作者簡介：左站杰（1974—），男，漢族，河南洛陽人，本科，中小學高級教師，研究方向：初中化學。

傳統(tǒng)的化學課堂教學中，教師習慣于一味地向學生進行知識灌輸，沒有給學生留足可供探究的空間，使他們缺乏參與課堂的積極性，雖然認真學習并記憶了教師傳授的知識，但缺少自我探究的過程，導致他們所獲取的知識缺乏深度和應有的牢固性。隨著新課改的推行，越來越多的教師著手在課堂中開展探究式教學實踐，努力培養(yǎng)學生的自主學習能力和探究能力，讓他們學會自主思考和探究，進而將所學知識記憶得更加牢固，運用得更加靈活。本文以“二氧化碳的制取”為例，探討如何開展探究性實驗教學，希望能讓教學同行有所借鑒。

一、初中化學“二氧化碳的制取”實驗教學分析

實驗是初中化學教學的重要組成部分，有助于提高學生的動手能力，幫助學生形成創(chuàng)造性思維。初中生無論是學習能力還是對知識的好奇心均較強，也有了一定的動手操作能力，基本符合實驗教學要求?！岸趸嫉闹迫　笔侨私贪娉踔袑嶒灲滩牡闹攸c章節(jié)之一，需要學生通過自己動手進行實驗操作，了解CO2的制取方式和過程，感受實驗的魅力。在此之前，學生已在教師的指導下，運用實驗器材進行O2的制取，已具備一定的實驗操作和氣體制作經(jīng)驗，也基本掌握了氣體制備的操作流程和注意事項。因此，在本次實驗教學前，教師可先讓學生回憶O2的制取流程，講解制取CO2的反應原理，讓他們對其基本了解后將課堂還給學生，鼓勵他們自主操作和探索，以自主探究的形式獲得CO2的制取方法，合理選擇實驗器材完成實驗。教學方法可選擇小組合作，讓班內學生組成數(shù)個實驗小組，先對實驗原理和操作過程進行討論，形成一致性意見后，再分工合作完成CO2的制取，仔細觀察每個步驟并記錄實驗結果。實驗結束時，指導小組內成員對操作中氣體性質、氣體發(fā)生及收集裝置的使用條件進行分析，探討反應物狀態(tài)、反應條件、氣體密度等問題，將O2和CO2性質及制取過程進行比較，并進一步了解實驗各環(huán)節(jié)性質，加深對實驗的印象。在此過程中，教師應充分尊重學生的主體地位，充分釋放學生的探索天性，為學生提供充足的實驗儀器，便于學生在學習理論知識后通過相應的裝置制取CO2，并在旁確保實驗的安全性；對于學生發(fā)現(xiàn)的問題給予正確引導，或者在學生進行實驗操作時提出相關問題，讓他們邊操作邊思考，形成實驗思路，通過實驗來印證自己的想法和觀點，在掌握氣體制作方法的同時提升實驗效果。

二、初中化學“二氧化碳制取”探究性實驗的設計

教師應結合教學內容和任務，指導學生開展“二氧化碳制取”的實驗探究。首先，教師應根據(jù)課堂教學內容和進度設置具有一定研究價值的問題，于實驗前向學生講解實驗目的和需解決的問題。其次，教師講解完后給學生留出獨立思考的時間，鼓勵他們結合所學的化學知識進行思考，并提出實驗假設，設計實驗過程，預測結果。最后，由學生根據(jù)自己所設計的實驗裝置和方案展開實驗操作，教師可在旁指導，提醒學生安全事項，以保證實驗安全，并針對學生實驗中遇到的問題引導他們思考解決的辦法；學生則應對實驗現(xiàn)象和反應進行仔細觀察，認真記錄實驗過程和結果。通過實驗操作和結果觀察，學生可以發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律，由教師帶領他們對其進一步歸納和總結，以鞏固和延伸實驗結果，幫助他們完善化學知識體系。

三、初中化學“二氧化碳的制取”探究性實驗教學實踐策略

該實驗的目標主要有三個部分，分別為：通過探索不同實驗裝置，培養(yǎng)學生的自主探究能力；通過小組合作，培養(yǎng)學生的團隊合作意識；通過探究二氧化碳的制取，引導學生歸納、總結氣體的制作方法。

