挖掘初中化学基础实验的功能价值

□江苏省太仓市新区中学 陶玥

挖掘初中化学基础实验的功能价值

□江苏省太仓市新区中学 陶玥

初中化学教材中的基础实验，不仅是要培养学生的实验操作能力，更是为了提高学生的科学探究能力。

初中化学 基础实验 功能价值

“化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。”从化学课程的性质可以看出实验在化学课程中的重要地位和作用。

一、形成制备气体的设计思路，培养严谨认真的科学态度

课标要求学生具备“初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体”的能力，而氧气的制取和二氧化碳的制取正是为这个教学目标服务的。基础实验1和基础实验2是初中阶段气体制备的重点教学内容，两套气体发生装置（加热固体制气体、固液反应不需加热制气体）的设计思路又能很好地迁移到以后的学习中。在具体的教学中，对于“氧气的制取”，在实验技能方面，发生装置、收集装置的设计和连接方面需要教师更多的指导；而“二氧化碳的制取”实验，主要是学生的分析和设计。例如，在学习了实验室制取氧气的基础上，在教师的引导下，学生在“二氧化碳的制取”这堂课中设计出了一系列的发生装置——最简单的固液反应装置（图1）、加液方便的装置（图2）、可以控制液体药品滴加速度的装置（图3）、可以控制反应发生和停止的各种简易装置（图4），从而更好地理解启普发生器（图5）的使用要求和原理。

在气体收集方法的选择上，教师可以通过引导学生分析所制气体的性质（特别是密度和溶解性）来选择适当的收集装置。对气体的收集还可以进一步挖掘，如给学生提供这样一个装置（如图6所示），如何用向上排空气法和排水法分别收集一瓶氧气呢？如果图6所示的装置中充满了氧气，如何来测量这瓶氧气的体积呢？如果要收集一瓶密度比空气小的气体，装置两端的导管又该如何连接呢？学生带着这些问题进行实验，亲身体验科学探究的过程，有助于培养其严谨认真的科学态度。

二、提高实验设计能力，建构物质的变化观

中学化学课程标准中，对实验部分的要求从低到高有四个层次，第四个层次就是指导学生初步学会根据实验课题设计实验方案，并按照实验方案进行实验操作和小结。因此，在平时的化学实验教学中，教师就应注重培养、提高学生根据实验课题提出实验设计思想、设计完善实验方案的能力，在教学过程中更多地追问学生“你是怎么知道的？”而不是“你知道吗？”如在教学“燃烧与灭火”的内容时，应充分挖掘“物质燃烧的条件”这一基础实验的功能价值，让学生在实验思想的提出和实验方案的设计过程中，学会发现问题、分析问题、寻找实验现象与结论之间的关系，从化学思想和方法的角度进行训练，增强学生设计实验的能力和实验意识。在学生根据日常生活经验推测出燃烧的条件后，教师要求学生设计出方案，并用设计的方案来验证他们的推测。教师结合基础实验3给学生提供酒精、蒸馏水、棉花球、玻璃棒、小木块、小煤块、红磷、白磷、蜡烛、烧杯、火柴、酒精灯、燃烧匙、铜片和热水、冰块等药品和器材，让学生据此来设计活动探究方案。在学生通过分组讨论、画草图、设计出实验方案后，请他们上讲台给大家讲解自己小组的方案及设计思路，再由全体学生一起论证方案的可行性，指出每个设计思路的优缺点，寻找可行的、更完善的设计方案。最后由学生动手实验，用实验来验证刚才的推测。通过设计实验方案，学生对控制变量的思想有了一定的认识，使他们能更全面体验科学探究的基本过程，增强他们科学探究的能力。

有了设计实验的思路和对化学反应条件控制的认识，当学生接触到基础实验4中“铁生锈的条件”时，教师可以将这一实验的设计交给学生来完成。我提前一星期让各小组自带铁钉到实验室里准备实验，各小组带来的铁钉各不相同：有书本上要求的无锈铁钉，还有镀过锌的钢钉、镀了彩锌的地板钉和已经部分生锈的铁钉。每个小组先设计实验方案，再和书本上的设计方案进行比较，确定合理的方案，用自带的铁钉和实验室中提供的仪器和药品完成实验并贴上小组编号。带了生锈铁钉的小组自己查好了除去表面铁锈的方法，处理好铁钉后再完成实验。接下来的一个星期，在中午的时候各组组长都会带着组员来观察实验并做好记录，也会去观察其他小组的实验现象。通过观察、分析、交流讨论，思考出现不同现象的原因。一周后上“钢铁的锈蚀与防护”这堂实验课时，各小组纷纷发表意见，连平时很少参与的学生也能够积极进行讨论。通过这个基础实验，学生不但理解了铁生锈的条件，对学生物质变化观的建构也是有帮助的。

三、整合简单试管实验，体现科学思维

基础实验8是酸和碱的化学性质，其中大部分实验都是在试管中进行的，教师可以对一些试管实验进行有效整合，使学生在清晰地观察到实验现象的同时能引发思考。如铁和稀盐酸反应、氧化铁和稀盐酸反应这两个实验可以整合成生锈的铁钉和稀盐酸反应。又如在进行氢氧化钠的性质和酸碱中和反应时，将部分实验进行整合与对比，可以引发学生的思考，更好地理解不溶性碱与酸反应和可溶性碱与酸反应的异同。在三个试管中进行对比实验，具体操作为：

这样组合的目的是为了让学生的认知形成冲突，这种认知冲突会极大地引发学生深入思考的兴趣，这便是形成新认知的起点。通过对这三组试管实验的对比，学生在小组内进行热烈讨论，得出了几点结论：（1）无论是可溶性碱还是不溶性碱都能与酸发生中和反应；（2）中和反应的本质是碱提供的OH-与酸提供的H+反应生成了H2O；（3）不溶性碱与酸反应不需要酸碱指示剂就能判断反应的发生，而可溶性碱与酸的反应需要酸碱指示剂才能判断。学生在进行试管C的实验操作中往往滴加稀硫酸过快而看不到“红色刚好变成无色”这一现象，这时可以让学生重复试管C的实验，提醒学生要一滴滴地加稀硫酸，并在滴加前先测NaOH溶液的温度，刚好变成无色后再测温度，比较温度的变化。在这一系列现象明显、简单易操作的实验中，学生体会中和反应中物质的变化和能量的变化，学习判断中和反应发生的方法，了解典型的可溶性碱的化学性质。因此，将简单试管实验进行整合，重要的是思维的整合，而不是仪器装置的整合。初三化学酸碱盐部分有大量的试管实验，需要观察的可能就是物质A与物质B的反应，无需复杂的装置和复杂的操作，但教师不能因为简单而疏于思考，应充分挖掘这些实验的教学功能。

总之，在初中化学基础实验的教学中，教师要善于挖掘实验中的兴趣点、探究点和学生的思维发散点，适当调整实验教学过程，灵活运用实验教学方法，在实验过程中帮助学生建构变化观和微粒观，突出化学学科的思维方式，培养学生的化学学科思想。