■張婷娥

一、化學(xué)實驗教學(xué)功效簡述

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實驗有多重功效：從認(rèn)識論的角度來看，化學(xué)實驗?zāi)転閷W(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識和理論、進(jìn)行化學(xué)假說和猜想提供直接的有說服力的事實和依據(jù)；從方法論角度來看，學(xué)生通過動手動腦完成化學(xué)實驗，以體驗性、過程性為主要方法來建構(gòu)、內(nèi)化化學(xué)知識，是有效落實“過程與方法”的重要手段；從教學(xué)論角度來看，化學(xué)實驗在激發(fā)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)有效學(xué)習(xí)的問題情境，提高學(xué)生的實驗操作技能和科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維等方面具有其他教學(xué)形式和手段所不可替代的功效；從教育論的角度來看，化學(xué)實驗在幫助學(xué)生形成科學(xué)的世界觀，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成尊重科學(xué)、注重實踐、獨(dú)立思考的良好習(xí)慣等方面具有獨(dú)特的功能。因此，優(yōu)化化學(xué)實驗教學(xué)，最大限度地發(fā)揮實驗的功效，是有效提高化學(xué)課堂效率，大面積提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要手段。

二、優(yōu)化初中化學(xué)實驗教學(xué)的途徑

1.加強(qiáng)演示實驗，提升感性認(rèn)識。

演示實驗是化學(xué)實驗教學(xué)的重要形式之一，學(xué)生通過觀看演示實驗，獲得較為全面、深刻的感性認(rèn)識。初三學(xué)生剛剛步入化學(xué)大門，規(guī)范的化學(xué)實驗操作觀念才剛剛建立，這時更應(yīng)多觀察、多模仿、多練習(xí)。教師在課堂上要結(jié)合所教內(nèi)容，適當(dāng)增加演示實驗，使學(xué)生將直觀的感性知識和抽象理論聯(lián)系起來，啟迪思維。同時教師演示時動作熟練、規(guī)范，有助于學(xué)生觀察到生動、鮮明的實驗現(xiàn)象，掌握科學(xué)實驗的方法。

【案例一】上教版九年級《化學(xué)》教材“奇妙的二氧化碳”只給出了“在通常狀況下，二氧化碳的密度比空氣大”一句話，學(xué)生往往通過死記硬背來記住二氧化碳的這一物理性質(zhì)。在教學(xué)中，教師可增加以下演示實驗（如圖1）幫助學(xué)生記憶：

實驗步驟：（1）收集兩集氣瓶的CO2氣體，調(diào)節(jié)好天平，向紙質(zhì)天平一端的杯子中傾倒一瓶CO2氣體，觀察現(xiàn)象；（2）將另一瓶氣體倒入天平的另一“托盤”中，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：看到先倒入二氧化碳一端的杯子明顯下降。另一邊也倒入二氧化碳后，天平的橫梁慢慢恢復(fù)平衡。

結(jié)論：CO2的密度比空氣大，可以像液體一樣從一個容器傾倒到另一個容器中。

在進(jìn)行演示實驗時，一方面要注意實驗的效果，另一方面還要注意引導(dǎo)學(xué)生如何觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗的本質(zhì)，并且還要注意操作的示范性。

2.改進(jìn)實驗方案，呈現(xiàn)最佳效果。

同樣一個化學(xué)實驗，有時在設(shè)計原理、操作方法或?qū)嶒炂鞑纳仙宰鲎兓?，就會呈現(xiàn)出不一樣的效果，這有助于學(xué)生建構(gòu)知識，提高效率。

【案例二】檢驗食物中是否含有淀粉，常常直接在馬鈴薯上滴加碘酒或碘水溶液，觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位常呈黑色，與教材中的現(xiàn)象不符。

優(yōu)化設(shè)計：將馬鈴薯放在酒精燈火焰上加熱片刻，待覆蓋在淀粉表面的蛋白質(zhì)膜被破壞后再滴加碘酒或碘水溶液，可觀察到碘酒溶液與馬鈴薯接觸的部位很快呈現(xiàn)藍(lán)色。

改進(jìn)原有化學(xué)實驗，摒棄了影響實驗現(xiàn)象的干擾因素，實驗效果更明顯，也更利于學(xué)生掌握化學(xué)知識。

3.運(yùn)用數(shù)字實驗，擴(kuò)展學(xué)生視野。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代高新技術(shù)裝備在課堂教學(xué)中不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)化學(xué)實驗主要以演示、驗證、定性為主，而使用一些高科技教學(xué)設(shè)備完成化學(xué)實驗則可彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗手段較難開展定量測定的缺陷，具有傳統(tǒng)實驗難以代替的功效。將傳統(tǒng)化學(xué)實驗手段與現(xiàn)代高科技教學(xué)設(shè)備相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，有利于學(xué)生開闊眼界，為實驗教學(xué)提供更為可靠、科學(xué)的依據(jù)。

【案例三】測定蠟燭不同層火焰的溫度。

傳統(tǒng)實驗：如圖2，將一根火柴梗插入燃燒的蠟燭火焰中，1～2秒后拿出來，觀察到插入火焰的焰心部位的火柴梗沒有變黑，焰心外面的部分已經(jīng)燒焦了，如圖3。說明焰心的溫度最低。