（一）借助于微課導入實驗教學

實驗是化學的基礎，是培養(yǎng)學生探究精神和能力的重要途徑。教師可通過設置問題，引導學生對實驗知識深入思考，提出猜想和設計方案，繼而進行實驗實踐和反思。在教學導入階段，教師可以事先通過搜集資料制作成時長一兩分鐘的微課視頻，在課堂中播放，主要內容為簡單介紹二氧化碳，讓學生通過觀看視頻對二氧化碳形成初步的了解和認知。觀看視頻后，教師可先向學生簡要講解人類的生產(chǎn)生活導致大量二氧化碳氣體釋放，地球因此產(chǎn)生“溫室效應”，可造成全球升溫、冰川融化、病蟲害增多，從而提出“低碳環(huán)?！备拍?。再向學生提問“你知道哪些反應可產(chǎn)生二氧化碳？”“可分為哪幾類？”以引發(fā)學生的討論。通過討論，學生可以得到如下結論：（1）可產(chǎn)生二氧化碳的反應主要有三種。（2）木炭、一氧化碳、甲烷等含碳物質燃燒中可產(chǎn)生二氧化碳。（3）高溫且氧氣充足的環(huán)境下，碳、一氧化碳和金屬進行氧化反應后，可生成二氧化碳。（4）將碳酸鈣置于高溫環(huán)境下，可分解產(chǎn)生二氧化碳。

（二）通過探究二氧化碳反應原理培養(yǎng)學生的質疑精神

學生對學科知識質疑，往往是實現(xiàn)有效學習的關鍵。開展探究性實驗教學時，新知識的涌入必然會讓學生產(chǎn)生各種疑問，教師應鼓勵學生大膽提問，充分肯定這些問題的價值，并繼續(xù)引導他們提出各種問題。即使有部分問題學生表達不清，或對實際教學意義不大，只要學生愿意主動提出并參與討論，教師都應予以肯定，這樣才能提高學生的提問或表達能力。

教學“二氧化碳的制取”時，教師可事先向學生出示兩組藥品：（1）碳酸鈉、稀鹽酸、大理石；（2）碳酸鈉、稀硫酸、大理石。之后，教師先向學生拋出問題：“同學們，你們認為哪組藥品更適合實驗室制取二氧化碳？”學生多數(shù)會回答兩組都可以。教師進一步提問：“為什么你們認為兩組都可以呢？”學生會說：“大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和碳酸鈉都有碳酸根離子，可以和稀鹽酸、稀硫酸中的氫離子反應，就會產(chǎn)生二氧化碳?！痹诘贸龇磻砗螅處熆衫^續(xù)說：“那么，哪種物質更適合在實驗室中制取二氧化碳呢？讓我們通過實驗來看看吧！”然后，教師取等量的碳酸鈣、碳酸鈉以及大理石塊，同時和同樣濃度的稀鹽酸、稀硫酸反應，讓學生仔細觀察反應過程。在教師的引導下，學生會發(fā)現(xiàn)幾種藥品之間進行反應的劇烈程度不同。碳酸鈉無論和稀鹽酸還是稀硫酸反應都會在極短時間內冒出大量氣泡，反應速度非常快，很難及時收集二氧化碳，所以并不適合在實驗室環(huán)境中制取二氧化碳。大理石和兩種酸的反應情況也不同，大理石除了碳酸鈣成分外還有一定量的雜質，再加上大理石呈塊狀，會對反應的劇烈程度產(chǎn)生一定阻礙，雖然在與稀鹽酸反應過程中也會冒出大量氣泡，但總體反應速度適中，較易收集到二氧化碳。而大理石和稀硫酸反應時，僅僅冒出少量氣泡，不僅反應速率慢，而且僅持續(xù)一會兒時間就結束了。這時，學生必然會對此產(chǎn)生疑問，教師可以提供相關資料供學生閱讀，從中找到答案：大理石和稀硫酸反應后，會在表面產(chǎn)生一層微溶于水的硫酸鈣薄膜，隔斷大理石和稀硫酸之間的直接接觸，進而導致反應停止。此外，教師也可以提供其他如碳酸氫鈣、濃鹽酸等化學品，便于學生進行對比實驗。通過上述實驗對比，學生可獲得最終結論：在實驗室環(huán)境下制取二氧化碳，一般使用大理石或石灰石，并掌握其反應原理為：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑。該環(huán)節(jié)中，通過對實驗的觀察和探究，培養(yǎng)學生從對比中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題及解決問題的習慣和能力。同時，學生會接觸到實驗室常用的固液反應裝置和氣體收集裝置，并能在之后的實驗中逐步形成化學思維。

