依托微型實(shí)驗(yàn) 優(yōu)化化學(xué)課堂

陳雪琪

化學(xué)作為一門(mén)由理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的自然科學(xué)類(lèi)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在整個(gè)課程體系中占據(jù)著重要地位，是對(duì)理論知識(shí)有效的驗(yàn)證、說(shuō)明或者補(bǔ)充。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師需以微型實(shí)驗(yàn)為依托，優(yōu)化課堂教學(xué)形式與流程，為枯燥乏味的化學(xué)課堂注入更多活力和生機(jī)，有效挖掘?qū)W生的化學(xué)學(xué)習(xí)潛能，助推他們?cè)谖⑿蛯?shí)驗(yàn)輔助下更好地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)及技能。

一、依托微型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)課，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通常是指使用盡可能少的化學(xué)試劑來(lái)獲取相關(guān)信息的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，具有目標(biāo)明確、主題突出、步驟較少、操作簡(jiǎn)單、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)。在高中化學(xué)教學(xué)中，要想通過(guò)依托微型實(shí)驗(yàn)優(yōu)化化學(xué)課堂，教師首先可以從新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)切入，結(jié)合具體化學(xué)知識(shí)精心設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)，據(jù)此順利導(dǎo)入新課主題，這同傳統(tǒng)的導(dǎo)入方式相比顯得與眾不同，利用直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，使其自然而然地學(xué)習(xí)新知識(shí)。

例如，在進(jìn)行“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”教學(xué)時(shí)，教師先利用多媒體設(shè)備播放一些火箭發(fā)射的視頻，引領(lǐng)學(xué)生基于化學(xué)視角展開(kāi)分析，火箭順利升空所需要的巨大推動(dòng)力是怎么產(chǎn)生的？使其討論后知道燃料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)放出巨大能量，初步引出課題，讓他們了解到本節(jié)課要研究化學(xué)反應(yīng)和能量變化之間的關(guān)系。接著，教師現(xiàn)場(chǎng)演示微型實(shí)驗(yàn)：先取一支試管，用滴管往里面滴入2耀3滴鹽酸，再插入一小段鎂條，要求學(xué)生描述看到的現(xiàn)象，隨機(jī)邀請(qǐng)學(xué)生走上講臺(tái)用手觸摸試管，說(shuō)出自己的感覺(jué)，使其共同討論熱量的變化情況，分析能量的轉(zhuǎn)化方式，讓他們初步意識(shí)到這一化學(xué)反應(yīng)能夠產(chǎn)生熱量。之后，教師指導(dǎo)學(xué)生操作微型實(shí)驗(yàn)：常溫下氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)過(guò)程中能量的變化，把氣球中的氫氧化鋇晶體倒入裝有氯化銨晶體的錐形瓶中，振蕩錐形瓶讓兩種固體充分混合，并把充分振蕩后的錐形瓶放在滴有2滴水的玻璃片上面，靜置半分鐘。要求學(xué)生用手觸摸說(shuō)出感覺(jué)，嘗試用手拿起錐形瓶，使其發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)吸熱反應(yīng)，推動(dòng)他們正式進(jìn)入到新課學(xué)習(xí)中。

二、設(shè)計(jì)趣味微型實(shí)驗(yàn)，活躍課堂氣氛

高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容同初中相比，無(wú)論是難度，還是深度與廣度，均有所提升，再加上化學(xué)知識(shí)具有一定的抽象性，對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)能力與思維水平要求均較高，他們?cè)谡n堂上往往表現(xiàn)得不夠積極和主動(dòng)，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶無(wú)趣，使其感到化學(xué)知識(shí)枯燥乏味。面對(duì)這一不利局面，高中化學(xué)教師可以微型實(shí)驗(yàn)為依托，優(yōu)化課堂教學(xué)形式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的趣味性微型實(shí)驗(yàn)活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，助推他們?cè)谟腥さ姆諊刑骄炕瘜W(xué)奧秘。

