謝開芬　王友智

摘 要：本文從初中化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的能力，借助已有知識開展探究方案的設(shè)計(jì)能力，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生探究方法的培養(yǎng)，最后從教師教材資源出發(fā)歸納出可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)去提高學(xué)生綜合探究能力進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)；科學(xué)思維發(fā)展

化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，也是義務(wù)教育階段化學(xué)課程的重要內(nèi)容。對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用”。科學(xué)探究的重要途徑就是實(shí)驗(yàn)。如何在教學(xué)課時緊張的背景下充分發(fā)揮教材的作用，最大限度發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，使初中學(xué)生具備基本的科學(xué)探究能力。通過多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)教材中有許多隱性實(shí)驗(yàn)資源，如果能在課堂教學(xué)中加以充分利用，不僅可以使學(xué)生理解學(xué)科本質(zhì)，突破初中化學(xué)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，還能真正學(xué)會科學(xué)探究方法，形成科學(xué)探究的能力。

1 利用控制變量法進(jìn)行典型的演示實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

控制變量法是一種重要的實(shí)驗(yàn)思維方法，也是探究活動中運(yùn)用最多的方法之一對培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)思維，學(xué)習(xí)使用科學(xué)方法，提高科學(xué)素養(yǎng)具有重要的作用。在整個初中化學(xué)教材中，眾多演示實(shí)驗(yàn)貫穿與整個初中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，這為我們在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力提供了條件。但每個探究實(shí)驗(yàn)中探究的思維方式并不相同，如果老師們能夠選擇典型實(shí)驗(yàn)去培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維方式，對學(xué)生的長足發(fā)展一定能起到很好的作用。比如可以借助教材中探究“二氧化碳能與水的反應(yīng)生成碳酸”的實(shí)驗(yàn)、，引導(dǎo)學(xué)生完成一次完整的控制變量法探究活動，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法思考問題和進(jìn)行探究活動的能力。具體設(shè)計(jì)如下：通過教材中【實(shí)驗(yàn)6-4】，通過向存放有二氧化碳的一個軟塑料瓶中倒入半體積的水后震蕩，學(xué)生觀察到軟塑料瓶變癟了，學(xué)生很容易想到二氧化碳能溶于水使塑料瓶中的氣壓小于外界大氣壓，所以塑料瓶變癟。接下來就進(jìn)入完整的控制變量法的探究活動，【發(fā)現(xiàn)問題】教師取出塑料瓶中的部分液體放入燒杯中，用一朵紫色石蕊試液染成的小花放入其中，讓學(xué)生觀察，紫色小花變成了紅色?！咎岢霾孪搿恳龑?dǎo)從發(fā)現(xiàn)的小花變紅問題讓學(xué)生進(jìn)行猜想：使紫色小花變紅的原因：猜想一：是水將小花變成了紅色；猜想二：是二氧化碳將小花變成了紅色：猜想三？ 此處學(xué)生不知道酸能使紫色石蕊試液變紅色，所以可能也得不出二氧化碳能與水反應(yīng)產(chǎn)生了碳酸猜想?！静殚嗁Y料】這個環(huán)節(jié)中老師也沒有必要先給學(xué)生進(jìn)行酸能使紫色試液試液變紅的信息，在課堂教學(xué)中老師可以利用學(xué)生提出的假設(shè)讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】1、重新用一朵紫色小花放入水中觀察現(xiàn)象，2.將一朵紫色小花放入二氧化碳的集氣瓶中觀察發(fā)生的現(xiàn)象。結(jié)果是紫色小花都沒有變色，這時老師就利用好學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，是不是二氧化碳與水反應(yīng)的結(jié)果呢？得出猜想3：是二氧化碳與水反應(yīng)后的生成物使紫色小花變成了紅色。此時教師在給予【資料】“酸能使紫色石蕊試液變成紅色”再進(jìn)行【方案設(shè)計(jì)】和【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】，【歸納與小結(jié)】，得出二氧化碳能與水反應(yīng)生成了一種酸即碳酸。最后老師一定帶領(lǐng)學(xué)生【反思與交流】從探究活動的中如何【發(fā)現(xiàn)問題】直到【反思與交流結(jié)束】重點(diǎn)歸納本次探究活動中的一種重要的實(shí)驗(yàn)方法--控制變量法。相信經(jīng)過一次這種完整的活動學(xué)生就一定能靈活應(yīng)用控制變量法開展實(shí)驗(yàn)探究的。這對后續(xù)實(shí)驗(yàn)如【實(shí)驗(yàn)7-1】探究燃燒條件、【實(shí)驗(yàn)活動四】探究鐵生銹的條件，以及一些中考試題中探究酸或堿溶液能使指示劑變色、探究硫酸亞鐵溶液顯示淺綠色的原因等類似的探究問題，學(xué)生就會迎刃而解了。

