基于探究能力培養(yǎng)的演示實驗教學(xué)策略

楊春陽（廣東省廣州市花都區(qū)城區(qū)教育指導(dǎo)中心，廣州 花都 510800 ）

以實驗為基礎(chǔ)展開化學(xué)教學(xué)已成為所有化學(xué)教學(xué)工作者的共識，但是演示實驗探究教學(xué)的實施是不容樂觀的，很多教師認為演示實驗探究教學(xué)會影響知識的落實和教學(xué)進度，只是在公開課上才把實驗探究作為一個重要手段向聽課教師展示一番。鑒于上述現(xiàn)狀，我們應(yīng)該加強初中化學(xué)實驗教學(xué)，尤其是演示實驗中應(yīng)進行探究性研究，從而讓學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)策略，培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力、語言表達能力、分析能力、合作精神等探究能力。

1 創(chuàng)設(shè)情境，指向核心目標

奧蘇伯爾有意義的學(xué)習(xí)理論強調(diào)，創(chuàng)設(shè)問題情境對于引發(fā)學(xué)生對知識本身產(chǎn)生興趣，形成認知需求和激發(fā)學(xué)習(xí)動機，有積極的推動作用。教材設(shè)置的任何實驗都有其內(nèi)在的、多重的功能。我們要在深入鉆研教材內(nèi)涵，準確理解演示實驗?zāi)繕说幕A(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)能指向核心目標的實驗情景，以吸引注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。指向核心目標的化學(xué)情境教學(xué)能夠讓學(xué)生更輕松地理解化學(xué)的核心理念，加強學(xué)生對化學(xué)的理解和認知，從而提高學(xué)生的實驗操作能力以及探究能力，讓所有的學(xué)生都更愿意參與到對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)當中。

比如：第十單元課題2“中和反應(yīng)”實驗的核心目標是認識中和反應(yīng)的概念和中和反應(yīng)的本質(zhì)，下面是教師設(shè)置的兩種實驗情景：

情景1：生活體驗情景

教師：同學(xué)們！這幾天天氣悶熱，餓了一個冬天的蚊子又開始嗡嗡嗡的出來覓食了！大家都有被蚊蟲叮咬的經(jīng)歷吧！蚊蟲在我們身上叮咬后，會有什么感覺?

學(xué)生：（有的會心地微笑，有的表現(xiàn)出被叮咬的表情）痛、癢、難受……

教師：這種痛癢感覺實際上是蚊蟲在我們身上注射了蚊酸的緣故！蚊酸能使紫色石蕊變紅，由此推斷，它是酸性還是堿性的？

學(xué)生：（異口同聲）酸性！

教師：如果被蚊蟲叮咬了，你知道如何止癢嗎？可以在叮咬過的地方涂一些藥膏、藥水來減輕痛癢。那么，你能說出這些藥物能用于止癢的化學(xué)原理嗎？

學(xué)生：……

教師：（不等學(xué)生回答，趁熱打鐵）通過接下來的練習(xí)，答案馬上見分曉！

情景2：溫故知新情景

教師：現(xiàn)有兩瓶失去標簽的無色溶液，已知分別是氫氧化鈉溶液和稀鹽酸，請您設(shè)計實驗鑒別它們。

學(xué)生1：用紫色石蕊試液！

學(xué)生2：用鋅粒！

學(xué)生3：用生銹的鐵釘！……

（教師逐個點評學(xué)生的方案）

教師：現(xiàn)在另有3瓶失去標簽的無色溶液，已知分別是氫氧化鈉溶液、稀鹽酸和氯化鈉溶液（中性），請你設(shè)計實驗鑒別它們。

學(xué)生：……

（大部分學(xué)生答不上來，只有個別學(xué)生能說出只言片語，小聲與同桌交流）

教師：如果只用酚酞試液，能否將這3種溶液鑒別出來？

學(xué)生：……

（課堂上鴉雀無聲，學(xué)生們反應(yīng)不過來，都表現(xiàn)出無從下手。此時，課堂時間已經(jīng)過半，教師只好簡述答案，匆匆開始演示實驗）

因此，實驗情景要為實驗教學(xué)服務(wù)，要具有新穎性和適應(yīng)性，要能體現(xiàn)學(xué)科的特點，要能對即將學(xué)習(xí)的實驗內(nèi)容起連接和固定的作用，情景中設(shè)置的問題難度不宜太大，要避免喧賓奪主，要能吸引學(xué)生的注意力，要指向?qū)嶒灥暮诵哪繕恕?/p>