比如，在“氮及其化合物”教學(xué)實(shí)踐中，當(dāng)學(xué)習(xí)到“氨”時(shí)，為研究氨的水溶性以及氨水具有堿性的性質(zhì)，教師可以現(xiàn)場(chǎng)操作一個(gè)“氨溶于水”的微型實(shí)驗(yàn)：先往一個(gè)干燥的圓底燒瓶中充滿氨，使用帶有膠頭滴管與玻璃管的塞子將瓶口塞緊，馬上將燒瓶倒置過(guò)來(lái)，讓玻璃管插入到盛有適量水的燒杯里面，燒杯中的水要事先加入少量的無(wú)色酚酞試液，再將橡皮管上面的夾子打開(kāi)，用力按壓膠頭滴管，讓少量的水進(jìn)入到燒瓶里面。這時(shí)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，燒杯里面的溶液沿著玻璃管進(jìn)入到燒瓶里面，形成“噴泉”，而且燒瓶中的液體由無(wú)色變成紅色。教師根據(jù)趣味性的微型實(shí)驗(yàn)設(shè)置問(wèn)題：為什么在燒瓶?jī)?nèi)會(huì)出現(xiàn)“噴泉”現(xiàn)象？溶液由無(wú)色變成紅色的原因是什么？組織學(xué)生以小組為單位合作分析與探究這一微型實(shí)驗(yàn)的原理，使其討論后得出以下結(jié)論：當(dāng)大量的氨溶到少量的水里面時(shí)，使得燒瓶?jī)?nèi)的氣壓明顯小于外界的氣壓，根據(jù)壓強(qiáng)原理，在大氣壓的作用下，水能夠快速進(jìn)入到燒瓶里面，形成“噴泉”現(xiàn)象。從而讓他們?cè)诨钴S的課堂氣氛中驗(yàn)證氨的性質(zhì)。

三、應(yīng)用生活微型實(shí)驗(yàn)，驅(qū)使學(xué)生主動(dòng)思考

雖然化學(xué)知識(shí)具有一定的抽象性特征，但是同實(shí)際生活卻有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，高中化學(xué)課本中就涉及不少生活化信息，而且生活中也存在著大量的化學(xué)現(xiàn)象與問(wèn)題。在高中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)把握好所授內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活之間的結(jié)合點(diǎn)，應(yīng)用生活素材精心設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生帶來(lái)一定的親切感與熟悉感，驅(qū)使學(xué)生在生活化氛圍中主動(dòng)思考、積極交流，使其結(jié)合生活化微型實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，讓他們切實(shí)體會(huì)到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。

例如，在開(kāi)展“鈉及其化合物”教學(xué)時(shí)，當(dāng)學(xué)習(xí)到“過(guò)氧化鈉”的特點(diǎn)時(shí)，教師先提出一個(gè)生活中關(guān)于燃燒的問(wèn)題：二氧化碳能不能用來(lái)點(diǎn)火？提倡學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)儲(chǔ)備與個(gè)人認(rèn)知展開(kāi)自由交流與討論，鼓勵(lì)他們勇于提出各自的猜想、見(jiàn)解與看法，使其思維活躍起來(lái)，不知不覺(jué)地進(jìn)入到新課學(xué)習(xí)中。接著，教師操作微型實(shí)驗(yàn)：用玻璃管對(duì)著事先包裹有過(guò)氧化鈉粉末的棉球進(jìn)行吹氣，當(dāng)吹幾下以后，棉球突然燃燒起來(lái)，搭配教學(xué)語(yǔ)言：大家都知道用嘴吹氣吹出的氣體含有大量的二氧化碳，為什么二氧化碳能夠?qū)⒚耷螯c(diǎn)燃？學(xué)生觀看這一微型實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)看到二氧化碳可以點(diǎn)火時(shí)將會(huì)感到異常震驚，他們會(huì)迫不及待地想要探尋其中的原理所在。之后，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物質(zhì)燃燒的三個(gè)條件著重分析產(chǎn)生這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，首先確定棉球是可燃物，所以可從著火點(diǎn)與氧氣接觸這兩個(gè)條件考慮，使其在小組內(nèi)一起制定實(shí)驗(yàn)方案，選擇相應(yīng)的儀器和試劑，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中主動(dòng)思考與互動(dòng)，最終得出二氧化碳與過(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和釋放熱量的結(jié)論。

