巧借实验提升高中生化学素养

刘 莉

(江苏省丰县中学 221700)

众多调查显示，学生对化学实验有着浓厚的兴趣，他们非常渴望在化学课堂上开展化学实验，想亲自探索知识的奥秘.因此，借助实验推进化学课程教学是一个不错的方法，它很容易被广大学生接受.

1 制作化学实验模型

化学很多知识都围绕着分子、原子展开.化学选修——有机化学更是如此.对于这种微观粒子，我们没有办法切实的看到它的形状，难以理解它们的结构和比例关系.那么，教师就可以引导学生们动手做出实验模型，将这种微观粒子放大，接受起来更容易.

例如高中化学“有机化合物”这一节的教学.教师事先让学生们拼团购买制作球棍模型的材料，以备上课需要.这时，为了让学生了解碳碳单键、碳碳双键和碳碳叁键的成键类型，教师和学生们一起动手制作出它们的空间构型.碳碳单键:碳原子与其他4个原子形成四面体结构.碳碳双键:形成双键的碳原子及与之直接相连的原子处于同一平面上.碳碳三键:形成键的碳原子及与之直接相连的原子处于同一直线上.为了加深学生的理解和记忆，随后让学生们继续制作出甲烷、乙烯和乙炔这三个有机物的模型.学生们发现，甲烷呈现的是一个正四面体的形状，乙烯呈现的是一个平面的形状，乙炔是一个直线的形状.学生形成了丰富的直观印象.倘若，教师一直跟学生讲单键、双键和三键的定义，学生没有办法理解这三种成键方式的差别，自然更难以想象其他有机物的空间形状.制作化学模型，学生可以把微观的事物变得宏观，通过观察的方式可以提升自己的空间想象力，这也是化学思维的重要组成部分.

2 创新设计化学实验

创新设计化学实验的初衷是节约化学资源、传播绿色环保的理念，提高学生的创新意识.最开始，教师可以带着学生们思考如何创新改进化学实验.慢慢的，教师引导学生自主创新设计化学实验，给予学生表现的舞台.

例如，高中化学“铁、铜的获取与应用”这一节的教学.教师为了培养学生的核心素养，设置了两个教学任务：1.认识铁及其化合物的性质，能以Fe2+、Fe3+的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应实质.2.能发现和提出有探究价值的氢氧化亚铁的制备探究方案，进行实验探究，培养科学研究的精神.教师和学生按照课本上的方案一同进行了氢氧化亚铁的制备.教师向NaOH溶液中滴加FeSO4.学生观察到，溶液很快由灰绿色变成了红褐色，很难观察到白色沉淀.教师向学生们提问，这是为什么呢？我们有没有办法改进这个实验呢？学生思考之后给出了结论，二价铁具有很强的还原性，很快会变成三价铁，所以很难观察到具体、明显的实验现象，要想办法防止亚铁离子被氧化.所以应当抑制二价铁的还原性，不妨在溶液中加入一定量的铁粉.可是铁粉本身也是有颜色的，也会影响对于沉淀的观察和分析.可以在溶液中加入半透膜，防止铁粉和氢氧化亚铁沉淀混合在一起.学生从化学原理出发，提出了实验创新的方法.这是学生们善于思考而得出的最终结论.

3 引进学生实际生活

值得肯定的是，理论知识的产生背景是生活实际.所以理论知识可以很容易的和我们的生活接轨.在化学学习中引进实际生活，可以激发学生学习的热情.

例如苏教版高中化学“化学能与电能”这一节的教学.教师在新课导入时就尝试引进学生的生活实际.教师说，“在我们在日常生活中，无时无刻都需要用电，那么电到底是怎么产生的呢？化学能和电能之间有什么关系呢？同学们在家里有没有观察过遥控器里的电池，或者是老式手机里面那种大的、方块的电池.有没有比较淘气的学生呢?谁曾经把遥控器里的碱性电池扣下来，拆开过?看看里面到底是什么东西.其实，这就是本节课我们所需要学习的干电池，蓄电池和锂离子电池.”在这些电池内部，无时无刻都在进行一些化学反应.也就是常说的氧化还原反应.在氧化还原反应中，电子从比较活泼的金属负极，通过外电路流向较不活泼的金属正极，所以就产生了电能.教师从生活中的常见电池出发，引进了本节课原电池和原电池的构成条件，然后再开展有关的化学实验.这时，教师在一个烧杯中倒入稀硫酸溶液，插入铁片和铜片，用导线连接起来，学生们会对实验现象非常感兴趣.如果教师在教学开端没有探讨化学和生活的联系，学生们一听到“原电池”、“氧化还原反应”这几个化学专业名词，会觉得这节课的学习非常困难.看到实验中的锌片、铜片和导线，可能觉得更加困难了.所以，引进实际生活，在潜移默化中降低了知识的难度，学生会更容易接受.教师的课堂实验开展得会更为顺利.

4 合理设计实验分组

有时，在一个实验中，有1～3个甚至是多个变量.那么，全班就可能要进行3～4个化学实验.教师需要对全班的同学进行一个科学的分组，才能够满足对照实验的要求.为了保证实验开展效率，教师要选择切实可行的方式.