缺點：外焰和內(nèi)焰溫度的高低很難比較出來。

圖2

圖3

數(shù)字化實驗：如圖4，將3支溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集器、電腦（裝有相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件）相連接。如圖4，將3支溫度傳感器分別置于蠟燭火焰的外焰、內(nèi)焰和焰心部位，點擊軟件上的“開始”按鈕，觀察電腦呈現(xiàn)的溫度數(shù)據(jù)變化及曲線變化趨勢，如圖5。

圖4

圖5

結(jié)論：蠟燭火焰（酒精燈火焰）分為3層，其中外焰部分溫度最高，其次是內(nèi)焰，而焰心部分的溫度最低。

數(shù)字化實驗是現(xiàn)代高新科技進(jìn)入課堂教學(xué)的具體應(yīng)用。應(yīng)用數(shù)字化實驗儀器完成化學(xué)實驗，可以更直觀、精確地為學(xué)生提供化學(xué)事實，幫助學(xué)生更好地理解實驗中所包含的化學(xué)核心概念和原理，增加實驗證據(jù)的說服力。

4.開展實驗探究，提高科學(xué)素養(yǎng)。

化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：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……義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(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)問題的重要實踐活動。科學(xué)探究活動是初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要途徑，也是化學(xué)課程的重要組成部分。實驗探究是指通過實驗來進(jìn)行的一種探究活動，它是科學(xué)探究在化學(xué)實驗教學(xué)中的具體化。

【案例四】在講授水的凈化中活性炭的吸附作用時，若單純通過口述告訴學(xué)生活性炭可以吸附顏色和異味，顯得枯燥呆板。若設(shè)計如下探究實驗，課堂就會立刻活躍起來，學(xué)生也能在實驗探究中增長才干，提高素養(yǎng)。

背景資料：伴隨著生活污水、工業(yè)廢水的任意排放，農(nóng)藥、化肥的濫用，原本清澈的河流如今已面目全非。

展示：從印染廠附近的河域取回的污水，紅紅的且隱隱散發(fā)著一股惡臭。

問題：怎么還該河水本來面目呢？

資料：活性炭具有較強(qiáng)的吸附性，能吸收色素和異味。

學(xué)生活動：取樣于試管中，加入活性炭，振蕩1min～2min，過濾，將過濾后所得的液體與原來的污水進(jìn)行對比。

實驗現(xiàn)象：河水變清了，請學(xué)生聞一下，原來怪怪的氣味也沒有了！

該實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯，通過實驗探究，驗證了活性炭的吸附性，同時也復(fù)習(xí)了過濾等實驗操作，學(xué)生印象深刻。實驗探究讓學(xué)習(xí)變得既輕松又簡單，學(xué)生在掌握知識的同時享受著成功的喜悅。

開展實驗探究活動需要自由、輕松的氣氛。愛因斯坦說過：“學(xué)生神圣的好奇心好比一株脆弱的幼苗，它除了需要鼓勵外，要有自由，要是沒有自由，它不可避免地會夭折。”所以，在實驗探究活動中要給學(xué)生較多的時間、空間和活動的自由；要幫助學(xué)生克服害怕出錯、害怕失敗等心理，不斷地激勵學(xué)生積極參與實驗探究活動。

三、體會與思考

優(yōu)化化學(xué)實驗教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率，讓學(xué)生在體驗中建構(gòu)知識，主要要處理好以下幾對關(guān)系：

1.講與做的關(guān)系。即要處理好教師的講解與學(xué)生活動之間的關(guān)系。在以實驗為主的課堂中，經(jīng)常會出現(xiàn)兩種情況：一種是教師面面俱到，講得太多，“滿堂灌”導(dǎo)致學(xué)生動手時間不足，造成學(xué)生的動手欲望得不到滿足，意猶未盡；第二種情況正好相反，即過于放任學(xué)生，“放羊式”實驗教學(xué)，導(dǎo)致動手時間過長，這樣的結(jié)果是草草收尾，沒有歸納總結(jié)，學(xué)生不能完整地建構(gòu)知識體系。

2.導(dǎo)與學(xué)的關(guān)系。即要處理好教師引導(dǎo)與學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)系。以實驗體驗、科學(xué)探究為主體的課堂，教學(xué)形式較為開放、自由，這時要特別注意不能盲目放手。因為初中階段的學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的時間不長，在教學(xué)中教師必須發(fā)揮引導(dǎo)和指導(dǎo)的作用，而學(xué)生也要充分發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)積極性與主動性，這樣才能構(gòu)建高效的化學(xué)課堂。

3.技術(shù)與實驗的關(guān)系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)輔助教學(xué)已成常態(tài)，通過多媒體制作的很多演示實驗具有清晰、簡潔、放大、回放、安全、綠色等功能，成為部分教師的新寵，他們甚至完全用課件代替實驗。若長期應(yīng)用多媒體而忽視動手操作，化學(xué)實驗的部分功能就得不到實現(xiàn)。特別是在培養(yǎng)學(xué)生的動手實驗?zāi)芰?、化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)等方面，多媒體技術(shù)是無論如何也取代不了動手實驗的。