四、積極依托微型實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力

近年來(lái)，隨著新一輪教育改革的持續(xù)推進(jìn)，在高中化學(xué)教學(xué)中，以教師演示實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)新時(shí)代的要求，慢慢演變成以學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)方案的探索性、啟發(fā)性為主的微型實(shí)驗(yàn)。這就要求高中化學(xué)教師在平常教學(xué)中應(yīng)積極依托微型實(shí)驗(yàn)優(yōu)化課堂教學(xué)，明確學(xué)生的主體地位，根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況給他們提供更多猜想，以及親自動(dòng)手設(shè)計(jì)、操作與完成微型實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，并做好輔助工作，使其創(chuàng)新意識(shí)與動(dòng)手能力均得到很好的鍛煉。

在這里，以“電解池”教學(xué)為例，本節(jié)課中安排有一個(gè)電解氯化銅的實(shí)驗(yàn)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生基于微型實(shí)驗(yàn)視角切入對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，提倡他們大膽動(dòng)手，如對(duì)電源加以改進(jìn)，常用的電解實(shí)驗(yàn)電源是實(shí)驗(yàn)室電源，體積較大，攜帶起來(lái)不方便，可以采用直流電和交流電的轉(zhuǎn)化，像手機(jī)充電器就可以；改進(jìn)指示劑，課本上采用的是銅離子自身的顏色，不過(guò)只可以指示出一個(gè)方向，實(shí)驗(yàn)室中通常提供的是無(wú)色酚酞試液，能夠指示出有無(wú)氫氧根離子生成，不過(guò)該試劑也只能夠指出一個(gè)方向，有的學(xué)生會(huì)想到使用紫甘藍(lán)試劑，這是一種酸堿指示劑，在中性條件下是藍(lán)色，在酸性條件下是紅色，且會(huì)隨著酸性的變化從藍(lán)色變成紫色，再由紫色變成紅色，在堿性條件下則是黃色，所以說(shuō)在電解中使用紫甘藍(lán)試劑能夠同時(shí)檢測(cè)出溶液是酸性還是堿性。由此既可以很好地鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。2DEFB934-2478-4C13-A0A5-4531D6C0A944

五、引入綠色微型實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化課堂教學(xué)效果

化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)產(chǎn)生一定的廢氣、廢液與廢渣，為改善這一不利局面，綠色實(shí)驗(yàn)得以廣泛推進(jìn)，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有污染與浪費(fèi)的反應(yīng)，基本上每種物質(zhì)都能夠派上用場(chǎng)，而且用到的化學(xué)試劑較少，同樣能夠達(dá)到明確、準(zhǔn)確、方便、安全與防止環(huán)境污染等目的。對(duì)此，高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中可以結(jié)合實(shí)際教學(xué)需求巧妙引入一些綠色微型實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生一邊探索化學(xué)的奧秘，一邊培養(yǎng)他們的資源意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、安全意識(shí)，優(yōu)化整體課堂教學(xué)效果。

六、實(shí)時(shí)引用微型實(shí)驗(yàn)，發(fā)散學(xué)生化學(xué)思維

化學(xué)本身就是一門(mén)由理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)共同組成的科目，理論知識(shí)的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的輔助與支持，要想通過(guò)依托微型實(shí)驗(yàn)優(yōu)化高中化學(xué)課堂，教師就需充分考慮到理論教學(xué)與微型實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)引用微型實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供更多助力，進(jìn)一步啟迪與發(fā)散他們的思維。因此，在高中化學(xué)課堂上，當(dāng)講到疑難點(diǎn)與重點(diǎn)知識(shí)時(shí)依托微型實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生全身心地參與到思考與探究中，并做好點(diǎn)撥與指導(dǎo)工作，培養(yǎng)他們的思維能力。

