化學實驗教學中學生資源利用

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摘要：實驗是化學的靈魂，通過化學實驗，有助于學生形成正確的化學概念，理解和掌握化學知識，熟悉實驗的基本方法，培養(yǎng)學生實驗操作基本技能。實驗是化學學科的重要內(nèi)容，但學生更是實驗過程中的重要資源。在實驗過程中，重視學生資源，是提升實驗教學效果的關鍵。教師要從學生學習的需要出發(fā)，滿足學生的學習需要，從而有效的提升課堂教學效果。對此，教師可對化學實驗教學中學生資源的利用進行探討。

關鍵詞：化學實驗；學生資源；學生需求

化學實驗對于學生的觀察、思維、綜合、分析等方面能力的提升都是很有幫助的，其能培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的學風和實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度，以及團隊協(xié)作能力。但是許多時候，實驗卻成了一種點綴，有些教師進行化學實驗只是照本宣科，沒有達到應有的效果，如何才能提升實驗的效果呢？這就得考慮實驗資源的利用了。而說到實驗資源，并不僅僅指各類器材，還指學生資源，雖然在化學實驗中只要滿足相關條件就可以得出預計的實驗效果，但是實驗的目的不在于完成實驗，而在于讓學生獲得知識。因此，利用好學生資源，引導學生去分析實驗過程、現(xiàn)象、以及其他的“意外”因素，實驗教學的效果才會大大提升。

一、引導學生分析原因，改進實驗，提升效果

教材當中的一些演示實驗雖為經(jīng)典，但是由于環(huán)境、化學藥品以及操作等因素的影響，在演示時往往會出現(xiàn)一些意外，得不出理想的實驗效果。諸如鈉與水的反應：先切一小塊鈉，并用鋁箔紙包裹好，然后用鑷子夾住，放置于試管口，并用排水法收集反應后產(chǎn)生的氣體，等試管中的氣體收集滿以后，取出試管，并將其口向下移至點燃的酒精燈火焰處，以此來檢驗鈉與水發(fā)生反應后生成的氣體。在這個實驗當中，鈉的用量不好控制，過多造成浪費，過少則不能產(chǎn)生足夠的氣體。另外采集氣體時操作不方便，由于收集鈉與水反應產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液會腐蝕到手，實驗具有一定的危險性，也不容易觀察到反應現(xiàn)象。并且由于用排氣法收集到的氣體不夠純，用酒精燈點燃時，發(fā)出的聲音過小，因此學生基本聽不到，實驗的演示效果是不好的?？此坪唵蔚膶嶒灣霈F(xiàn)了“意外”，有些教師為了“彌補”意外往往會采取講解或者多媒體演示的方式將實驗“再現(xiàn)”一次，但是這樣做能否真正起到“補救”的目的呢？由于學生的注意力都集中在了實驗上面，教師的補救效果是可想而知的。在教學過程中產(chǎn)生了新問題，其實是比較好的生成性資源，如果引導學生去分析問題，并找出解決的方法，其意義要遠遠大于一次完美的實驗。如何才能取得良好的實驗效果呢？通過引導學生去逆向分析實驗過程，我們發(fā)現(xiàn)要使得此實驗取得良好的實驗效果，首先需解決鈉與水發(fā)生反應后對手產(chǎn)生危害的問題，以及氫氣不純的問題。而要避免鈉與水發(fā)生反應危害到手，就得讓手在實驗時與實驗物品分離。于是學生設計把鈉切一小塊之后放入玻璃管中，下面用一個帶導管的橡皮塞子塞住，然后加入水，然后上端也用橡皮塞子塞住，這樣鈉與水發(fā)生反應時產(chǎn)生的氣體可以通過底部導管進行收集。新問題產(chǎn)生了，就是氫氣的收集。學生經(jīng)過實驗，最后用一種紙質的中藥丸盒，取一小孔，然后將小孔與導管一端對接，收集氣體，這樣收集出來的氣體自然不會純，點燃時聲音自然會大。通過逆向分析實驗，將“意外”轉變成了發(fā)現(xiàn)問題的資源，學生在解決問題的過程中不僅掌握了知識，更訓練了思維。邀請學生來設計實驗，就是引導學生去分析實驗過程，找到實驗出現(xiàn)意外的原因，并加以改進。在整個的過程中，問題的提出是要靠學生自己去發(fā)現(xiàn)，而不是教師直接說出，有些內(nèi)容甚至是教師在備課時無法預設到的，而且改進實驗的過程，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的過程，此時學生掌握的不再是簡單的死知識，其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力都得到了提升。其實課本當中的許多實驗都可以改進，但是改進一要注意合理性；二要注意科學性，不能為了改變而改變；三要注意實用性，那些無法落實的實驗改進是沒有必要的。

