shí)驗(yàn)不是并列關(guān)系，而是層層遞進(jìn)的，后一個實(shí)驗(yàn)是為了解決前一個實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題。

2.2 加強(qiáng)理論知識對實(shí)驗(yàn)設(shè)計的指導(dǎo)，引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生質(zhì)疑

案例：物質(zhì)的溶解性（上海九年義務(wù)教育課本第一冊）

2.2.1 從一個課堂現(xiàn)象說起

筆者在聽課中多次碰到這樣的情況：教師問一句“怎么辦？”，學(xué)生沒有片刻遲疑，異口同聲地喊出“控制變量”，表現(xiàn)出“脫口而出“的熟練、機(jī)械的熟練，明顯沒有經(jīng)過深入的思考，“控制變量”似乎成了實(shí)驗(yàn)的“萬能貼”?！翱刂谱兞俊笔强茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個重要措施，但學(xué)生真正理解了嗎？為此，筆者在區(qū)級的不同模擬測試中多次加入了相應(yīng)的試題，通過測試數(shù)據(jù)了解學(xué)生對“控制變量”的理解程度。例如：

試題1：比較食鹽和蔗糖在水中的溶解性，必須控制的條件是（ ）

A.溫度相同

B.水的質(zhì)量相等

C.食鹽和蔗糖質(zhì)量相等

D.食鹽和蔗糖顆粒大小相同

相應(yīng)測試數(shù)據(jù)：難度：0.14 區(qū)分度：0.29

試題2：能比較出室溫下白糖和食鹽溶解性大小的一組實(shí)驗(yàn)是

從學(xué)生的答題情況可以看出，學(xué)生知道“控制變量”這個名詞，但對“該控制什么變量”并不能正確把握。這個結(jié)果應(yīng)該是與教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式有密切關(guān)系的。

2.2.2 “白糖、食鹽和淀粉溶解性的比較”實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

教材中有學(xué)生實(shí)驗(yàn)“白糖、食鹽和淀粉溶解性的比較”，根據(jù)教材安排，一般課堂教學(xué)過程大致如下：

（1）教師提出問題（任務(wù)）——如何比較白糖、食鹽和淀粉的溶解性

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)（操作）活動——參照教材詳盡的實(shí)驗(yàn)步驟操作。

①實(shí)驗(yàn)步驟：在盛有25毫升水的燒杯中，分別加入1克白糖、1克食鹽、1克淀粉，攪拌。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。

②再分別加入1克白糖、1克食鹽、1克淀粉，攪拌。

如果加入的物質(zhì)全部溶解，則繼續(xù)分別加入1克白糖、1克食鹽、1克淀粉，直至加入的物質(zhì)不再溶解為止。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：白糖、淀粉和食鹽在 條件下， 的溶解性更大。

（3）學(xué)生交流匯報。

（4）師生歸納總結(jié)：此實(shí)驗(yàn)中要控制變量：相同溫度，相同溶劑且相同質(zhì)量。

在如上教學(xué)過程中，學(xué)生只是按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按照教材規(guī)定方法和步驟進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程非常順利，教師按照教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，師生最終關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

筆者在聽課后問過幾個學(xué)生為什么要用相同的水和相同質(zhì)量的白糖和食鹽？學(xué)生要么無語，要么說“要控制變量”，沒有一個能想到是為了比較的方便。整個實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生并未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的思考，很少能主動地把實(shí)驗(yàn)過程與化學(xué)概念相聯(lián)系；也不會從實(shí)驗(yàn)過程中真正體會到“溶解性與溶劑量無關(guān)”，因?yàn)榻處煆?qiáng)調(diào)一定要“同質(zhì)量的水”進(jìn)行比較。學(xué)生只是“照單抓藥”，記住了必須“控制變量，溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量都要控制”。這種類似“操作工”的實(shí)驗(yàn)過程并不能引發(fā)學(xué)生對“物質(zhì)的溶解性”的深刻理解。這就不難解釋試題1中會有一定數(shù)量的學(xué)生選擇B或C；試題2中A和D兩個選項(xiàng)中數(shù)據(jù)都相同時，很多學(xué)生都會“上當(dāng)”。