还是以高中化学“铁、铜的获取及应用”这一课的教学为例.这节课，教师总共要进行5个实验.第1个实验:用氢氧化钠检验亚铁离子；第2个实验:用氯水和KSCN检验亚铁离子；第3个实验:用氢氧化钠来检验三价铁离子；第4个实验:用KSCN检验三价铁离子；第5个实验:用氢氧化钠检验铜离子.如果每个学生每个实验都做的话，可能会浪费大量的课堂时间和大量的化学资源.没有必要，因此教师根据学生们的意愿，将全班同学分为5个组，分别进行5个实验.每个小组在做实验时还需要记录实验现象.首先要写出实验的化学方程式，然后记录出详细的实验现象.比如，在二价铁离子的溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，但加入氯水溶液立即变成血红色.用一个实验的时间，全班同学可以完成5个实验，剩下的时间可用于理论知识的学习，这样的课堂安排会更为紧凑.有时，对于一些比较困难的实验，单独一个学生没有办法完成实验，教师在分组还需要考虑每个学生的动手情况.每组都分配1～2个动手情况比较好的学生，再加入几个动作能力不是很好的学生.让这样优秀的同学充分发挥引导作用，带领学生一起努力，一起进步.实验完成后，教师还可以小组为单位组织学生们反思、总结.组内成员在实验过程中有没有犯什么错误？为什么会犯这些错误？今后进行同类实验时，应该按照什么样的步骤开展？在操作时需要考虑什么问题？等等.

5 改进演示实验

教师通过改进实验设计常常能够提高演示试验的有效性、为训练学生的观察力创造了比较新鲜直观的感性材料,从而引导学生走进创新的空间,并能启迪学生独立思考和创造的思想.而教师通过创新演示试验、不仅可以让学生了解相关的有机化学基础知识,同时更提供了一种教育示范作用,以此训练学生不迷信书本，敢于用科学的方式实现创造的精神.

例如，在进行氨与氯化氢反应的演示实验的过程中.第一步准备好一根使用过的废荧光灯管高约75cm.将pH试纸放在75cm长的玻璃纸胶带上，然后放进这个小灯管里面，然后在灯管的两端分别放置一个小棉塞，棉塞上分别涂有浓氨水和浓盐酸溶液，过一会引导学生观察发生的现象.pH试纸从边缘向中心逐渐变为红色，另一边向中心逐渐变为变蓝色，但变化的速度不同，浓盐酸边缘冒出约1/3的白烟.这个演示实验不仅可以观察到氨与氯化氢的反应，还可以观察到气体的运动速度和气体的酸度.成功的演示实验不仅起到了示范作用，还激发了学生的创造力，培养了他们的创造精神和创造力.

6 改验证性实验为探索性实验

现在的中学新课程,改变了过去教科书描述问题不够全面的风格、在许多科学实验中，无法提供具体的现象、解释和结果.相反，有些实验设计为以问题或学习计划的形式表达，学生必须根据实际研究填空、互动、回答问题.同时，他强调了学生对实践研究活动的积极态度和独立思考能力，从而促使学生把实践考察与理性思考集合在一起.

所以在新课标理念的引导下,更应该充分发掘学校课程实践中的科学探索精神实验,或更多地把试验性实践变成了探索性实践、在用心组织、潜心研究、创造新问题情境、引导学生探索和与学生共同探索学习,展示学生获得科学知识的过程中.

例如在讲原动力电池设计时,笔者首先给出了类似的一个题目：“家用手电筒中的动力电池、蓄动力电池、宇宙火箭中的高能动力电池是怎样生成能量的.”具有物理化学基础知识的学生很快就会发现化学能可以转化为电能.接着,让学生使用了桌上供应的一些药物和各种物料：铁块、铜片、黑铅棒、稀硫酸、硫酸铜晶体、水、蔗糖溶液、电流表、电线若干.需要学生设计原电池，验证外部电路、内电线上工作情况，并得到输出电压，观测在该设备上工作时所形成的现象.很显然，这是一项具有挑战性、富于创新的实验课题.通过学生对实验药物和材质进行了尝试选择，并对实验条件加以合理控制，对现象加以仔细观察和记忆,然后再由学生们根据实验实际情况，上述电池的电极材料、溶液组成、电极现象和电极反应都涵盖在了一起.

与其让学生依葫芦画瓢的一边阅读一边操作，还不如通过创造新情境和提供药物和材料，让学生学会仔细思考、操作，通过仔细观察、详细记忆，主动根据实践现象进行分析，总结,从而构成了创新性探究课，学习者的思维也被激发.对于提高实践才能和创造力的发挥,有着重大的含义.通过改变“试验性”实验为“探究性”实验、不但能使学习者积极地进参加实践、还能促使学习者了解实践的根本原理,既“知其然”又“知其之所以然”，把情感认知提高到科学道德理性高程.“探究性”实验同时还创造了理论指导实践、在全新情景下处理全新问题的机会，从而培育了学习者的创造性思维能力.

总而言之，在化学课堂上安排实验能够有效的丰富课堂形式.教师督促学生在课堂上动手、动脑、动口，一步一步的带领学生认识化学现象，学习化学知识，帮助学生培养良好的学习习惯，最终形成较高的化学学科素养.