陳芳芳

摘要：基于實驗教學(xué)的視角，以滬教版“石灰石的利用”為例，通過實驗的優(yōu)化及整合，提高新授課的效率，提升思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生探究、分析應(yīng)用知識的能力。

關(guān)鍵詞：石灰石的利用；實驗教學(xué)；演示實驗；分組實驗；課外實驗活動

文章編號：1008-0546（2014）07-0054-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.020

一、設(shè)計的指導(dǎo)思想

實驗是優(yōu)化教學(xué)的重要手段和內(nèi)容。義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實驗和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提高科學(xué)探究能力。中學(xué)階段的演示實驗、分組實驗和課外實驗活動等在教育教學(xué)功能上有一定的差異，如何優(yōu)化整合實驗，進(jìn)行有效教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展是化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容之一。筆者在“石灰石的利用”教學(xué)中做了初步嘗試。

二、教學(xué)過程

[導(dǎo)入]以時間為軸，播放一組人類利用石灰石的圖片。這些人類文明的奇跡和重要的生產(chǎn)活動都與這塊巖石有密不可分的聯(lián)系，它就是伴隨著人類文明和發(fā)展的石灰石！

設(shè)計意圖：金字塔、萬里長城等遺跡的建造利用了石灰石，現(xiàn)代工業(yè)中生石灰的制造、工業(yè)煉鐵、水泥的生產(chǎn)都離不開石灰石。通過圖片展播的形式，讓學(xué)生體會在人類發(fā)展的進(jìn)程中石灰石的作用。為探究石灰石利用的化學(xué)原理埋下伏筆。

1. 實驗環(huán)節(jié)一 探究碳酸鈣與鹽酸的反應(yīng)

[提出問題]錐形瓶內(nèi)放有一些石灰石，怎樣驗證其中含碳酸鈣？

[演示實驗]石灰石與鹽酸的反應(yīng)。

設(shè)計意圖：根據(jù)教材[2]的編寫順序，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了實驗室制取二氧化碳，認(rèn)識了碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)的性質(zhì)?！叭绾悟炞C石灰石中含有碳酸鈣？”促使學(xué)生思考“如何利用物質(zhì)的性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行初步檢驗”。 演示實驗的示范作用也為后續(xù)分組實驗作了鋪墊。

[分組實驗]石灰石中含有碳酸鈣，巖石中是否都含碳酸鈣？

設(shè)計意圖：依據(jù)分組實驗，利用學(xué)生身邊的物質(zhì)，激發(fā)學(xué)生探究的興趣。在鞏固基本實驗操作技能的同時，深化“利用物質(zhì)的性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行初步檢驗”的認(rèn)識。體驗實驗的過程，養(yǎng)成思考、設(shè)計，動手操作、完成實驗報告、交流反思的好習(xí)慣。在協(xié)作中實驗，在交流中提升。

[實物展板]部分巖石中含有碳酸鈣，生活中的一些物質(zhì)也含有碳酸鈣。

設(shè)計意圖：通過實物展板的形式（貝殼、珊瑚、珍珠、水垢、雞蛋殼）讓學(xué)生體會碳酸鈣存在形式的多樣性，逐步養(yǎng)成從化學(xué)的視角看身邊的物質(zhì)，為課外實驗活動提供了素材。

2. 實驗環(huán)節(jié)二 探究碳酸根離子的檢驗方法

[演示實驗]試管內(nèi)有一些白色粉末（碳酸鈉），向其中加入稀鹽酸，并把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水。換另一種白色粉末（碳酸鉀），完成類似的實驗。

[提出問題]能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的物質(zhì)一定是碳酸鈣？碳酸鈉、碳酸鉀在組成上與碳酸鈣有何相似之處？如何檢驗碳酸根離子？

設(shè)計意圖：通過實驗，學(xué)生認(rèn)識了碳酸鈣與鹽酸的反應(yīng)及初步檢驗碳酸鈣的方法。而碳酸鉀、碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的實驗，與學(xué)生的認(rèn)知形成了沖突，激發(fā)學(xué)生通過表觀現(xiàn)象探索學(xué)科本質(zhì)，認(rèn)識碳酸根離子的檢驗方法。逐步形成認(rèn)識性質(zhì)的微觀視角，持續(xù)構(gòu)建“微粒觀”。

3. 實驗環(huán)節(jié)三 探究碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)

[演示實驗]灼燒石灰石，敲擊灼燒前、后的石灰石。

[提出問題]成分是否發(fā)生變化？如何驗證氧化鈣的生成？

[演示實驗]取兩只小燒杯，分別加入適量蒸餾水，放入未灼燒和灼燒后的石灰石，取上層清液于試管中，向其中吹氣。

[討論]實驗中現(xiàn)象差異的原因。

[演示實驗]生石灰與水的反應(yīng)。

設(shè)計意圖：此過程由四個實驗組成——灼燒后的石灰石質(zhì)脆，引發(fā)對碳酸鈣分解反應(yīng)的思考；后投入水中、向上層清液吹氣，溶液的渾濁引發(fā)對二氧化碳與石灰水反應(yīng)的思考；通過工業(yè)產(chǎn)品生石灰與水實驗現(xiàn)象再次認(rèn)識氧化鈣與水反應(yīng)的性質(zhì)。上述實驗環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生在探索過程中認(rèn)識、運用碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的性質(zhì)。

4. 實驗環(huán)節(jié)四 課外實驗活動體驗氧化鈣、氫氧化鈣的性質(zhì)

[課堂活動]依據(jù)碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣的性質(zhì)探尋物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，分析石灰石、生石灰、熟石灰的用途。

