創(chuàng)新實驗：促進化學課堂深度學習的有效策略

范海鳳+惠大超

摘要：以“二氧化硫的性質(zhì)和作用”教學為例設計了系列創(chuàng)新實驗，旨在激發(fā)學生學習興趣，促進學生深度思考，提升學習效果。

關鍵詞：化學課堂；創(chuàng)新實驗設計；深度學習；策略

文章編號：1008-0546（2017）02-0036-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.011

一、問題提出

人們對物質(zhì)世界的認識是一個從表面逐步深入到內(nèi)部的過程，學習也是如此。由表象逐步深入的學習過程，即是深度學習的過程，這一過程中學生的思維發(fā)展是基于學生自覺自愿原則下進行的，由于高中學生的自主學習能力未能很好養(yǎng)成，因此需借助一定的外界刺激，以激起學生的自主思維，促進深入思考，從而形成新觀點、方法及結(jié)論，實現(xiàn)學生知識的增長。

實驗是化學的典型特點，課堂學生中進行實驗創(chuàng)新，能有效激發(fā)學習興趣，促進學生的深度思考。在蘇教版《化學1》中“二氧化硫的性質(zhì)和作用”學習內(nèi)容中因SO2氣體有毒，有關SO2的性質(zhì)驗證實驗常被老師所摒棄，不愿進行實驗教學，使學生失去了一次深度學習的良好機會，只能死記硬背SO2的性質(zhì)和實驗現(xiàn)象等，課堂教學及學習效率較低。課堂學習重點的落實、難點的突破需要有效的學習情境與學生思維的激發(fā)，筆者結(jié)合“二氧化硫的性質(zhì)和作用”教學設計了一系列創(chuàng)新實驗，以促進學生的深度學習。

二、“二氧化硫的性質(zhì)和作用”創(chuàng)新實驗教學設計

【創(chuàng)新實驗1】小魔術：花兒為什么會變紅

教學片斷

師：用坩堝鉗夾持一朵用白紙做的紙花（課前在SO2漂白過的品紅溶液中浸過），放在酒精燈火焰上燒一會，觀察紙花的顏色變化。

生：（好奇）白色的紙花在灼燒過程中慢慢變紅（如圖1），為什么會變紅？

師：白色的紙花為什么變紅與我們今天學習的SO2性質(zhì)有關，要揭開該現(xiàn)象的謎底，需要熟知SO2的性質(zhì)。

設計意圖：以“白花變紅”小魔術引入SO2教學，激發(fā)學生探究的欲望，提高學習興趣，促使深入思考。

【創(chuàng)新實驗2】SO2的性質(zhì)（溶解性、酸性、還原性、漂白性）實驗的環(huán)保設計

（1）取一預先收集有SO2氣體的無色透明塑料礦泉水瓶（用蓋子密封），讓學生觀察氣體顏色，然后取一支注射器，抽取約50mL水，并通過注射器針頭注入盛有SO2的礦泉水瓶內(nèi)，搖晃礦泉水瓶，觀察現(xiàn)象。

說明：充有SO2氣體的塑料礦泉水瓶遇水振蕩后迅速變癟（如圖2），很好展現(xiàn)了SO2水溶性實驗，現(xiàn)象明顯、操作簡單，且所得到的SO2水溶液可供以下幾個實驗使用，一舉多得。

（2）用注射器抽取少量實驗（1）所得的SO2水溶液， 注入盛有少量石蕊試液的密封滴瓶中，振蕩觀察現(xiàn)象（如圖3）。

說明：證明SO2水溶液的酸性實驗，也可將吸取的SO2水溶液滴在pH試紙或藍色石蕊試紙上觀察現(xiàn)象，判斷SO2水溶液的酸堿性。

（3）用注射器抽取少量實驗（1）所得的SO2水溶液，注入事先加入少量KMnO4溶液的滴瓶中，振蕩觀察現(xiàn)象（如圖4）。

說明：振蕩滴瓶，紫紅色的KMnO4溶液明顯褪色，實驗能很好證明SO2水溶液的還原性， 其中KMnO4溶液也可用溴水或碘水代替進行實驗。

（4）用注射器抽取少量實驗（1）所得的SO2水溶液，注入試管中，滴加幾滴品紅溶液，試管口套上一個密封氣球，振蕩觀察現(xiàn)象；然后用酒精燈加熱試管，觀察現(xiàn)象（如圖5）。

說明：SO2水溶液的漂白原理是學習重點，也是難點，實驗（4）有效證明了其原理，同時結(jié)合課堂引入實驗“小魔術：花兒為什么會變紅”的原因說明，解開了留存在學生心頭的疑慮，使得學生豁然開朗。

【創(chuàng)新實驗3】在一只錐形瓶中預先加入少量酸性KMnO4溶液，將一電子打火器穿過單孔橡皮塞，并在點火處固定好兩根火柴，然后插入到錐形瓶中，通過點火器引燃火柴，輕輕晃動錐形瓶，火柴燃燒產(chǎn)生的氣體使紫紅色的酸性KMnO4溶液很快褪色（如圖6），然后結(jié)合實驗（3）對比得出火柴燃燒的氣體中含有SO2氣體成分。

