【名師檔案】

李德前，江蘇省特級教師，從事初中化學教學31年。徐州市中小學教學研究室初中化學中心組成員，江蘇省中小學實驗教學研究中心特約研究員，教育部“國培計劃”專家?guī)斓谌诉x。1999年參加化學優(yōu)質課評比獲省級一等獎，2012年參加中國化學會組織的現(xiàn)場賽課獲全國一等獎。近10年來，主持和參與7項市級以上課題研究，兩次獲得江蘇省教學成果二等獎；在省內外開設講座和示范課近30次，其中為“國培計劃”講座7次；在《江蘇教育》《化學教育》《化學教學》等刊物上發(fā)表論文60多篇。

30年前，我剛從事化學教學時就備加喜愛實驗教學，當時雖然工作在偏僻的鄉(xiāng)村學校，但我以化學實驗為抓手，激發(fā)了學生學習化學的興趣，提高了他們的化學成績。進入21世紀，素質教育的浪潮滾滾而來，此時我參加了首批中學化學骨干教師國家級培訓，在導師的指導下，認識到“實驗教學不僅要提高學生的應試能力，更要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。從此，注重依托化學實驗開展創(chuàng)新教育，取得了顯著的成效。

一、在實驗中引導學生享受，營造創(chuàng)新的氛圍

中學化學實驗充滿魅力，是學生發(fā)現(xiàn)化學美、體驗真科學的大舞臺。不管是欣賞奇妙的實驗現(xiàn)象，還是感悟簡潔的實驗結論，或是體驗成功的實驗設計，都能讓學生產生學習的愉悅，成為學生學好化學、渴望成功的動力。在每帶一個新班級的第一堂化學課上，我都會設計簡捷、有趣、神奇的小實驗，比如用酚酞試液在白紙上寫下幾句順口溜，寫好后將其放在濃氨水瓶口，白紙上很快就出現(xiàn)了紅字：“化學是個創(chuàng)造家，無中生有眾人夸，點石成金是假話，變廢為寶需要它。”或表演一個化學魔術，如滴水生煙、水火共容、自吹自擂、水往高處流、于無聲處聽驚雷等，實驗現(xiàn)象常常讓學生興奮不已，因而點燃了學生期待學習化學、渴望學好化學的激情。

化學教學要重視引領學生關注化學實驗的內涵，而不僅僅是停留于造型與聲光色上，從而激發(fā)學生為巧妙的設計而折服，為出乎意料的現(xiàn)象而驚喜，為簡明扼要的規(guī)律而贊嘆，進而為探索物質世界的奧秘而愉悅。比如利用長柄V形玻璃管，將“火柴頭爆炸”實驗與“檢驗二氧化硫”實驗組合，只要微熱火柴頭，火藥就會爆燃，同時左邊的橡皮塞被爆飛，紫紅色的高錳酸鉀溶液褪色。這個巧妙的組合實驗，體現(xiàn)了化學實驗的內涵美和創(chuàng)造美。

二、在實驗中引領學生探究，把握創(chuàng)新的途徑

化學實驗是學生從事創(chuàng)造性活動的重要途徑和手段。當學生具備了一定的基礎知識和操作技能后，教師可以適時開展實驗探究活動，通過真實直觀的探究情境，引發(fā)學生產生認知沖突，激發(fā)學生探究欲望，引領學生通過理論探討、實驗驗證、反思與評價、表達與交流等方式，提升化學素養(yǎng)。例如在教學“碳酸鈣”的內容時，可以做如下的實驗探究活動。

問題情境：2008年汶川大地震后，正通過“寶成鐵路”109號隧道的一列運送燃油的火車脫軌并燃起大火，救援人員歷時兩天終將大火撲滅。但是火燒水澆，嚴重破壞了原本堅固的隧道，造成這段鐵路只好重新選線。

提出問題：為什么火燒水澆會破壞石灰?guī)r隧道呢？

學生猜想：石灰石在煅燒、澆水后會發(fā)生化學變化；產生的新物質不再具有堅硬、難溶的性質。

實驗驗證：（1）用錘子用力敲打一塊石灰石，不易破碎；將這塊石灰石投入水中，不溶。（2）再取一塊與上述大小一樣、質地相同的石灰石，將其在酒精噴燈上灼燒1～2分鐘；冷卻后用錘子輕輕敲打，立即變碎。（3）將敲碎的白色固體放入水中，又“粉身碎骨”；再向其中滴入幾滴酚酞試液，立即變紅。

拓展反思：（1）我國古代勞動人民很早就知道利用火燒水澆的方法開渠、修路，如李冰修建都江堰、張九齡開鑿梅嶺古道等。請學生寫出有關的化學方程式。（2）傳統(tǒng)的奇石加工，多采用機械鑿磨的方法，這不僅費力勞神，且產品不易達到要求。若用氧炔焰灼燒石灰?guī)r表面，則能隨心所欲地將石頭打造成理想的形狀。這其中包含了哪些化學原理？

