創(chuàng)新實驗設(shè)計對課堂教學(xué)的影響

【摘 要】本文提出將“二氧化碳的制備及性質(zhì)”和“堿的性質(zhì)”兩個知識點創(chuàng)新性地結(jié)合在一起，在鞏固學(xué)生已學(xué)知識的同時，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對A、B班采取同課異構(gòu)法，通過統(tǒng)計學(xué)生活動時間、學(xué)習(xí)過程專注度和課后作業(yè)正確率等數(shù)據(jù)，探究創(chuàng)新實驗設(shè)計對課堂教學(xué)的影響。結(jié)果顯示，創(chuàng)新實驗設(shè)計不僅可以凸顯學(xué)生在課堂中的主體地位，還可以促進(jìn)學(xué)生更好地掌握知識。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新實驗;設(shè)計;初中化學(xué)

【中圖分類號】G633.8? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）34-0150-02

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，學(xué)生要通過實驗總結(jié)知識點，加強(qiáng)對知識點之間邏輯結(jié)構(gòu)的理解，這樣才能獲得知識、技能，發(fā)展觀察、思維能力?；诖?，筆者通過總結(jié)授課經(jīng)驗、查閱資料對實驗進(jìn)行了創(chuàng)新性設(shè)計，這樣一來，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們更好地理解知識點，體會到化學(xué)的魅力。本文以“堿的化學(xué)性質(zhì)”為例，探究如何創(chuàng)新實驗設(shè)計。

1? ?實驗過程

“二氧化碳?xì)怏w制取”章節(jié)中，在檢驗氣體的種類時，教材用了這種方法：將反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，則證明是CO2。所用原理是CO2可以使澄清石灰水變渾濁，但是學(xué)生并不是十分明白其中的原理。而在“堿的性質(zhì)”一節(jié)中，CO2與澄清石灰水反應(yīng)這一知識點又出現(xiàn)了，而且還是考試的重點。因此，筆者將“二氧化碳的制備及性質(zhì)”和“酸堿的性質(zhì)”這兩節(jié)的實驗創(chuàng)新性地結(jié)合在一起。

實驗試劑及儀器：10%稀鹽酸溶液、石灰石、多孔塑料片、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、錐形瓶及打孔的膠塞、長頸漏斗、圓底燒瓶、玻璃導(dǎo)氣管、針管注射器、彈簧夾、升降臺、止水夾、氣球等。

實驗裝置見圖1：先將長頸漏斗的導(dǎo)管、導(dǎo)氣管、針管注射器插入到打好的膠塞里，然后將一定量的10%的稀鹽酸溶液、石灰石、多孔塑料片分別放置于長頸漏斗、1號錐形瓶中，再用兩支針管注射器分別抽取6mL的10%稀鹽酸溶液、8mL的NaOH溶液。

步驟1：打開長頸漏斗的玻璃塞，打開彈簧夾?，F(xiàn)象是1號氣球由干癟逐漸變膨脹。這是因為石灰水與稀鹽酸反應(yīng)生成了CO2，增大了氣球內(nèi)部的氣壓。以“二氧化碳的制備及性質(zhì)”為導(dǎo)學(xué)，既回顧了已學(xué)知識，又以氣球的變化情況激發(fā)了學(xué)生的興趣。

步驟2：關(guān)閉彈簧夾，將針管中的NaOH溶液擠壓至圓底燒瓶中?，F(xiàn)象是1號氣球膨脹至一定大小后穩(wěn)定。這是因為圓底燒瓶中也存在CO2，NaOH溶液吸收了CO2，使得燒瓶內(nèi)的氣壓降低，空氣被擠壓至1號氣球內(nèi)。先引導(dǎo)學(xué)生通過氣球的膨脹程度初步感知NaOH溶液與CO2可以發(fā)生反應(yīng)，并思考兩者發(fā)生反應(yīng)會生成什么物質(zhì)，然后給學(xué)生時間，讓他們嘗試寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

步驟3：將針管中的NaOH溶液擠壓至圓底燒瓶中?，F(xiàn)象是錐形瓶中產(chǎn)生氣泡，1號氣球慢慢變癟，同時2號氣球逐漸膨脹至一定大小。這是因為HCl與之前步驟中生成的物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了某種氣體，使燒瓶內(nèi)部的壓力增大了，導(dǎo)致1號氣球內(nèi)的氣體被擠壓至2號氣球內(nèi)。通過這一反應(yīng)現(xiàn)象可以驗證學(xué)生對上述實驗的猜想是否正確，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

步驟4：用止水夾夾住2號氣球的接口，然后將它與裝著澄清石灰水的2號錐形瓶連接好，之后打開止水夾?，F(xiàn)象是2號氣球逐漸變癟，澄清石灰水變渾濁。這是因為步驟3中產(chǎn)生的氣體是CO2，CO2與Ca（OH）2反應(yīng)生成CaCO3，CaCO3不溶于水，是一種白色沉淀，所以澄清石灰水變渾濁。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗驗證自己的猜想，也是對以往知識點的重現(xiàn)，要讓學(xué)生詳細(xì)解釋這一現(xiàn)象，不死記硬背知識點。Ca（OH）2也是堿，這里也呼應(yīng)了“堿的化學(xué)性質(zhì)”這一內(nèi)容。

