前置課程化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)研究

□海南師范大學(xué)附屬中學(xué) 杜正華

在學(xué)前教育和小學(xué)教育中，我們幾乎沒有系統(tǒng)的講授化學(xué)知識(shí)。小學(xué)教育中，學(xué)生也僅在《科學(xué)》課程中對(duì)化學(xué)有非常粗淺的認(rèn)識(shí)，而且只停留在初步認(rèn)識(shí)、了解物質(zhì)的階段。［1］按常規(guī)課程設(shè)置，化學(xué)科在九年級(jí)開設(shè)，但學(xué)生也面臨著初中畢業(yè)升學(xué)考試的壓力，學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏系統(tǒng)規(guī)范性。我校在實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)改革模式下，化學(xué)科在實(shí)驗(yàn)班二年級(jí)（即八年級(jí)）開設(shè)。化學(xué)學(xué)科內(nèi)容基于物理、數(shù)學(xué)，起點(diǎn)較高，學(xué)生相應(yīng)的智力、思維能力和應(yīng)變能力還尚待提高。因此，面對(duì)化學(xué)學(xué)科的提前開設(shè)，如何讓學(xué)生了解化學(xué)，喜歡化學(xué)，并且學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)化學(xué)成為我們值得思考的問題。

由于學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科比較陌生，直接進(jìn)入正常教學(xué)略顯唐突，因此有必要在實(shí)驗(yàn)一年級(jí)（即七年級(jí)）利用各種資源，設(shè)置適當(dāng)?shù)那爸谜n程，為今后的化學(xué)學(xué)習(xí)做好鋪墊，實(shí)現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的順利過渡。前置課程設(shè)計(jì)的總體框架分為四大板塊，分別是科學(xué)講座類、入門知識(shí)類、實(shí)驗(yàn)操作類和實(shí)踐見習(xí)類。筆者主要對(duì)實(shí)驗(yàn)操作類進(jìn)行研究，探索開展適當(dāng)?shù)那爸脤?shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)今后學(xué)習(xí)化學(xué)的影響和作用。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有其獨(dú)特的魅力，它集直觀性、生動(dòng)性、啟迪性和趣味性為一體。利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以有效激發(fā)學(xué)生的興趣與求知欲?；瘜W(xué)研究主要用的是實(shí)驗(yàn)方法，所以化學(xué)學(xué)習(xí)離不開實(shí)驗(yàn)。趣味實(shí)驗(yàn)的開展是前置課程的形式之一，學(xué)生通過趣味實(shí)驗(yàn)去了解化學(xué)，熱愛化學(xué)，為今后的化學(xué)學(xué)習(xí)提供了很好的基石。以下為前置課程趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本過程：

一、實(shí)驗(yàn)基本操作培訓(xùn)

1.認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展之前讓學(xué)生先認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，如試管，燒杯，酒精燈,藥匙，量筒，膠頭滴管，試管夾，玻璃棒等。

2.進(jìn)行簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作。

①取一支試管，向其中加入少量0.1mol/LNaOH溶液，并往里滴加1-2滴酚酞，振蕩，觀察現(xiàn)象并記錄。

②取一支試管，向其中添加少量NaCl晶體，用燒杯把少量水倒入試管中，振蕩使晶體溶解，觀察現(xiàn)象并記錄。

③取一支試管，加入少量水并加熱煮沸，觀察現(xiàn)象并記錄。

學(xué)生初次接觸化學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器有許多新鮮好奇感，讓他們認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單儀器及其使用方法，為他們接下來開展的趣味實(shí)驗(yàn)及化學(xué)學(xué)習(xí)有著很大幫助。通過以上簡(jiǎn)單培訓(xùn)，讓學(xué)生掌握藥品取用，加熱，溶解，振蕩等基本實(shí)驗(yàn)操作，明確實(shí)驗(yàn)操作的基本步驟，學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)也為今后鏈接到正式課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐嘤?xùn)打下基礎(chǔ)。這樣的設(shè)計(jì)集趣味性和教學(xué)目標(biāo)為一體，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)化學(xué)更有“化學(xué)味”。

