择机改进的化学实验案例研究

沈伟云

摘 要为了提高化学教学效果，改进实验已成为一种教学常态，为使实验改进效果最大化，提出了实验有效改进的五个时机，即突破教学难点之时、现象不明显之时、学生提出质疑之时、学生萌生兴趣之时、基于问题解决之时。

关键词改进时机 选择 实验案例

实验是化学教学的基础，是化学教学的重要内容、方法和手段，结合教材实验和生情实际积极改进实验，是化学教学的一项重要任务。专家在编制教材实验时，给教师和学生留有较大的创造空间，教师可根据教学需要，引导学生对实验进行优化或增补，从而达到培养学生的环保意识、创新精神、实践能力等教育目的。

在实际教学中，许多教师热衷于化学实验改进，一味追求实验改进的数量，却忽视了实验改进的有效性原则，即没有很好地选择合适时机来有效改进实验。教的时机，是指在教的过程中可以获得最佳效能的一段时间的契机和这段时机的创设、捕捉与利用。

一、突破教学难点之时，及时增补实验

教学实践表明，教材中的某些教学难点，仅仅依赖讲述很难使学生理解，如果在此时增补一些与之相适切的实验，就能使学生在感知物质及其变化现象的基础上获得化学实验事实、形成化学概念、理解化学变化规律，进而达到突破教学难点的目的。

例如，CO2与NaOH反应教材中没有专门阐述，学生大多通过CO2与Ca（OH）2等反应，归纳得出非金属氧化物能与碱反应，从而演绎得出CO2与NaOH能反应，或者从大量的试题练习中加深印象，却从未观察到相应的实验事实，这对知识的形成无疑是不利的。为此，笔者引导学生围绕“如何来收集CO2与NaOH反应的证据”开展探究，让学生通过交流讨论来设计实验方案：1.用试管取适量NaOH溶液，通入CO2，然后滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明了NaOH与CO2反应生成Na2CO3，有的学生用滴加稀盐酸的方法，若有气泡产生，则说明NaOH与CO2反应。2.如图1所示，在集满CO2的两只软塑料瓶中分别加入20mlNaOH溶液和水，迅速盖严瓶盖，振荡，发现加入NaOH溶液的软塑料瓶变瘪程度严重，以此分析对比说明NaOH与CO2发生了反应。

在学生设计实验方案的基础上，让学生亲自动手操作，有利于加深对知识的理解，也有助于学生探究能力的培养。当学生遇到疑难时，教师可通过改进、增补实验引导学生思考、交流，自主设计实验方案，捕捉稍纵即逝的现象，对比分析不同现象的成因，在最近发展区基础上构建新的知识结构。

二、现象不明显之时，提高实验的可见度

在化学教学中，教师往往通过实验的操作，使学生在感知的基础上认识事物的本质，形成正确的概念，因此实验的可见度直接影响到实验效果。当现象不明显之时，是实验改进尤为必要的时机。

例如，在氢氧化钡与氯化铵反应时能量变化的实验中，由于实际药品变质或量不够、外界环境气温过高、底下的水太多、玻璃棒没有迅速搅拌、不能在短时间里使反应物充分接触、实验过程中烧杯一直在移动等原因，造成烧杯下的水不能结冰。笔者根据气体的热胀冷缩原理对该实验进行改进（如图2）。由于Ba（OH）2与NH4Cl反应后吸热，故锥形瓶中气压减小，红墨水液柱向左移动，大大提高了实验的“可见度”。

对于一些观察范围较小的，如钠与水反应实验可借助投影仪展现，以提高可见度，也可通过改变试剂用量、浓度、颗粒大小或状态使实验现象清楚明显。可见度高的化学实验，能有效激发学生学习兴趣，吸引全体学生的眼球，把学生思维引导到所研究物质上来，促使学生仔细观察、认真思考。

三、学生提出质疑之时，发展学生批判性思维

古人云：“学贵有疑，学始于思，思源于疑。”只有生疑、质疑，才能促进学生积极思维，发展学生的思维能力。因此，质疑是思维的开始，更是创新的动力。实验教学不能拘泥于预设，更应注重于创新和动态生成。当学生发出质疑时，教师要积极催生、热情接纳，对其中有价值的内容，应作为动态生成资源运用于探究教学。