[課堂總結(jié)]我們今天學(xué)習(xí)了石灰石的利用，對物質(zhì)進(jìn)行利用時，可根據(jù)它的性質(zhì)進(jìn)行直接利用，更可根據(jù)它的化學(xué)性質(zhì)，通過物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，不斷拓展其利用的范疇，實現(xiàn)間接利用，更好地造福人類。這也是化學(xué)學(xué)科魅力與價值的一種體現(xiàn)。

[課外實驗活動]

（1）課本135頁“活動與探究”，可以參考投影上的實驗報告。

（2）雞蛋殼和醋酸反應(yīng)并推測成分。

三、教學(xué)反思

1. 演示實驗—合理“活化”實驗，讓思維在探索中深化

演示實驗的基本方式是教師演示實驗過程，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。正是因為這樣的組織形式，演示實驗要有明顯的實驗現(xiàn)象，較高的實驗效率，在教學(xué)設(shè)計中關(guān)注合理規(guī)劃知識，“活化”實驗，如“石灰石高溫分解實驗”。在設(shè)計中改進(jìn)了教材中的實驗，使用戶外用品“煤氣燈”代替“酒精噴燈”可提高實驗的效率?！白茻蟮氖沂脫艏此椤奔ぐl(fā)學(xué)生思考其中的化學(xué)原理；“吹氣變渾”的實驗現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生思考?xì)溲趸}的來源；“氧化鈣與水反應(yīng)”的實驗現(xiàn)象中學(xué)生再次認(rèn)識到氧化鈣與水反應(yīng)的性質(zhì)，并對化學(xué)反應(yīng)中能量的變化引起思考。實驗探究的過程層層深入，激發(fā)學(xué)生不斷運用“元素觀”、“變化觀”思考反應(yīng)，持續(xù)構(gòu)建化學(xué)基本觀念，輕松掌握“三石”間的轉(zhuǎn)化。在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，實驗的設(shè)計還可以更“活”，如利用酸堿指示劑，質(zhì)量的變化等等。endprint

2. 學(xué)生分組實驗—細(xì)致規(guī)劃實驗，讓思維在體驗中發(fā)散

分組實驗，是以學(xué)生動手操作為主，在教師指導(dǎo)下獨立或合作完成實驗，以鍛煉學(xué)生的實驗技能，學(xué)習(xí)研究科學(xué)的基本方法為主要目的[3]。在教學(xué)時突出實驗研究的一般過程，加強實驗技能的同時培養(yǎng)學(xué)生較好的實驗習(xí)慣，提升實驗素養(yǎng)，如本課中分組實驗—探究“是否所有的石塊中都含碳酸鈣”。教學(xué)設(shè)計時從實驗前、實驗中、實驗后三方面整體規(guī)劃。實驗前，明確實驗?zāi)康?，引?dǎo)學(xué)生利用藥品和儀器設(shè)計實驗，思考、交流實驗的步驟和注意事項，養(yǎng)成先思考后動手的實驗習(xí)慣；實驗中，依據(jù)討論得出較為合理的步驟實驗，提醒學(xué)生記錄實驗現(xiàn)象或采集實驗數(shù)據(jù)，關(guān)注薄弱實驗小組、予以幫助；實驗后，學(xué)生對實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)分析處理，通過小組間的交流，對比異同，思考原因，提升實驗的品質(zhì)。本課中，由于石塊這一自然物質(zhì)本身所含有的成分不完全相同，實驗現(xiàn)象的不完全一致，讓學(xué)生學(xué)會尊重實驗事實，此課堂生成資源為課后的思考和探究提供了素材，將課堂有效地延伸。而“焰色反應(yīng)”檢驗鈣離子將在后續(xù)的學(xué)習(xí)中認(rèn)識，本課中只是對碳酸鈣進(jìn)行初步檢驗。

3. 課外實驗—依托實驗報告，讓思維在實踐中創(chuàng)新

課外實驗活動是為實現(xiàn)一定的目的而展開的一種特殊的情境體驗，是化學(xué)常規(guī)實驗教學(xué)的必要補充，它能使學(xué)習(xí)者完完全全地體驗著學(xué)習(xí)的全過程，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而且為培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，提升思維品質(zhì)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)提供了良好的運作空間[4]。在實際教學(xué)中，課外實驗實施較難，如藥品和儀器的來源問題等。學(xué)生在網(wǎng)上購買一些基本的儀器和藥品，利用日常生活中的一些物品（如利用生石灰干燥劑來替代生石灰、雞蛋殼來替代碳酸鈣、眼藥水瓶替代膠頭滴管等）做替代品，收集替代品的過程激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，促使其從化學(xué)的視角看生活中的物品。本課中，筆者嘗試?yán)脤嶒瀳蟾娴男问綆椭鷮W(xué)生有序地思考、設(shè)計、安排人員，完成實驗。從反饋的實驗報告可知，此次活動中，小組之間并沒有明顯的界限，同學(xué)們在活動中分工合作，取長補短，共同提高；各組的實驗報告和活動照片在班級“文化角”中展示。課外實驗活動不是完全“放手”而應(yīng)伸出一只手幫著學(xué)生逐步有序地完成，實驗報告就是這樣的一只“手”。

實驗使化學(xué)充滿魅力，是培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)思維、提升科學(xué)素養(yǎng)的重要載體。開展多樣化的實驗活動讓學(xué)生有機會去體驗知識、原理的形成過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法既是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，也應(yīng)是廣大一線教師不斷的追求。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[M]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[2] 課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書（修訂本·九年級·上冊）[M]. 上海教育出版社，2010

[3] 陸建源. 新課標(biāo)下化學(xué)分組實驗教學(xué)策略的研究 [J]. 化學(xué)教育，2010，（2）

[4] 朱文仙. 開展化學(xué)課外實驗活動的實踐與認(rèn)識 [J]. 化學(xué)教學(xué)，2004，（12）endprint