2 合理改進演示實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生的探究與實踐能力

在初中化學(xué)的教學(xué)中，我們常常會遇到這樣的問題，一些演示實驗現(xiàn)象不明顯或?qū)嶒炿y以成功，不利于學(xué)生的觀察認知。因此，在演示實驗教學(xué)過程中，教師不能僅僅交代課本中的實驗方案與實驗步驟，不能迷信課本演示實驗方案一定是完美的，而是要引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑，對實驗方案進行合理改進，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，讓學(xué)生親歷實驗探究的過程，感受到實驗改進的優(yōu)缺點，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

例如，在二氧化碳傾倒的演示實驗中，課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢往燒杯中傾倒，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，得出結(jié)論一、二氧化碳密度比空氣大，結(jié)論二、二氧化碳不不能燃燒，也支持燃燒。實驗中，由于有些同學(xué)傾倒時速度過快或集氣瓶拿不穩(wěn)，二氧化碳剛倒出就散開了，結(jié)果造成上面的蠟燭先熄滅，下面的后熄滅，達不到預(yù)期的實驗效果。于是經(jīng)過師生共同探究，對這個實驗做了改進，在傾倒二氧化碳時，在燒杯內(nèi)壁處放一短頸漏斗，將二氧化碳從漏斗倒入，如圖所示。這樣就會順利地完成實驗，實驗效果明顯。

3 在演示實驗的過程中落實學(xué)科方法的培養(yǎng)

化學(xué)學(xué)科方法是在對化學(xué)學(xué)科中共有、通用的方法進行抽象和概括的基礎(chǔ)上，所形成的化學(xué)研究的基本方法。化學(xué)學(xué)科方法的化學(xué)的核心與靈魂，是學(xué)生獲取化學(xué)知識的手段和途徑。在化學(xué)教學(xué)中，課堂是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科方法的重要陣地，實驗是培養(yǎng)學(xué)科方法的主要載體。

案例：溫度對分子運動速率的影響

在第三單元課題1“分子的特征”的教學(xué)中，為了說明溫度對分子運動速率的影響，教師補充了品紅在冷水和熱水中擴散的演示實驗，課題實錄如下：

首先，教師將一杯冷水放在桌面上，然后取出一小粒品紅，告訴學(xué)生品紅是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，將品紅放入水中，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，約10秒后提問學(xué)生。

教師：能看到實驗現(xiàn)象嗎？

學(xué)生1：能……

學(xué)生2：不能……

此時，由于品紅在水中的擴散還不明顯，凡是水面處出現(xiàn)一點點紅色，所以只有周圍的學(xué)生能隱約觀察到紅色的擴散，眼看實驗效果不太明顯，心急的教師拿起燒杯，輕輕搖動幾下---

教師：看到了什么？分子是運動還是靜止的？

學(xué)生：（齊聲）紅色，運動！

教師另取燒杯，倒入熱水，加入小粒品紅，轉(zhuǎn)動燒杯，讓學(xué)生對比觀察---

教師：哪個燒杯中的品紅擴散得快？

學(xué)生：熱水

教師：分子是運動的，在熱水中，溫度越高，分子的運動更快……

上述案列中，教師試圖運用冷水和熱水的對比實驗，培養(yǎng)學(xué)生對比研究問題的意識和方法，但在實際操作中卻忽略了對時間、體積以及水是否靜止等外部條件的控制，在實驗過程中對學(xué)生觀察方法和分析思路的引導(dǎo)也不到位。我們認為，以該實驗為素材，基于學(xué)科方法培養(yǎng)的教學(xué)應(yīng)注意以下3點：

