重视实验的设计与反思 提高化学教学的有效性

杨明

摘要：高中化学新教材打破了旧的编写体系，体现了“教本教材”向“学本教材”转变。新教材重视学生原有学习基础，编写时合理使用“先行组织者”策略。本文探讨“先行组织者”在化学新教材中呈现的形式及“先行组织者” 教学策略的运用。

关键词：新教材；先行组织者；教学策略

文章编号：1008-0546（201２）０４-0089-02中图分类号：G６３２．４１文献标识码：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０４．０39

化学是一门实验性科学，研究化学是以实验为基础的，化学实验是化学教学的主要内容之一。以化学实验为突破口，重视有效实验教学， 才能真正实现化学课堂教学的有效性。

一、重视培养学生实验设计能力

化学实验方案的设计能力，是实验探究能力的重要组成部分，进行化学实验设计的过程，也就是学生经历制定实验探究活动计划，发展实验探究能力的过程，因此教师在开展探究性教学中，要尽可能多地为学生创造进行化学实验设计的机会，使学生在化学实验设计的过程中，体会实验设计的重要性、初步掌握化学实验设计的基本方法，从而使探究实验更有效。

1.帮助学生分析实验设计的思路

例如，可在教学中让同学们对Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、稀盐酸四种无色溶液进行鉴别。

思路分析：此实验设计提出的问题非常明确，就是要检验Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、稀盐酸四种溶液。引导学生紧紧围绕酸、碱、盐的化学性质来设计如下方案：

方案一：利用紫色石蕊试液鉴别四种溶液：

方案二：不用紫色石蕊试液也能鉴别出四种溶液。做了如下实验：

再如，物质之间发生化学反应时，常伴随有明显的现象，但有些化学反应却观察不到明显的现象。为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，可引导学生从反应中溶液酸碱度的变化、反应中溶液温度的变化、在溶液中加入指示剂，再根据指示剂的变色情况等角度设计了如下实验方案，并进行实验。

方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

方案二：先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

方案三：化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。

2.指导学生组装实验装置

实验装置的组装是实验设计的重要一环，因为设计好的实验方案需要通过一定的实验装置去完成，没有正确的实验装置，就无法完成探究性实验。

下图是实验室制取气体的常用仪器。在选择仪器组装制气装置时，要引导学生从反应物的状态、反应的条件、气体的物理性质和化学性质等方面去考虑。例如， 某同学用氯酸钾制取、用排空气法收集一瓶氧气，应选择下图中的①④⑤⑨； 某同学用过氧化氢溶液制取、用排水法收集一瓶氧气，应选择下图中的②③⑥⑦；某同学要制取并收集一瓶H2，并使反应能随关随停，应选择下图中的②③⑥⑦或②③⑤⑧。

再如，選用下列仪器和试剂设计一套装置检验混合气体中CO、CO2、H2、H2O的存在（仪器可重复使用）。首先要引导学生回顾检验以上四种气体中某一单一气体的方法。即检验CO可选择B和D，检验CO2可选择D，检验H2可选择B和A，检验H2O可选择A。再思考，H2O 和CO2应先检验何气体？为什么？CO2和H2O的存在对CO和H2的检验是否有干扰？如果有干扰，通过何装置可以除掉？通过以上层层思考，学生就很容易组装出检验上述四种气体的装置，即ADCFBADF。

二、重视培养学生对探究性实验的反思能力

新课程标准的理念认为：反思是一种理论与实践间的对话，是两者之间相互沟通的桥梁。在教学中，“反思”不是简单的“回顾”，它包含着反省、思考、探索在教学过程中各个方面存在的问题，并能从中吸取经验教训而得以改进和提高的过程。

1.对实验原理的反思

例如，在实验室制取二氧化碳的教学后，可针对制取原理设计如下问题让学生反思：制取二氧化碳气体为何不用稀硫酸？能否用浓盐酸？为何不用纯碳酸钙粉末？能否用碳酸钠粉末？再如，在炼铁教学中，为何选择赤铁矿或磁铁矿与一氧化碳反应？能否用黄铁矿？学生通过对以上问题的讨论与反思，将会大大提高实验教学的有效性。

2.对实验装置的反思

例如，下图是某研究性学习小组设计的实验室制取O2、H2或CO2几种装置，请你分析：

① B与A相比优点是② C与B相比优点是

③ 实验室制取氢气或二氧化碳时，B、C装置中的铜网能否换成铁网？

学生通过对以上几种装置的反思，不仅可以体会到在实验设计中实验装置最优化的思想，而且，也能帮助学生认识到节约资源，保护环境的重要性。

3.对实验方案的反思

例如，在用废铜屑制取硫酸铜的实验中，有下列两种实验方案可供选择：

甲方案：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O

乙方案：2Cu+O2 2CuO

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

通过对比这两种实验方案，你认为选用哪种方案更好？请说明你的理由。

分析：甲方案有二氧化硫气体产生，对环境有污染；通过计算可知，若制取相同质量的硫酸铜，乙方案需要的原料更少，成本更低；从安全的角度，甲方案用到浓硫酸，故乙方案更加安全。因此方案乙较好。

总之，教师要在实际教学中，不断总结经验，结合教学内容，精心设计实验，使实验教学

更具有发展性、探究性和开放性，从而真正培养学生的探究能力，提高化学教学的有效性。