二、開展綜合趣味實(shí)驗(yàn)

在趣味實(shí)驗(yàn)的選擇上并不單純于有震撼的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更多的是包含中學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，同時(shí)增添趣味性，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果，也為今后化學(xué)學(xué)習(xí)做好鋪墊。在趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，給出實(shí)驗(yàn)原理，基本實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生自主完成，享受實(shí)驗(yàn)成果，例如指紋明信片、制作肥皂等。

趣味實(shí)驗(yàn)1——指紋明信片

實(shí)驗(yàn)原理：受熱時(shí)碘會(huì)升華變成碘蒸氣，碘蒸氣能溶解在指紋殘留物的油脂之中,形成棕色指紋印跡。

實(shí)驗(yàn)用品：酒精燈、鐵架臺(tái)、鐵圈、石棉網(wǎng)、100mL燒杯、白卡片、碘、Na2S2O3溶液

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）用手指在干凈白卡片上摁幾個(gè)手印，并做好標(biāo)記。

（2）用藥匙取1/4勺碘晶體放入燒杯，并按右圖組裝好裝置。

（3）用鑷子將白卡片（有指紋的一面向下）蓋在燒杯上方。

（4）用酒精燈加熱碘至產(chǎn)生充足的紫紅色的蒸氣后，立即停止加熱。

（5）待碘蒸氣沉積后，用鑷子取下白卡片，觀察指紋印跡，制成專屬明信片。

（6）在有碘殘余的燒杯里加入Na2S2O3溶液，充分溶解后倒入廢液缸，繼續(xù)用水沖洗燒杯至干凈。

【問題思考】

（1）在組裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，我們應(yīng)該遵循怎樣的原則？

（2）碘晶體有哪些性質(zhì)，我們應(yīng)該如何保存指紋明信片？

（3）查閱資料，看看顯示指紋還有哪些方法？

【體會(huì)與收獲】

趣味實(shí)驗(yàn)2——制作肥皂

實(shí)驗(yàn)原理：油脂和氫氧化鈉共煮，水解為高級(jí)脂肪酸鈉和甘油，前者經(jīng)加工成型后就是肥皂。

實(shí)驗(yàn)用品：酒精燈、玻璃棒、石棉網(wǎng)、三腳架、量筒、濾紙、100mL及250mL燒杯各一個(gè)、豬油、40%的NaOH溶液、95%酒精、飽和食鹽水、酒精和水的混合液（1∶1）、熱水。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）在100mL燒杯里，加入6g豬油和5mL 95%的酒精，然后加10mL40%的NaOH溶液。用玻棒攪拌，使其溶解（必要時(shí)可用微火加熱）。

（2）把燒杯放在石棉網(wǎng)上，用小火微微加熱，并不斷用玻璃捧攪拌。在加熱過程中，加入酒精和水的混合液（1∶1），直到混合物變稠。

（3）繼續(xù)加熱約20min后，直到把一滴混合物加到水中時(shí)，在液體表面不再形成油滴為止。

（4）將20mL熱的蒸餾水慢慢加到皂化完全的粘稠液中，攪拌使它們互溶。然后將該粘稠液慢慢倒入盛有150mL熱的飽和食鹽溶液中，邊倒邊攪拌。

（5）靜置，可向其中加入1-2滴香料，肥皂便鹽析上浮，待肥皂全部析出、凝固后，用定性濾紙濾出固態(tài)物質(zhì)，棄去含有甘油的溶液，把固態(tài)物質(zhì)擠干，并把它壓制成型，晾干，即制成肥皂。