基于上述問題的發(fā)現(xiàn)，我們對該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改進(jìn)如下：

在教材的實(shí)驗(yàn)演示后，師生要跟進(jìn)對實(shí)驗(yàn)過程的反思。如，當(dāng)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系“影響物質(zhì)溶解性的因素”理論，對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行思考，期待學(xué)生提出質(zhì)疑。如果學(xué)生沒能提出質(zhì)疑，教師可以從理論出發(fā)，引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑：影響溶解性的因素是溶質(zhì)、溶劑種類和溫度，說明溶劑質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量不影響溶解性，實(shí)驗(yàn)中為什么要控制溶劑的質(zhì)量相等、為什么要控制溶質(zhì)的質(zhì)量相等……

2.2.3 說明與討論

在初中化學(xué)啟蒙階段，學(xué)生不能一下達(dá)到“設(shè)計實(shí)驗(yàn)”水平，但教師可以在適當(dāng)?shù)摹罢諉巫ニ帯睂?shí)驗(yàn)后，對理論知識和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟進(jìn)行聯(lián)系，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的目的和步驟進(jìn)行思考，引導(dǎo)學(xué)生有理論依據(jù)地評價教材的“實(shí)驗(yàn)方法”。例如在“物質(zhì)的溶解性”一節(jié)中，教材中的呈現(xiàn)順序是先理論闡釋[如物質(zhì)的溶解能力跟物質(zhì)本身（溶質(zhì)）和溶劑（水）的性質(zhì)、溶劑的溫度等有關(guān)]，后進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)[如在相同溫度下，使用相同質(zhì)量的水和相同質(zhì)量的食鹽和白糖]。教師要充分引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的思考，可以依據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提供適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)藥品和器材，放手讓學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生更高的學(xué)習(xí)積極性。基于溶質(zhì)、溶劑種類和溫度是影響物質(zhì)溶解性的因素，根據(jù)控制變量思想，學(xué)生是可以自主設(shè)計出“在一定溫度下，在同一溶劑水中進(jìn)行比較”的多種實(shí)驗(yàn)方法的；對比自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方法和教材中的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計有區(qū)別，自主設(shè)計和教材設(shè)計的不一致自然能促成學(xué)生的質(zhì)疑。

理論知識對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計有著重要的指導(dǎo)意義。教師要抓住化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法之間的內(nèi)在聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注兩者之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)，最終達(dá)到學(xué)生形成一定的實(shí)驗(yàn)思維能力。

2.3 從學(xué)情出發(fā)，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新思維

案例：人類賴以生存的空氣（上海九年義務(wù)教育課本第一冊）

2.3.1 課前學(xué)情分析

這節(jié)課是初三化學(xué)第二章的第一課時內(nèi)容，教材課堂實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理既是教學(xué)重點(diǎn)，又是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。由于學(xué)生接觸化學(xué)的時間不長，對于如何運(yùn)用密閉容器中氣體體積和壓強(qiáng)變化的關(guān)聯(lián)來探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，學(xué)生缺乏一定的理解和分析能力，因此教學(xué)中教師需要對教材中的課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行必要的調(diào)整補(bǔ)充。

2.3.2 “探究空氣中氧氣的體積百分含量”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究

下面是課堂教學(xué)中的片段：

教師：如何使用膠頭滴管？看哪個同學(xué)能使滴管內(nèi)吸水多？

學(xué)生：演示“使用膠頭滴管吸水”并把吸出的水轉(zhuǎn)移到試管中。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：膠頭滴管吸液體。