2 讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

人教版九年級化學(xué)下冊，在呈現(xiàn)堿的化學(xué)性質(zhì)時，先讓學(xué)生回憶檢驗(yàn)二氧化碳的化學(xué)方程式說明氫氧化鈣能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，接著就介紹氫氧化鈉不僅能吸收水分，還能與空氣中的溶液二氧化碳能反應(yīng)生成碳酸鈉和水，并將反應(yīng)的化學(xué)方程式呈現(xiàn)在教材中。在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生對反應(yīng)是不是真的會發(fā)生，還是很期待能夠用過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證一下。如果老師們能順應(yīng)學(xué)生心理的需求，演示將二氧化碳通入盛有氫氧化鈉的溶液中，其實(shí)根本看不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。此時如果老師能關(guān)注學(xué)生的好奇心，將本實(shí)驗(yàn)作為一個探究二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)是否發(fā)生，此實(shí)驗(yàn)就可以成為培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力的好素材。具體作法可以是：老師引導(dǎo)學(xué)生回顧化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是新物質(zhì)的產(chǎn)生和反應(yīng)物的消失。最后歸納出設(shè)計(jì)反應(yīng)發(fā)生的兩種思路。設(shè)計(jì)思路一：從反應(yīng)物的消失角度設(shè)計(jì)。氣體+液（固體）→ 不生成氣體 → 形成了壓強(qiáng)差 → 不同現(xiàn)象。此處需要給學(xué)生提供資料信息，生成的碳酸鈉溶液也是堿性的；然后讓學(xué)生分小組合作完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。通過討論，學(xué)生就能夠從反應(yīng)物中二氧化碳的消失，借助二氧化碳能溶于水使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)：得出以下多種實(shí)驗(yàn)方案：

【方案一】：用一個軟的塑料瓶收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，然后用注射器從塑料瓶蓋處往塑料瓶中加入氫氧化鈉溶液，觀察塑料瓶會變癟。為了證明不是二氧化碳與水的反應(yīng)造成的，還需要做一個對比試驗(yàn)，就是用注射器加入等量的水和氫氧化鈉溶液。

【方案二】：用氣球來做實(shí)驗(yàn)。在一個瓶子里收集一瓶CO2，迅速倒NaOH，然后用一

個導(dǎo)管的一端套上一個氣球的塞子塞緊，我預(yù)計(jì)能看到氣球鼓起。

思路二：從生成物的產(chǎn)生角度設(shè)計(jì)。從已學(xué)知識模擬泡沫滅火器的原理中碳酸鈉與濃鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)生氣體、碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體等知識中尋找思路。學(xué)生討論得出以下方案：

【方案】：在反應(yīng)后的溶液中加入稀鹽酸如果有氣泡出現(xiàn)，說明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)并生成了含有碳酸鈉的溶液。