（三）動手操作和舉一反三

在結束了對實驗原理的探究和實驗過程的觀察后，進入由學生自行動手操作的環(huán)節(jié)。教師拋出問題“應根據(jù)什么來選擇實驗儀器？”“二氧化碳制取實驗需要注意什么問題”后，讓學生以小組為單位，在合作探討的情況下共同進行二氧化碳實驗裝置的探究和操作實踐。在此過程中，學生會結合之前學過的氧氣制取方法，回顧固液反應制取氣體的裝置結構，并討論該裝置是否適用于對二氧化碳的制取。在確定應選用的實驗化學品和器材后，由學生自主連接實驗裝置，按照所設計的實驗步驟進行二氧化碳制取，并結合二氧化碳溶于水且密度大于空氣、可與澄清石灰水反應生成碳酸鈣等特性，充分發(fā)揮自己的想象，采用多種方法對其進行檢驗。在反復討論和思考后，多數(shù)小組都會得出檢驗二氧化碳的基本方法，即將實驗所得氣體引入生石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明該氣體是二氧化碳。同時，學生還會想出通過氣味判斷，將氣體充入氣球和普通空氣氣球拿到同等高度放手、觀察哪個落地更快等方法來檢測是否為二氧化碳。實驗結束后，可開放小組間交流環(huán)節(jié)，由小組間展示自己的實驗裝置和檢驗成果，互相探討實驗設計思路，對操作過程中遇到的問題進行討論和交流，制訂最佳的實驗裝置設計方案。之后，則進入舉一反三環(huán)節(jié)，教師可以向學生提供制取其他類型氣體的材料，鼓勵他們通過小組討論和思考，自主設計一套制取裝置，以鞏固所學知識。由于初中生思維活躍，教師可在實驗操作環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮他們的主觀能動性，鼓勵他們積極思考、探索原理流程，在操作中思考如何選擇實驗發(fā)生裝置和氣體收集裝置，了解器材使用方法和注意事項，結合實驗材料、反應物的理化性質、所需反應條件，思考制取二氧化碳的相關環(huán)節(jié)，在成功獲得目標氣體后產(chǎn)生成就感，不斷提升學生的創(chuàng)造性思維。

（四）有效評價和深化反思

教學評價，是整個教學過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。探究性實驗教學注重鼓勵學生對實驗展開自主、深入的探究，在實踐和反思中獲得并運用知識。這就需要教師針對學生實驗的開展情況進行即時、有效的評價，以及通過評價深化學生的反思。教師應密切關注學生在實驗中的表現(xiàn)、情感、態(tài)度，實時掌握他們的實驗行為和方法。在“二氧化碳的制取”實驗教學中，教師可以從學生的科學探究和創(chuàng)新精神等方面，對他們的實驗表現(xiàn)進行即時評價。評價指標包括學生可否站在科學角度、在把握實驗反應原則的前提下靈活選擇實驗藥品，是否能根據(jù)現(xiàn)有資料，設計出更加安全、可操作性強的實驗裝置，能否根據(jù)對二氧化碳性質的認知來設計有效的氣體驗證方式，是否具備良好的歸納實驗現(xiàn)象的能力，能否主動參與到實驗探究中，能否將課本上所學的知識和方法應用到實踐操作中或遷移到實際生活中，能否主動向同學表達自己的觀點等。在評價方式中，教師可采用生生互評、小組互評，學生自評等，通過優(yōu)勢互補，幫助每名學生發(fā)現(xiàn)自己的不足，并產(chǎn)生反思及獲得反思體驗。也可以通過布置課后作業(yè)，要求學生記錄自己的實驗心得和感受，碰到的困難和問題，針對小組實驗情況提出自己的新見解和建議，重構實驗流程和方法，教師以作業(yè)評價的方式激勵學生，讓學生感受到來自教師的關心和支持，實現(xiàn)學生體驗和教學的動態(tài)互動。完成教學后，教師可以根據(jù)綜合評價結果，針對學生的實際問題給予個別輔導，讓他們獲得進一步提升，提高教學質效的同時真正實現(xiàn)“教—學—評”一體化。

四、結語

總之，在探究性實驗教學中，教師應根據(jù)學生化學學科素養(yǎng)的成長需求，遵循科學性原則，鼓勵學生對實驗進行自主探究。但這并不意味著教師完全放手讓學生隨意實施自己的想法，而是應發(fā)揮引導作用，指導學生站在科學角度對實驗觀察、思考、設計、操作等，真正形成科學的思維和探究方式，以充分發(fā)揮探究性教學的作用。同時，教師應在符合初中生身心成長規(guī)律的基礎上，全面優(yōu)化實驗教學組織形式，為學生留出更多的探究時間，以更為開放的方式，讓學生在正確掌握科學探究方法的前提下更深刻地感知科學原理，強化對學科知識的運用、遷移能力，獲得豐富的知識和情感體驗，在對化學知識的探究中，獲得成長必備的品格和關鍵能力，讓自己獲益一生。

（作者單位：河南省洛陽市伊川縣水寨鎮(zhèn)第一初級中學）

編輯：陳鮮艷