教師：你能否吸得更多些？

學(xué)生：演示“再次用力吸水”。

教師：你能說一下你是如何辦到的么？

學(xué)生：用力擠壓。

教師：用力擠壓，出去空氣多，則怎么樣？

學(xué)生：出去空氣多，則進(jìn)入的水多；出去空氣少，則進(jìn)入的水少。

教師：為什么水會進(jìn)入？

學(xué)生：氣體少了，滴管內(nèi)的壓強(qiáng)變小，大氣壓把水壓入滴管。

教師：那么擠出去的空氣和進(jìn)入的水的體積有什么關(guān)系？

學(xué)生：擠出去了多少空氣，就進(jìn)入了多少水。

教師：如何用實(shí)驗(yàn)證明呢？

（學(xué)生交流、討論）

學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：針筒抽氣。

教師：擠出去了多少空氣，就進(jìn)入了多少水。

教師：如果我想知道這個塑料瓶中氧氣有多少，只需要想辦法把氧氣“擠”出去，根據(jù)進(jìn)入水的體積就可知氧氣的體積。那么，如何“擠”出氧氣呢？

（學(xué)生交流、討論）

教師：利用某物質(zhì)把氧氣反應(yīng)掉，是否也是相當(dāng)于“擠”出氧氣？

（課件呈現(xiàn)幾個化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式：加熱汞，②紅磷燃燒，③蠟燭燃燒，④木炭燃燒）

教師：你們會選擇哪個化學(xué)反應(yīng)“擠”掉氧氣呢？你們?nèi)绾卧O(shè)計實(shí)驗(yàn)裝置？（學(xué)生交流、討論……）

教師：（呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)裝置圖）

上述教學(xué)過程中，教師根據(jù)前期學(xué)生已學(xué)過的實(shí)驗(yàn)基本操作創(chuàng)設(shè)問題情境；在解決問題的過程中，學(xué)生動手實(shí)踐，動腦思考，對實(shí)驗(yàn)操作中的現(xiàn)象信息進(jìn)行分析、概括和整理，發(fā)現(xiàn)操作情境中的規(guī)律：進(jìn)入水的體積等于減少的氣體體積。隨后，教師又設(shè)置階梯型問題和知識性資料，為學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)思路和設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案掃除思維上的障礙。在學(xué)生充分討論、不斷選擇和優(yōu)化儀器后，才引入教材中的實(shí)驗(yàn)裝置。在對比3個實(shí)驗(yàn)異同的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生分析此類實(shí)驗(yàn)設(shè)計中的共性，再進(jìn)一步抽象出該類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄒ粋€密閉體系，加顯色物質(zhì)），使學(xué)生的思維達(dá)到比較高的水平。

2.3.3 體會

適宜的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充是學(xué)生重溫舊經(jīng)驗(yàn)、構(gòu)建新經(jīng)驗(yàn)的橋梁。由淺入深，由表及里，設(shè)計好合適的“路徑”和“臺階”，才能便于學(xué)生將學(xué)過的知識或技能遷移到新情境中解決問題。在不同的實(shí)驗(yàn)情境中學(xué)習(xí)，學(xué)生解決具體問題的經(jīng)驗(yàn)和思維策略就會日趨豐富，解決問題的能力會逐步提高。

3 進(jìn)一步的思考

化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅是讓學(xué)生感知、理解和記憶的載體，更應(yīng)是讓學(xué)生發(fā)展建構(gòu)意義能力和批判、反思能力等高階思維能力的重要平臺。如果教學(xué)過程中，教師對實(shí)驗(yàn)過程不做任何處理，直奔主題地做實(shí)驗(yàn)、得結(jié)論，就失去鍛煉學(xué)生思維的機(jī)會。教師應(yīng)有意識地對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)思想等實(shí)驗(yàn)要素進(jìn)行剖析，深度挖掘其中的思想方法，多創(chuàng)設(shè)“情境-問題-假設(shè)-實(shí)驗(yàn)-討論”的過程。實(shí)驗(yàn)探究的目的決定了實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計，而實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計應(yīng)結(jié)合化學(xué)知識進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)后應(yīng)增加對實(shí)驗(yàn)過程的評價。教師給學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)事件的方式不同，學(xué)生調(diào)動個人經(jīng)驗(yàn)和知識儲備來參與實(shí)驗(yàn)的過程就不同。設(shè)計、利用好實(shí)驗(yàn)載體，讓學(xué)生體驗(yàn)、思索、探究，不僅能拓展學(xué)生對知識的理解，發(fā)展學(xué)生的觀察、分析、比較、聯(lián)系能力，而且能提高他們的推理、批判性地思考和質(zhì)疑科學(xué)現(xiàn)象等科學(xué)思辨能力。

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