周小英

[摘要]在基礎(chǔ)教育課程改革的背景下，結(jié)合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，通過問題引領(lǐng)、啟發(fā)探究、示范創(chuàng)新等途徑優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生學(xué)科思維意識(shí)的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力等化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的提升。

[關(guān)鍵詞]學(xué)科素養(yǎng)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究，創(chuàng)新

[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）11-0074-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)和檢驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的重要媒體和手段，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容和途徑。如何搭建適合學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的平臺(tái)，改變以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，注重學(xué)生學(xué)科思維能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力和解決問題的能力，已成為現(xiàn)代教學(xué)的重點(diǎn)?，F(xiàn)結(jié)合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，談?wù)劚救藢?duì)基于學(xué)科素養(yǎng)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些粗淺的認(rèn)識(shí)。

一、問題引領(lǐng)，發(fā)揮主體性，培養(yǎng)學(xué)科思維意識(shí)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出：“為每一個(gè)學(xué)生提供平等的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動(dòng)，在知識(shí)的形成、相互聯(lián)系和應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度?！倍瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是一種很好的教學(xué)形式，它是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)之源，是訓(xùn)練科學(xué)方法的有效途徑，是養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的必由之路。

例如，“奇妙的二氧化碳”教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下探究（片段）：

問題1：（教師展示汽水冒泡的圖片）這是我們平時(shí)常見的情景，你知道這些是什么氣泡嗎？它們?yōu)槭裁磿?huì)冒出來？（學(xué)生回答是二氧化碳，因?yàn)榇蜷_瓶蓋后瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，氣體的溶解度變小，氣體逸出）

問題2：二氧化碳是否只溶于水呢？它有沒有和水發(fā)生反應(yīng)？（在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：①制取二氧化碳，并通入水中;②制取二氧化碳，并通人紫色石蕊試劑中）

問題3：實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明二氧化碳和水發(fā)生了反應(yīng)嗎？你還有什么疑惑？（學(xué)生回答不能，有可能是二氧化碳直接和紫色石蕊試劑發(fā)生反應(yīng)）

問題4：那讓我們?cè)賮砜匆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)（教師演示：收集兩瓶二氧化碳，一瓶放干燥的藍(lán)色石蕊試紙，另一瓶放濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙），這實(shí)驗(yàn)說明了什么？

學(xué)生認(rèn)真觀察，思考后回答：二氧化碳并不能使紫色石蕊試劑變紅，而是二氧化碳和水反應(yīng)的生成物使之變紅。

教師指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究：取少量紫色石蕊試劑，滴加幾滴鹽酸，觀察現(xiàn)象（溶液變紅）。加熱這兩種變紅的溶液，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考：二氧化碳和水反應(yīng)，其產(chǎn)物有何特點(diǎn)呢？為什么一個(gè)變回紫色，一個(gè)未變呢？觀察二氧化碳和水的反應(yīng)以及碳酸分解的反應(yīng)，你發(fā)現(xiàn)有哪些不同？

通過這樣的層層遞進(jìn)式問題引導(dǎo)探究，讓學(xué)生親身經(jīng)歷了獲得知識(shí)的過程，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的重要性，初步體會(huì)到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的思想方法及作用，這對(duì)學(xué)生后續(xù)化學(xué)學(xué)習(xí)意義重大。

二、啟發(fā)探究，激活思維，培養(yǎng)分析探究能力

例如，學(xué)習(xí)了O₂的性質(zhì)與制取后，接下來將學(xué)習(xí)CO₂的實(shí)驗(yàn)室制法。于是，教師指導(dǎo)學(xué)生從選擇儀器人手設(shè)計(jì)CO₂的制取裝置，在這過程中教師充分放手，必要時(shí)給予啟發(fā)引導(dǎo)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

問題1：用石灰石和稀鹽酸制取CO₂可用哪些儀器做反應(yīng)容器？（學(xué)生回答：試管、錐形瓶、廣口瓶等）

問題2：（教師取出一支大試管，旋上帶導(dǎo)管的橡皮塞，如圖1）用該裝置制取CO₂時(shí)，若發(fā)現(xiàn)酸不夠，如何使反應(yīng)持續(xù)？