第一，實驗時注意條件的控制。相同規(guī)格的燒杯，相同體積的冷水和熱水，而且都放在桌面上靜止下來，同時小心地放入顆粒大小相同的品紅。

第二、觀察時指導(dǎo)學(xué)生注意兩個對比。動靜對比---靜止的水中，紅色品紅向水中運動，形如絲帶；冷熱對比---品紅在熱水中比冷水中擴散得更快。

第三、分析時能引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)宏觀現(xiàn)象認識微觀實質(zhì)。品紅可以進入水中，說明水的內(nèi)部是由不連續(xù)的粒子（即水分子）構(gòu)成的，且粒子之間存在間隔；品紅擴散到水中，其實質(zhì)是水分子“挾持”品紅往水里運動，說明分子是不斷運動的；熱水中品紅擴散得更快，說明溫度越高，分子運動得速率越大。

因此，在演示實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該對教材設(shè)置的內(nèi)容進行補充、加工和整合，對實驗過程進行精心設(shè)計和優(yōu)化處理，這是學(xué)科方法教育的需要。

4在演示實驗中滲透“三維表征”的思維和方法

通過化學(xué)符號語言建立宏觀與微觀的聯(lián)系，用微觀的觀點認識和理解宏觀現(xiàn)象的本質(zhì)，形成物質(zhì)的微粒觀，即是化學(xué)學(xué)科的基本思想，也是研究化學(xué)的基本方法。從宏觀、微觀、符號三個維度認識和分析問題，這是化學(xué)學(xué)科特有的“三維表征”認識方式。在初中化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生對微觀世界的認識需要經(jīng)歷一個由淺顯到深入、由靜態(tài)結(jié)構(gòu)到動態(tài)變化的過程。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，觀察、想象、類比、模型化是用微粒觀念學(xué)習(xí)和理解化學(xué)本質(zhì)的基本方法，而幫助學(xué)生學(xué)會用圖示的方法建立模型，理解和表達微觀世界的狀況，是當前化學(xué)教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，而實驗是滲透“三維表征”思維方式的重要載體。

例如，在“品紅的擴散”、“水電解反應(yīng)”“中和反應(yīng)”實驗完成后，教師可以分別通過下面形成性練習(xí)活動，讓學(xué)生深化對實驗本質(zhì)的理解，建立起微觀的認識。

“品紅的擴散”習(xí)題1：如圖所示，向盛水的燒杯中放入一小粒品紅，一段時間后，燒杯中形成紅色溶液，此實驗?zāi)苷f明

設(shè)計意圖：本題根據(jù)宏觀現(xiàn)象描繪微觀粒子的存在，要求學(xué)生能根據(jù)溶液中顏色的變化，想象出品紅分子擴散運動的性質(zhì)。

“水電解反應(yīng)”習(xí)題2：如圖是水分子在一定條件下分解的示意圖，從中獲得的信息不正確的是

（1）水分子分解后生成氧分子和氫分子的分子數(shù)比為1：2

（2）水分解過程中，分子的種類不變

（3）一個水分子由一個氧原子和二個氫原子構(gòu)成

（4）水分解過程中，原子的數(shù)目不變

設(shè)計意圖：通過水分子在一定條件下分解的示意圖，分子變的更加形象了，學(xué)生直觀看到水分子的微觀構(gòu)成，看到化學(xué)變化中分子分解后重新組合成新的分子。

“中和反應(yīng)”習(xí)題3：如圖是兩種溶液恰好完全反應(yīng)的微觀示意圖，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式________，反應(yīng)后所得溶液中含有的粒子有_______(填符號)。

設(shè)計意圖：本題要求學(xué)生更加微觀粒子的符號判斷溶液中存在哪些物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)規(guī)律寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，從而從離子反應(yīng)的角度認識中和反應(yīng)的實質(zhì)，可以較好地建立起宏觀、微觀與符號之間的內(nèi)在聯(lián)系。

教學(xué)中，教師應(yīng)該根據(jù)演示實驗的內(nèi)容和學(xué)生的能力情況，有意識地設(shè)計一些具有一定難度、梯度和思維容量地問題，讓學(xué)生在解決問題地過程中，認識物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子的客觀存在，以及它們地基本性質(zhì)，領(lǐng)會化學(xué)反應(yīng)地微觀本質(zhì)，通過對化學(xué)語言的準確把握，真正樹立物質(zhì)的微粒觀和微粒的變化觀。