二、整合學科，體驗過程

學生解決問題的能力與學生能否快速而準確地獲得知識有著密不可分的關系，在化學實驗過程中，雖然教師反復強調實驗的重要性，要求學生重視實驗的過程，但許多情況下，雖然學生參與了整個實驗過程，然則學生始終只是被動參與到學習過程中。學生在按照教師的要求或者課本中的實驗步驟完成著實驗，但是也只是在照貓畫虎，并沒有動腦，更不用談及思考了。而要提升化學實驗教學的教學效果，最好是采用探究式的教學，化學實驗探究過程一般為：提出問題—提出假設—設計實驗—驗證實驗—總結結論這幾步。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅是一個數(shù)學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步?！睂W習化學，不能將目標局限于讓學生掌握冰冷的知識，而是要真正提升學生的核心素養(yǎng)，在實驗過程中要讓學生帶著問題完成實驗，首先得讓學生提出問題，如何提問呢？可以引導學生將文本當中陳述性的語言轉換成疑問式的語言。有問題后，就需要根據(jù)問題提出假設，而要驗證假設，就需要去設計實驗，完成實驗。在這個過程中，學生在任務的驅動之下，學積極主動參與到學習當中來，而不是單純地由教師帶領著去完成相關的學習，學習效果自然就會好。雖然現(xiàn)在信息技術可以模擬教材當中所有的實驗，許多教師都愿意用信息化手段向學生演示實驗過程，因為在信息化手段之下，實驗的過程是非常安全的，也不會出現(xiàn)意外情況，而且整個實驗過程的進度還可以根據(jù)需要隨意控制，一些細節(jié)之處亦可以反復展示。但是在這種教學方式之下，這并不是真正意義上的體驗式教學模式，學生只是在簡單觀看，沒有參與性，效果一般不會太好。因此在體驗式實驗教學過程中，如果能自己動手實驗的最好進行實驗，如果實驗當中確實有危險的或者存在困難的，則可以利用其他手段進行替代。在體驗式教學模式下，教師要引導學生去發(fā)現(xiàn)問題，在這個過程中，學生會因為關注點不同而提出不同的問題。在教學中不需要將學生所有的問題都依靠實驗去解決，可以先將問題進行分類，然后再進行實驗。諸如在教學苯時，筆者做了以下設計。

1.閱讀故事，引出問題，激起興趣。苯是一種非常重要而且常用的化學原料，但是它的結構確立卻經(jīng)歷了很多時間，而且還有不同的故事。在教學時，筆者將法拉第與日拉爾發(fā)現(xiàn)苯的故事展現(xiàn)給學生先讓學生閱讀，后讓學生根據(jù)兩個故事的方法去計算苯分子質量以及碳元素在苯分子當中的百分含量。通過兩種不同的方法，學生的試算是相同的。在這一過程中學生體驗了分子式的計算的方法，了解了苯的百分含量的計算方法，也對苯的化學性質有了大致的了解。