在上述創(chuàng)新實驗設(shè)計的基礎(chǔ)上詳細(xì)講解“酸堿的性質(zhì)”這一內(nèi)容，使學(xué)生更容易接受，對化學(xué)反應(yīng)方程式有更加深刻的理解。為了探究創(chuàng)新實驗設(shè)計對課堂教學(xué)的影響，筆者對A班和B班采取了同課異構(gòu)教學(xué)法，通過統(tǒng)計學(xué)生活動時間、學(xué)習(xí)過程專注度、課后作業(yè)正確率等，探究創(chuàng)新實驗設(shè)計對課堂教學(xué)的影響[1]。

授課過程：

A班：要求學(xué)生回憶酸的定義及性質(zhì)，以此定義堿的性質(zhì);通過圖片展示生活中常見的堿及堿的檢驗標(biāo)準(zhǔn);以CO2和澄清石灰水反應(yīng)為例，通過動畫演示讓學(xué)生觀察實驗操作、實驗現(xiàn)象。通過提問檢驗學(xué)生堿的性質(zhì)學(xué)習(xí)情況;教師解釋實驗現(xiàn)象、總結(jié)實驗結(jié)論;通過PPT上的習(xí)題，讓學(xué)生總結(jié)堿的性質(zhì);課后作業(yè)為對應(yīng)的配套練習(xí)。

B班：要求學(xué)生回憶酸的定義及性質(zhì)，以定義堿的性質(zhì);教師演示上述創(chuàng)新型實驗，學(xué)生觀察如何操作以及實驗現(xiàn)象;教師提問實驗中的易錯點以及易考點，如長頸漏斗的導(dǎo)管以及導(dǎo)氣管與液面的關(guān)系，如何檢驗裝置的氣密性等;教師與學(xué)生互動，通過創(chuàng)新實驗中氣球的狀態(tài)來講解堿的性質(zhì);通過教材上的習(xí)題，教師總結(jié)解題的經(jīng)驗及細(xì)節(jié);實踐活動：①你還能想出哪些堿的性質(zhì)的實驗？②堿與酸的性質(zhì)有什么異同點？

2? ?結(jié)果與討論

通過課后看錄像回放的方式對學(xué)生活動進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，采用創(chuàng)新實驗設(shè)計的B班與采用傳統(tǒng)模式授課的A班相比，思考與討論、課堂記錄以及回答問題的時間并無很大差異。但是在B班，學(xué)生的分組討論時間以及觀察演示實驗時間延長了，這在一定程度上凸顯了學(xué)生的主體地位，讓他們能更加自主地學(xué)習(xí)。

通過課后看錄像回放的方式對學(xué)生專注度進(jìn)行統(tǒng)計，得到：在上課的0—10分鐘，A班、B班的專注度分別為82%、96%，二者相差不大;但是在10—20分鐘，A、B班學(xué)生的專注度差別很大，A班的專注度為70%、B班的為97%，這是因為B班的創(chuàng)新性實驗中設(shè)置了懸念，可以引導(dǎo)學(xué)生一步步探索新知識;在20—30分鐘，教師主要進(jìn)行總結(jié)和講解例題，學(xué)生的專注度并無很大差別，A班的專注度為92%，B班的為95%;在30—40分鐘，B班由教師引導(dǎo)學(xué)生做實踐性作業(yè)，發(fā)散思維，激發(fā)學(xué)生的思考興趣。

通過批閱課后練習(xí)的方式對學(xué)生的掌握情況進(jìn)行統(tǒng)計，得到：對于簡單題型，兩個班的正確率并無差異;計算題方面，A、B班的差異也不大，但是在簡答題和實踐題方面差距很明顯;對于B班來說，實驗中存在的易錯、易考點，在學(xué)習(xí)新課的過程中通過觀察實驗操作、現(xiàn)象，跟隨教師的引導(dǎo)思考原因已經(jīng)掌握了，而傳統(tǒng)教學(xué)中的實驗、演示都缺乏學(xué)生的參與，導(dǎo)致學(xué)生的掌握情況不好。實踐類題主要考查學(xué)生的發(fā)散思維能力。由此可知，創(chuàng)新實驗設(shè)計有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生聯(lián)想到更多相關(guān)、相似的實驗[2]。

通過“堿的化學(xué)性質(zhì)”這一例子可以得出創(chuàng)新實驗設(shè)計的重要性。由A、B班學(xué)生的活動時間、專注度、課后作業(yè)準(zhǔn)確率可知，創(chuàng)新性實驗可以提升學(xué)生的課堂參與度、知識掌握情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有至關(guān)重要的影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳高福.初中化學(xué)生活化實驗設(shè)計探索[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2020（8）.

[2]徐巖，吳曉紅.以電解氯化銅的微型化實驗為例談學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].數(shù)理化解題研究，2017（19）.

【作者簡介】

郝繼龍（1988～），男，山東聊城人，本科，中學(xué)二級教師，上海市民辦迅行中學(xué)。研究方向：化學(xué)實驗。