以上實驗創(chuàng)新點是利用了生活中常見的塑料礦泉水瓶，普通注射器，醫(yī)用青霉素試劑瓶等易得用品，現(xiàn)象明顯，操作簡單，又注重了環(huán)保，可安排學生分組實驗，在自我實驗中體驗探究的樂趣。創(chuàng)新實驗關鍵是實驗器材的組裝及預先用干燥的塑料礦泉水瓶收集滿SO2氣體，實驗準備用時較長，但課堂實驗中的用時卻很短。

基于創(chuàng)新實驗下的課堂學習使學生既獲得了SO2性質(zhì)的相關知識， 又體驗了解決疑難問題的不同方法，更是有效激發(fā)了學生的思維，體驗了有趣的學習過程。

三、創(chuàng)新實驗的設計策略

創(chuàng)新實驗設計教學除遵循實驗的基本原則：科學性、安全性、簡約性、可行性等，更應體現(xiàn)以下特點：

1. 實驗激趣

愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師?！迸d趣需要激發(fā)、促進、生成，而興趣的培養(yǎng)需要良好情境的創(chuàng)設。實驗本身就是激發(fā)學習興趣的有效措施，再通過實驗創(chuàng)新更能激發(fā)學生學習的熱情，促使學習更加投入。

如在課堂開始引入實驗“花兒為什么會變紅”，借助SO2的漂白原理有效激發(fā)了學生學習的興趣，而在SO2的性質(zhì)創(chuàng)新實驗中使用塑料礦泉水瓶、普通注射器、醫(yī)用玻璃滴瓶等用品，使得學生感到驚奇“原來實驗也可這樣做”，更能激發(fā)學習激情。

課堂教學實驗不應一味遵循教材，而應結(jié)合生活實際設計創(chuàng)新實驗，做到操作簡單，現(xiàn)象明顯，更重要的是能激發(fā)學習的興趣和熱情，提高學習效果。

2. 創(chuàng)新實驗設計的微型化和綠色化

創(chuàng)新實驗的設計應更好地體現(xiàn)出其微型化和綠色化特點，且能聯(lián)系生活易得用品，增加實驗操作的簡易性，提升學生的動手熱情。SO2的性質(zhì)創(chuàng)新實驗設計中均體現(xiàn)了微型化和綠色化特點，使得實驗過程中SO2的污染很少。

又如在學習了SO2的性質(zhì)之后插入了“火柴燃燒產(chǎn)物中SO2成分的檢驗”實驗，該實驗不僅注重了綠色化，更是將課堂所學知識應用于生活實際中物質(zhì)的檢驗，有效提升了課堂學習的價值。

3. 創(chuàng)新實驗——促進學生思維的發(fā)展

創(chuàng)新實驗的設計不僅僅是激發(fā)學習興趣、鞏固知識，更重要的是促進學生思維的深入，學習的深入與否較大程度上取決于外界對大腦皮層的有效刺激，能否引起知識的提升。

如對SO2與BaCl2溶液反應實驗驗證前， 可設置探究問題讓學生判斷分析“SO2與BaCl2溶液二者能否反應，若能其現(xiàn)象如何，并試寫出其中的反應方程式，若不能試說明理由”。這一問題給學生思考的原因是大部分學生認為SO2與BaCl2溶液能夠反應生成BaSO4沉淀，甚至寫出了化學方程式：SO2+BaCl2+H2O BaSO3↓+2HCl；然后結(jié)合實驗“將所得的SO2水溶液注入少量BaCl2溶液中”證明該實驗并沒有出現(xiàn)預期的沉淀現(xiàn)象，那么造成該反應沒有出現(xiàn)沉淀的原因是什么？實驗現(xiàn)象與預期結(jié)果產(chǎn)生了矛盾，促使學生進行積極深入地思考，以尋找問題的根本；學生的思維處于興奮狀態(tài)，一旦找到問題的答案，就能解決長期困擾的諸如CO2與CaCl2溶液不能反應的問題，然后再進行SO2與H2O2的氧化實驗中驗證能生成BaSO4沉淀，有效解決了學習難點。

創(chuàng)新實驗教學的根本是能有效激發(fā)學習興趣，促進學生對所學知識進行深入思考，解決學習問題的目的；創(chuàng)新實驗有效拓展了學生的思維層次，促使學生知識的增長；同時創(chuàng)新實驗也是教師的提升，實驗創(chuàng)新設計及實驗準備的過程是比較辛苦的，但感受著學生對實驗的期待與收獲，也就痛并快樂著。

參考文獻

[1] 安富海.促進深度學習的課堂教學策略研究[J].課程·教材·教法，2014（11）：57-62

[2] 楊大強.實施綠色化學理念 培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)[J].化學教與學，2016（8）：32-33，36