2.大膽假設，動手驗證。假設是解決問題的前提，但是假設的提出不是憑空捏造出來的，是學生通過運用已有的知識分析問題而得出的結論。學生在計算完苯的分子式后發(fā)現(xiàn)其分子高度不飽和，教師再引導學生根據(jù)前面所學鏈烴中的炔烴寫出鏈狀苯的鏈狀結構分子式，學生寫出來之后是否正確還需要驗證，此時教師給出了教材當中的分子式，并演示了計算過程，這對于計算正確的學生而言是一次深入的理解，而對于計算有誤的學生則是一次指導的過程。學生雖然了解了分子式的寫法，但是驗證苯的化學性質則需要具體的化學實驗。通過閱讀文本，學生了解到與苯相關的化學實驗主要有：發(fā)生取代反應；發(fā)生鹵代反應；發(fā)生硝化反應。學生了解了實驗類型之后，再根據(jù)實驗的類型去設計實驗。由于實驗具有特殊性，學生在剛開始實驗時還感覺很簡單，但是隨著實驗設計的深入，發(fā)現(xiàn)有諸多細節(jié)需要注意，需要的知識已經(jīng)遠遠超出了教材當中的內(nèi)容，需要他們?nèi)ゲ殚喯嚓P的資料，甚至需要專業(yè)人員的幫助。這樣學生學習到的知識也就更加的系統(tǒng)化，對于知識的運用能力也得以飛速提升。當然學生提出的部分假設需要通過實驗驗證，有的則需要通過查閱相關資料進行驗證。但是，無論采用什么樣的驗證方式，要注意驗證的有效性，也就是驗證那些有價值的假設，不能什么都進行驗證。同樣學生不可能將所有的學習內(nèi)容都提出有效的假設，這就需要教師去引導。

三、實驗需要學生動手、更需要學生動腦

化學是一門以實驗為基礎的學科，但是由于有些實驗的準備過程比較復雜，而且操作過程中帶有一定的危險性，且有些實驗的化學反應現(xiàn)象在實驗過程中表現(xiàn)出來的并不明顯，因此許多時候教師怕學生出問題而不敢讓其去做一些實驗，往往是采用演示實驗的方式。其實這樣做不但不會保護學生，反而會打擊學生的學習熱情，中職學校的學生正處于感性認知向理性認識發(fā)展階段，其好奇心是非常重的，他們往往對于一些具有一定危險性的內(nèi)容是很愿意深入的。因此在實驗教學當中，能做的實驗盡量讓學生去做，但在做的過程中要防止學生湊熱鬧。在整個實驗過程中，既要教師引導學生去動手實驗，更需要學生去動腦思考。因為在真實實驗的過程中，從教師布置實驗任務開始到完成實驗，從藥品的使用到實驗物質的生成，從觀察實驗現(xiàn)象到實驗后的總結，都是對學生思考能力、觀察能力、動手能力以及團隊合作能力等方面的綜合考量。如果學生只是為了實驗而實驗，這樣的實驗教學必然沒有什么好的效果。如銀鏡反應在醫(yī)療和工業(yè)生產(chǎn)中具有很重要的用途，在實驗中能產(chǎn)生明亮的銀鏡。教師介紹完銀鏡反應的相關內(nèi)容之后，讓學生根據(jù)教材要求分組進行實驗。小組負責人首先要對人員進行分工，學生再根據(jù)實驗的相關要求去準備實驗用品，然后著手進行實驗。實驗結束之后，讓學生展示自己的實驗成果，有的銀鏡非常明亮，有的則暗淡，有的則沒有制成。教師并沒有直接告知實驗成敗的原因，而是讓各組陳述實驗的相關內(nèi)容，這樣通過學生自己的陳述找到了實驗成功與失敗的原因，然后分析掌握實驗過程中需要注意的事項，并寫出反應的化學方程式，再進行全班匯總。如此學生不但理解了化學方程式，而且明白了配置銀氨溶液的要求比較高的原因。由于學生理解化學方程式是在實驗之后，學生對于方程式也不再陌生，也能理解方程式的含義，教學效果自然就高。即便學生在日后遺忘了某些內(nèi)容，但是只要能想起實驗現(xiàn)象，也能回憶起來。