注意事項(xiàng)：

（1）油脂不易溶于堿水，加入酒精為的是增加油脂在堿液中的溶解度，酒精的高揮發(fā)性將水分快速帶出，加快皂化反應(yīng)速度。

（2）加熱用小火或熱水浴。

（3）皂化反應(yīng)時(shí)，保持混合液體積不變，不能讓燒杯里的混合液蒸干或?yàn)R到外面。

【問題思考】

（1）使用酒精燈時(shí)，有哪些注意事項(xiàng)？

（2）用量筒量取液體，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意什么？

【體會(huì)與收獲】

借助趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)形式開展前置課程教育，并非意在灌輸過多的化學(xué)知識(shí)。［2］若過多地闡述、解釋，反而會(huì)使學(xué)生愈加茫然，不知所措，逐漸失去對(duì)化學(xué)的興趣，教學(xué)效果不理想。以上兩個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)從選擇到實(shí)施，效果很好。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過程中即達(dá)成了一定的知識(shí)目標(biāo)，又掌握了基本實(shí)驗(yàn)操作技能，還培養(yǎng)了學(xué)生之間團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，享受了收獲肥皂和明信片的喜悅。

三、前置趣味實(shí)驗(yàn)的意義

1.有效提高化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。

興趣往往是由好奇引發(fā)的，初中學(xué)生好奇心較強(qiáng)，而實(shí)驗(yàn)是引起學(xué)生好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑?；瘜W(xué)源于生活，同時(shí)又服務(wù)于生活。制作指紋明信片的原理經(jīng)常用于警察攝取現(xiàn)場(chǎng)指紋。通過這些與生活貼近的趣味實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生領(lǐng)略了化學(xué)的神奇，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)的“收獲與體會(huì)”一欄留言：“化學(xué)很有趣，實(shí)驗(yàn)驚喜不斷?！薄皩?shí)驗(yàn)讓我覺得十分神奇又好奇，這讓我對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，希望以后我能學(xué)好化學(xué)，知道變化的每一個(gè)原理?！边@些孩子的真情告白是對(duì)趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)最好的肯定?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中明確指出：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極重要的作用?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀”。

2.鋪墊了化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力。從實(shí)踐中獲取相關(guān)的理論知識(shí)，認(rèn)識(shí)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)，有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和藥品方面的知識(shí)，實(shí)驗(yàn)基本操作方面的知識(shí)。在案例中的“問題思考”一欄，我們?cè)O(shè)置的課后問題引發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容的延伸思考，注重培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐中分析問題，解決問題的能力，體會(huì)了化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究思想。不僅為今后化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作教學(xué)內(nèi)容做了有效的鋪墊，也為今后化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)提供了原動(dòng)力。

3.體現(xiàn)合作理念，發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)。

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在合作中進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過小組成員之間的合作，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到和合理分工的重要性，各盡所長(zhǎng)，互幫互學(xué)，初步養(yǎng)成善于與人交流、分享與協(xié)作的習(xí)慣。在趣味實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)操作，體現(xiàn)了小組成員之間交流合作，非常適合學(xué)生發(fā)展相互協(xié)作的能力。［3］

前置課程化學(xué)的趣味研究在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的突發(fā)狀況，不合常規(guī)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都會(huì)引起學(xué)生的好奇，激發(fā)了學(xué)生對(duì)問題的思考，例如在制作肥皂的趣味實(shí)驗(yàn)中，有些皂化反應(yīng)開始很緩慢，學(xué)生嘗試調(diào)節(jié)火焰，嘗試加入氫氧化鈉溶液。學(xué)生大膽的嘗試，重組，手腦并用，極大地開發(fā)了學(xué)生的智力。非常適合學(xué)生發(fā)展動(dòng)手能力、思維能力和創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)思維品質(zhì)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究思維過程中養(yǎng)成和發(fā)展的。趣味實(shí)驗(yàn)由于貼近生活、靈活多樣、豐富有趣在實(shí)施過程中更加適合學(xué)生發(fā)展的需要。由此可見，前置課程化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)板塊的設(shè)立，不僅豐富了學(xué)生課余文化知識(shí)，拓展了課外知識(shí)，提高了動(dòng)手能力，更重要的是充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了化學(xué)學(xué)科的吸引力。