學(xué)生觀察討論后一致認(rèn)為：只要改單孔塞為雙孔塞，插入一個(gè)漏斗即可。

問題3：（教師展示按學(xué)生方案改進(jìn)的新裝置，如圖2.并征求學(xué)生意見）這樣的裝置有什么不足？（學(xué)生回答：產(chǎn)生的CO₂會(huì)從漏斗中逸出，造成較大損失）怎樣改進(jìn)？

學(xué)生認(rèn)真思考后回答：把長(zhǎng)頸漏斗末端浸沒在液面下，如圖3;也可以換成分液漏斗，既能防止CO₂逸出，又能控制反應(yīng)的速率，如圖4。

問題4：這些裝置（圖1、圖2、圖3、圖4）都能制取CO₂，但能不能實(shí)現(xiàn)“隨開隨用，隨關(guān)隨?！蹦?？你有什么好的辦法？

學(xué)生互相討論，在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出圖5裝置;教師接著組織學(xué)生選擇收集裝置，再確定操作過程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過師生討論后再進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

通過上述啟發(fā)、討論、分析、探究過程，使學(xué)生多種感官參與，思維活躍，“由點(diǎn)到線、由線到面”地弄清儀器之間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而從整體上掌握這一類裝置的特點(diǎn)（優(yōu)缺點(diǎn)）及使用原理，提升了探究能力以及解決問題的能力。

三、示范創(chuàng)新，喚醒創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：“創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要貫穿于各級(jí)各類的教育?！痹诨瘜W(xué)教學(xué)中，若教師能時(shí)常給予學(xué)生一些創(chuàng)造性改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新示范，不僅能優(yōu)化教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的喚醒和創(chuàng)新思維的鍛煉也是大有裨益的。

例如，在NaOH溶液和CO₂反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：

問題1：同一類物質(zhì)往往具有相似的性質(zhì)，而NaOH和Ca（OH）₂是兩種重要的堿，它們是否也具有相似的性質(zhì)？如果將CO₂通人NaOH溶液中，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？

問題2：為什么溶液沒有變渾濁？究竟有沒有發(fā)生反應(yīng)呢？

學(xué)生提出猜想：（1）沒有發(fā)生反應(yīng);（2）發(fā)生了反應(yīng)，生成了易溶于水的Na₂CO₃。

實(shí)驗(yàn)探究1：①取少量反應(yīng)后的未知溶液，滴入幾滴無色酚酞試劑;②取少量Na₂CO₃溶于水，滴入幾滴無色酚酞試劑。

問題3：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象你有什么想法？

學(xué)生回答：無法通過酚酞證明反應(yīng)的發(fā)生，因?yàn)镹a₂CO₃溶液也顯堿性?？赏磻?yīng)后的溶液中加鹽酸試試看。

實(shí)驗(yàn)探究2：取少量反應(yīng)后的未知溶液，滴入足量稀鹽酸。

問題4：根據(jù)現(xiàn)象可推測(cè)出什么結(jié)論？你是否還有其他方法證明NaOH溶液和CO₂反應(yīng)的事實(shí)？

學(xué)生討論，提出方案：這是一個(gè)有氣體參加的反應(yīng)，可參照“空氣中O₂體積分?jǐn)?shù)測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)原理改進(jìn)裝置，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，比較反應(yīng)前后容器中氣壓的大小。

實(shí)驗(yàn)探究3：改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)步驟：展示一個(gè)集滿CO₂的軟塑料瓶，打開瓶塞，迅速倒誒一定量的NaOH溶液后立即蓋緊瓶塞。

創(chuàng)新是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的不竭動(dòng)力。通過上述的實(shí)驗(yàn)探究，鼓勵(lì)學(xué)生集思廣益，使學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)腦的實(shí)際操作中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的認(rèn)知，與教師直接把結(jié)論告訴學(xué)生相比，學(xué)生的印象和認(rèn)識(shí)要深刻得多，他們獲得的不僅是知識(shí)，更加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的體驗(yàn)和認(rèn)知，提高了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

總之，積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，從提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)著眼優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，搭建適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的平臺(tái)用于幫助學(xué)生解決問題和培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，具有十分重要的教育實(shí)踐意義和教育科研價(jià)值。