3 以教材的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出： 科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增進(jìn)對科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究能力具有不可替代的作用。人教版2012新教材第十單元課題2《酸和堿的中和反應(yīng)》實(shí)驗(yàn)【10-8】，教材呈現(xiàn)的就是一個驗(yàn)證酸和堿能發(fā)生中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)教材中是先將氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試液，然后在想溶液中滴加稀鹽酸，溶液中的紅色消失，學(xué)生從紅色消失去判斷它們之間能發(fā)生反應(yīng)。教材如果老師把這個實(shí)驗(yàn)稍做改進(jìn)就可以成為一個很好的探究性實(shí)驗(yàn)，不僅可以驗(yàn)證中和反應(yīng)能夠發(fā)生，還可以培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的實(shí)質(zhì)角度去思考和解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成思考主動探究問題的正確路徑。鹽酸與氫氧化鈉的中和反應(yīng)是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過酸和堿的化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)的一個實(shí)驗(yàn)，因此學(xué)生已經(jīng)有了檢驗(yàn)酸和堿的知識儲備。在課前我先給學(xué)生準(zhǔn)備了很多可以驗(yàn)證酸和堿的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)藥品和器材，然后我在教學(xué)過程一開始就創(chuàng)設(shè)問題情境，演示將鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中讓學(xué)生【發(fā)現(xiàn)問題】，然后問：他們發(fā)生反應(yīng)了嗎？讓學(xué)生【進(jìn)行猜想】，看了教材的學(xué)生都回答反應(yīng)發(fā)生了。接下來問如何驗(yàn)證反應(yīng)是否發(fā)生呢？這時我讓學(xué)生回憶從微觀的角度說化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？回答是分子劃分成原子，原子再重新組合成新的分子。我補(bǔ)充點(diǎn)撥：從宏觀的角度就是原物質(zhì)的消失和新物質(zhì)的產(chǎn)生。那今天同學(xué)們就按照化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)角度去設(shè)計(jì)探究氫氧化鈉與鹽酸是否真的發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。此時我給學(xué)生一個信息“氯化鈉溶液呈中性?！弊寣W(xué)生分小組設(shè)計(jì)【實(shí)驗(yàn)方案】。然后后再進(jìn)行小組交流方案和評價方案，最后讓個小組按照設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。接下來根據(jù)方案【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】→【結(jié)論與方案評價】→【交流與反思】，老師最后帶著學(xué)生歸納出來三種設(shè)計(jì)思路進(jìn)行：一是從反應(yīng)物的消失角度探究，在反應(yīng)前的氫氧化鈉溶液和稀鹽酸中滴加指示劑的方式，二是利用酸或堿的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)在反應(yīng)后的溶液中通過驗(yàn)證鹽酸或氫氧化鈉溶液是否消失，三是從檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液是否還呈現(xiàn)酸性或堿性。這一次主題探究活動的設(shè)計(jì)，既能促使學(xué)生對酸堿化學(xué)性質(zhì)的進(jìn)一步復(fù)習(xí)，促進(jìn)認(rèn)知反思。還能夠使完成一次學(xué)生體驗(yàn)了一次完整的探究過程，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究對于沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究的方法。

4 分析歸納教材提供的實(shí)驗(yàn)類型，巧設(shè)探究點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生探究意識促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

新課程改革明確要求：“教師不僅是教材使用者，而應(yīng)該成為教學(xué)資源的開發(fā)者?！睂?shí)驗(yàn)探究的目的主要是讓學(xué)生去體驗(yàn)探究的過程，所以探究點(diǎn)的選擇教師必須既要滿足在現(xiàn)有課時基礎(chǔ)上要能夠完成教學(xué)要求，也要做到既能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，還能使學(xué)生建構(gòu)起初中化學(xué)的主干知識。我在執(zhí)行課程實(shí)驗(yàn)中對實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)的創(chuàng)設(shè)做了以下嘗試：

1、以化學(xué)反應(yīng)的條件進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，比如探究鐵的生銹的條件。

2、以生成物性質(zhì)有關(guān)的探究，探究物質(zhì)的變質(zhì)問題。以人教版2012新教材P78習(xí)題4為素材開展一次完整的主題探究活動。

3.以初中重要?dú)怏w的制取為探究點(diǎn)，探究完整的氣體制取思路；比如二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法就是一個很好的探究素材。

4、以物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)驗(yàn)證展開，從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)原物質(zhì)的消失和新物質(zhì)的生成進(jìn)行創(chuàng)設(shè)。對有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的而且比較安全的演示實(shí)驗(yàn)改作分組實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的直觀認(rèn)知體驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如金屬與酸及鹽溶液的反應(yīng)，常見酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)探究等。這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯而且也比較安全。這樣也對學(xué)生學(xué)習(xí)酸堿鹽這部分初中生都公認(rèn)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)突破很有幫助。

5、以反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)為探究點(diǎn)，展開反應(yīng)是否發(fā)生的探究。

6、以探究反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的組成為探究點(diǎn)。以教材【實(shí)驗(yàn)11-2】為素材，展開反應(yīng)后溶質(zhì)的組成情況的探究。

教學(xué)需要培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)入高一級學(xué)校學(xué)習(xí)的要求，更要培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的人。我們所教的初中學(xué)生很大部分也考不上普通高中。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，我們的教學(xué)要面對全體學(xué)生；基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)的任務(wù)也不僅只是針對考試。初中教師是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙人，所以教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成探究問題的意識，使學(xué)生掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)反應(yīng)的探究原理，為學(xué)生的未來學(xué)習(xí)和生活奠定好良好的基礎(chǔ)。