例如，在講授“乙醇的分子結(jié)構(gòu)式”時(shí)，教師可以借機(jī)引入微型實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生利用微型實(shí)驗(yàn)“金屬鈉和乙醇的反應(yīng)”完成探究，助推他們順利辨別出乙醇的分子結(jié)構(gòu)式。具體來(lái)說(shuō)，教師演示這一微型實(shí)驗(yàn)：（1）先往一個(gè)試管中加入適量的無(wú)水乙醇，再往試管里面加入一小塊剛剛切下、且用濾紙擦干表面煤油的鈉塊；（2）在試管口處快速塞上一個(gè)帶有醫(yī)用注射針頭的單孔塞，把一個(gè)小試管倒扣在針頭上面，收集和驗(yàn)純氣體；（3）將收集到的氣體點(diǎn)燃，且把一個(gè)干燥的小燒杯罩在火焰上方，等出現(xiàn)水滴以后將小燒杯快速倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，往里面添加適量的澄清石灰水。在整個(gè)微型實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要求學(xué)生認(rèn)真觀看發(fā)生的現(xiàn)象，與之前已做過(guò)的“鈉與水的反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，引領(lǐng)他們總結(jié)與歸納，使其發(fā)現(xiàn)乙醇同金屬鈉反應(yīng)也可生成氫氣，乙醇分子中含有同水分子類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，即為O—H鍵，分子結(jié)構(gòu)式是CH3CH2OH。這樣教師講解難點(diǎn)知識(shí)時(shí)應(yīng)用微型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生順利推導(dǎo)出乙醇的分子結(jié)構(gòu)式，幫助他們消除疑惑。

七、開(kāi)發(fā)課外微型實(shí)驗(yàn)，拓展課堂教學(xué)空間

從廣義視角來(lái)看，課堂并非純粹指在教室內(nèi)的授課時(shí)間與空間，還包括課前備課與課后鞏固、練習(xí)，以及課下觀察、調(diào)查與實(shí)踐等活動(dòng)。針對(duì)高中化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，要想極力發(fā)揮出微型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)與功能，教師除做好課內(nèi)微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作外，還需依據(jù)教學(xué)主題積極開(kāi)發(fā)一系列課外微型實(shí)驗(yàn)，拓展課堂教學(xué)的空間，這樣既能夠彌補(bǔ)課內(nèi)教學(xué)的不足，還可以優(yōu)化學(xué)生的課外生活，把課余時(shí)間充分利用起來(lái)，進(jìn)一步訓(xùn)練他們的實(shí)驗(yàn)操作技能。

比如，在實(shí)施“基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”教學(xué)時(shí)，當(dāng)學(xué)完課本中的理論知識(shí)后，教師安排學(xué)生回到家中進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)“檢驗(yàn)豆腐中的蛋白質(zhì)與鈣質(zhì)”，使其利用一些常見(jiàn)的試劑與生活用品完成實(shí)驗(yàn)，讓他們擁有更多親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，有效拓展微型實(shí)驗(yàn)的空間。部分同學(xué)可能會(huì)這樣設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)：（1）把100 g的白豆腐放入到玻璃杯中，加入10 mL的蒸餾水，用筷子用力攪拌，一直搗碎至沒(méi)有塊狀的豆腐存在，用濾網(wǎng)過(guò)濾后得到澄清無(wú)色的白色濾渣與濾液；（2）取少量的白色豆腐濾渣放入到小瓷碗中，滴入適量的濃硝酸，用手觸摸碗壁，感到有熱量放出，而白色豆腐濾渣慢慢變成黃色，待冷卻以后，再滴入適量的氨水，能夠看到黃色豆腐濾渣變成橙色，說(shuō)明蛋白質(zhì)在發(fā)生黃色反應(yīng)；（3）取5 mL左右的濾液放在小瓷碗中，往里面滴入適量的草酸鈉溶液，能夠看到小瓷碗中快速出現(xiàn)明顯的白色沉淀，由此驗(yàn)證豆腐中存在著豐富的鈣質(zhì)，還不能溶于水，不會(huì)同蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。這樣微型實(shí)驗(yàn)從課內(nèi)順延到課外，學(xué)生將課內(nèi)所學(xué)運(yùn)用至課下，增強(qiáng)了他們的化學(xué)認(rèn)知。

總之，在新時(shí)期下的高中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要切實(shí)認(rèn)識(shí)到微型實(shí)驗(yàn)的重要性與價(jià)值，根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特色及知識(shí)規(guī)律靈活多變地設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)，以微型實(shí)驗(yàn)為依托優(yōu)化課堂教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新知識(shí)呈現(xiàn)形式，為學(xué)生帶來(lái)新穎的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其擁有更多觀察、參與、設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓他們?cè)谖⑿蛯?shí)驗(yàn)輔助下高效學(xué)習(xí)，提升自身化學(xué)素養(yǎng)。2DEFB934-2478-4C13-A0A5-4531D6C0A944