學生經歷了知識的形成過程，提升了實驗能力，增強了探究意識。還可以將實驗探究延伸到課外活動中，通過尋找實驗替代品，指導學生設計并演練一些因地制宜、聯(lián)系實際的探究活動，如檢驗地窖里二氧化碳的有害濃度、探究暖寶寶的成分、驗證深水炸彈糖里產生二氧化碳的物質、制作番茄電池等。

三、在實驗中倡導學生質疑，培養(yǎng)創(chuàng)新的思維

明朝學者陳獻章說：“學貴質疑，小疑則小進，大疑則大進；疑者，覺悟之機也?！碧招兄f過：“發(fā)明千千萬，起點是一問?！狈▏瘜W家拉瓦錫建立的“氧化說”，中國近代化工專家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”等，無不起源于“疑問”。所以，質疑是除舊布新的橋梁，是發(fā)明創(chuàng)造的先導。

每一個化學實驗都包含儀器裝置、實驗原理、操作流程、實驗現(xiàn)象、實驗結論等，這些都是質疑的對象、問題的源頭、創(chuàng)新的起點。在實驗教學中，教師要有意識地示范質疑，使學生愿意問；有目的地教給學生質疑的方法，使學生會問；注重創(chuàng)設問題情境，使學生想問；倡導學生不迷信權威，大膽發(fā)表不同見解，使學生敢問；引導學生自主尋找實驗中的疑問，使學生善問。

在做“測量空氣中氧氣的體積分數(shù)”實驗時，可以引導學生思考如下6個問題：（1）實驗前，為什么要檢查裝置的氣密性？（2）實驗中，乳膠管上為什么要夾個彈簧夾？（3）紅磷為什么要過量？（4）為什么不能用木炭代替紅磷？（5）實驗結束，為什么集氣瓶里能吸入約占其容積1/5的水？（6）讀數(shù)時，為什么集氣瓶與燒杯里的水面必須持平？學生明晰了這一系列問題，不僅摸清了這個實驗的來龍去脈，也提高了學生的思維層次。圍繞化學實驗的質疑，不僅要求學生“知道為什么”，還要注意啟發(fā)學生從身邊“發(fā)現(xiàn)為什么”，如游泳池里的水為什么是藍色的？鐵制品銹蝕的速率為什么夏天比冬天快？烤羊肉串為什么使用木炭而不用煤炭或焦炭？銀碗盛放馬奶為什么不易腐壞？等等。只要學生的學習是在生疑和質疑的循環(huán)往復中，是在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的矛盾運動中，那么學生就會積極思維、主動探究、追求創(chuàng)新。

四、在實驗中鼓勵學生創(chuàng)造，熟悉創(chuàng)新的技法

教師在實驗教學中要重視讓學生參與化學實驗的改進，要利用學生喜愛化學實驗的心理，引導學生由觀察現(xiàn)象到動手操作，進而上升為質疑創(chuàng)新。實驗創(chuàng)新首先要從課題的選擇開始。在完成課本實驗的基礎上，引導學生理性質疑，分析哪些實驗不夠合理需要改進，哪些儀器可以使用替代品，哪些地方還可以增加實驗等。通過思維碰撞、信息搜集，從而捕捉實驗創(chuàng)新的最佳課題。教師可以運用缺點列舉法、組合法、移植法、替換法等，指導學生開展實驗創(chuàng)新活動。

例如課本上“探究微粒運動”實驗，就有如下明顯的缺點：（1）用3個燒杯進行實驗，裝置不能固定，操作不方便。（2）氨水用量大，且氨氣極易大量逸出。師生探討，得出三次改進的思路。第一次：（1）將濃氨水裝在細口瓶里，將酚酞試液固化（滴在紗布條上）后裝入玻璃管。（2）用導氣管將細口瓶和玻璃管連接起來，并在導氣管上增加開關（內含玻璃球的軟膠管），以控制氨氣的運動。這樣不僅操作方便，只要輕捏乳膠管內玻璃球，紗布條就會從下往上逐漸變紅，而且綠色環(huán)保，便于連續(xù)使用。第二次采用縮小省略法改進：（1）把盛有濃氨水的細口瓶與盛有酚酞紗布條的玻璃管，壓縮為一個廣口瓶。（2）在廣口瓶里盛適量的濃氨水，在單孔橡皮塞反面固定酚酞紗布條。（3）將上述實驗用品上下組合。學生很快就能看到酚酞紗布條逐漸變紅，從而說明分子不斷運動。這樣操作更簡潔。第三次：利用數(shù)字傳感器探究微粒的運動性，將氧氣（或二氧化碳）傳感器的探頭，放入敞口正立的充滿氧氣（或二氧化碳）的集氣瓶里，數(shù)據(jù)采集器上就會直觀顯示氧氣（或二氧化碳）濃度不斷下降，從而說明氧氣（或二氧化碳）的分子在不斷運動。這樣也體現(xiàn)出實驗走向了現(xiàn)代化的方向。

鑒于中學生有限的認知水平和知識儲備，教師在實驗創(chuàng)新活動中應該采取邊扶邊放的策略，既適時指導和服務，又敢于放手，并注意及時傾聽學生的意見，力爭實驗設計科學，裝置組合簡潔，實驗操作簡單。

（作者單位：江蘇省徐州市西苑中學）