四、將實驗教學融入學生生活

（一）合理利用資源，幫助學生理解知識

說到實驗教學，首先會考慮到是在實驗室，其實在學生生活當中亦有許多化學現(xiàn)象，將學習內(nèi)容與學生的生活實際相結合是創(chuàng)造性使用教材的基本要求。在日常教學過程中，教師要以教材為綱，但不是要將所有注意力全部都集中于教材內(nèi)容上。如果只是照本宣科，將文本當中的知識向學生再現(xiàn)一次，這樣的教學效果可想而知了。若是將學習內(nèi)容與學生的實際相結合，將知識的呈現(xiàn)方式更加與學生的認知相匹配，則更能達到提升學習效果的目的。如在學習“化學反應速率”時，教師可根據(jù)學生情況，先引導學生探究影響化學反應速率的因素，再來探究化學反應的計算和測量方法，從而降低學習的難度。如何在實驗中理解化學反應速率呢？教師可以先利用信息技術手段展示溶洞的形成、炸藥的爆炸、塑料的降解等視頻資料，讓學生從直觀上對于化學反應速率有一定的認識。再出示香蕉用乙烯利催熟、洗衣粉中添加酶的演示實驗過程。通過總結兩組視頻內(nèi)容可以得出這樣一個結論：化學反應速率有快有慢，但是快慢可以根據(jù)實際進行干預。與之類似的事例可以讓學生自己再去尋找，學生從網(wǎng)絡、教材以及其他資料當中去尋找與“化學反應速率”相關的案例，會發(fā)現(xiàn)原來化學與人們的生活息息相關，更提升了學生學習的興趣。但有些實驗并不是完整的，只是在有些資料當中只提出了實驗所用的藥品，或者是簡單的實驗步驟，然則如何完成實驗則需要學生自己去設計。如學生找出的相關實驗有：鐵、鎂與鹽酸的反應；CaCO3與不同深度鹽酸的反應；H2O2與MnO2、FeCl3的反應等。這三個是學生找到的與“化學反應速率”相關的化學實驗，但沒有具體的操作步驟。與教師溝通之后，教師要求學生自己去設計實驗方案，并在自己師的配合之下獨立進行實驗。通過對比實驗，了解到不同的實驗的反應速率是不同的，這讓學生對學習內(nèi)容有了更加深刻的認識。在學生尋找與學習內(nèi)容相關的實驗時，實際上也是對知識反復深入理解的過程，有些內(nèi)容需要實驗驗證，但有些現(xiàn)象則通過生活中的實例就可以得到證實。雖然求證的途徑不同，但是得出的結論卻是相同的，學生對于知識的理解也就更加具體化。

（二）結合生活，實現(xiàn)能力轉化

學習的目的是要將學習轉化成為解決問題的能力，雖然一些化學反應只有在特殊的環(huán)境中才有，但其原理與實驗室中的實驗卻是一致的。將有些學習內(nèi)容置于實際的環(huán)境當中，這對于學生理解實驗現(xiàn)象就更加容易。如學習完硫的相關知識之后，教師出示了工業(yè)上用硫鐵礦生產(chǎn)硫酸時的幾個步驟的作用：把礦石粉研成顆粒狀加入爐中；在SO2與O2反應中加入10%的V2O5的作用是什么？要解釋這些內(nèi)容，學生不可能通過觀察直接得出結論，其實這就是硫鐵礦（分子式為FeS2）相關的幾個化學反應在具體環(huán)境中的運用，而要正確解釋這一原理，需要學生認真去梳理相關的化學方程式，并用語言將其表述出來。在學生分析的過程中，學生思維能力與解決問題的能力都得到了提升?；瘜W反應在學生日常生活中也得以廣泛運用，讓學生用學習到的化學知識轉化為解決生活當中問題的能力，更可以提升學生對于化學學習的興趣。如氫氧化鋁膠體能凈水，而氯氣則常用于自來水消毒，這個看似簡單的過程卻有著復雜的工序，這對于提升學習效果是很有幫助的。

五、結語

實驗不是教師的專利，讓學生也參與到實驗當中來，發(fā)掘實驗過程中學生的因素，從學生學習的需要出發(fā)，滿足學生的學習需要，這能讓學生真正變成學習的主人，將被動的學習轉變?yōu)橹鲃訉W習，將知識與具體運用相結合起來，從而有效的提升課堂教學效果。

參考文獻：

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作者:王芬芬 單位:甘肅省民樂縣職業(yè)教育中心學校