例如，在组织学生学习盐酸的性质时，通过盐酸能使紫色石蕊试液变红的实验，得出H+能使紫色石蕊试液变红，有学生提出质疑，为什么一定是H+使紫色石蕊试液变红呢？还可能是水分子、Cl-啊？为此，笔者专门组织学生开展了探究，方案如下：如图3在白色点滴板上进行实验，在第1孔中加蒸馏水，滴加紫色石蕊试液，发现孔中溶液仍为紫色，则说明水分子不能使紫色石蕊试液变红；在加有氯化钠溶液的第2孔滴加紫色石蕊试液，仍为紫色，则说明Cl-不能使紫色石蕊试液变红；在装有稀硫酸的第3孔，装有稀盐酸的第4孔，滴加的紫色石蕊试液变红，则说明H+能使紫色石蕊试液变红。

科学课程标准要求学生求真务实、坚持真理，敢于根据客观事实提出和坚持自己的见解。在实验中注重引导学生质疑，有助于发展学生批判性思维品质。教师不应告诉学生现成答案，而应使学习过程始终处于质疑、释疑和生疑的动态循环中，引导他们在真实问题的体验中开展探究，进而培养学生的批判性思维能力。

四、学生萌生兴趣之时，拓展课外探究

科学课程标准指出，学生探究自然的兴趣是学习科学最直接和最持久的内在动力，科学探究的教学仅凭课堂教学是不够的，应将其延伸到课外综合实践活动中去，科学教材中许多实验由于受知识的阶段性和实验目的限制，或者仅仅为了说明某一原理、现象或方法，未能进一步探讨，留有较大的发挥空间，当学生对所学实验萌生兴趣之时，教师可根据学校条件和教学实际，进行教材实验的二次开发，适度延伸。

例如，在用H2O2制取O2时，学生发现反应开始时速度较快后来逐渐变慢，于是学生们饶有兴趣地提出了几个问题：1.为什么开始较快后来会变慢？2.除了MnO2，还有哪些物质可作催化剂？3.用H2O2制取O2反应速度能定量表示吗？于是教师引导学生对该实验进行了改进，分别探究了反应速度与H2O2质量分数的关系，探究了新鲜的猪肝、煮热的马铃薯、红砖粉等都可用作催化剂，并如图4设计了定量表示H2O2制O2快慢的反应装置。

教师要善于创造性地使用教材，挖掘实验教学的探究点，契合学生萌发兴趣时机，通过教材实验的拓展研究，使学生经历有意义的学习，让学生体验拓展探究成功的喜悦，在拓展课外探究中学习、成长，进而培养实践能力，优化思维品质。

五、基于问题解决之时，加强化学与生活的联系

现代教育心理学研究认为，学生的学习过程不仅是一个接受知识的过程，还是一个发现问题、认识问题、解决问题的内化与建构的过程。课程改革的最终目的是让学生成为教学的主体，将知识运用到实际生活中，当学生需要解决问题时，可联系生活积极创设实验。

例如，对某品牌洁厕灵所含成分进行探究，首先通过查阅资料，了解到厕所污垢主要成分包括尿碱（由钙、镁离子形成的难溶性碳酸盐或碱等）、水锈（主要成分为三氧化二铁）和油污。在此基础上对洁厕灵成分建立猜想：1.可能含有H+，2.可能含有Cu2+，3.可能含有CO32-，4.可能含有Cl-。接着开展实验探究，把样品置于烧杯中，加适量水使其溶解，用4支试管分别取少量样品溶液，在1号试管中滴加碳酸钠溶液，有大量气泡产生，则猜想1正确；在2号试管中滴加NaOH溶液，有蓝色絮状沉淀生成，则猜想2正确；在3号试管中加入过量铁粉，有大量气泡产生，有红色固体生成，则说明有H+和Cu2+；在4号试管中滴加过量硝酸钡溶液，静置，有白色沉淀，猜想3正确，取4号试管中上层清液，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，猜想4正确。在实验基础上，通过各小组讨论，得出洁厕灵所含有的成分，并指出其使用时要避免与碱性物质混用。

教师应积极引导学生关注日常生活中发生的与化学有关的事件，收集各类诸如食品、日常生活用品、环境保护、能源与资源利用等热点知识。运用生活用品开展实验探究活动，既达到运用化学知识解决问题的目的，又践行“生活走进化学，化学走向社会”的理念。

教材中的化学实验，是编者经过深思熟虑、精心设计的，比较经典，具有可验证性。为此，作为教师要以慎重态度对待改进，要把握时机予以改进，从而达到事半功倍的效果，进而培养学生的思维能力、激发学生的创新意识、提升学生的科学素养。

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参考文献

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【责任编辑 郭振玲】