创新实验：促进化学课堂深度学习的有效策略

范海凤+惠大超

摘要：以“二氧化硫的性质和作用”教学为例设计了系列创新实验，旨在激发学生学习兴趣，促进学生深度思考，提升学习效果。

关键词：化学课堂；创新实验设计；深度学习；策略

文章编号：1008-0546（2017）02-0036-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.011

一、问题提出

人们对物质世界的认识是一个从表面逐步深入到内部的过程，学习也是如此。由表象逐步深入的学习过程，即是深度学习的过程，这一过程中学生的思维发展是基于学生自觉自愿原则下进行的，由于高中学生的自主学习能力未能很好养成，因此需借助一定的外界刺激，以激起学生的自主思维，促进深入思考，从而形成新观点、方法及结论，实现学生知识的增长。

实验是化学的典型特点，课堂学生中进行实验创新，能有效激发学习兴趣，促进学生的深度思考。在苏教版《化学1》中“二氧化硫的性质和作用”学习内容中因SO2气体有毒，有关SO2的性质验证实验常被老师所摒弃，不愿进行实验教学，使学生失去了一次深度学习的良好机会，只能死记硬背SO2的性质和实验现象等，课堂教学及学习效率较低。课堂学习重点的落实、难点的突破需要有效的学习情境与学生思维的激发，笔者结合“二氧化硫的性质和作用”教学设计了一系列创新实验，以促进学生的深度学习。

二、“二氧化硫的性质和作用”创新实验教学设计

【创新实验1】小魔术：花儿为什么会变红

教学片断

师：用坩埚钳夹持一朵用白纸做的纸花（课前在SO2漂白过的品红溶液中浸过），放在酒精灯火焰上烧一会，观察纸花的颜色变化。

生：（好奇）白色的纸花在灼烧过程中慢慢变红（如图1），为什么会变红？

师：白色的纸花为什么变红与我们今天学习的SO2性质有关，要揭开该现象的谜底，需要熟知SO2的性质。

设计意图：以“白花变红”小魔术引入SO2教学，激发学生探究的欲望，提高学习兴趣，促使深入思考。

【创新实验2】SO2的性质（溶解性、酸性、还原性、漂白性）实验的环保设计

（1）取一预先收集有SO2气体的无色透明塑料矿泉水瓶（用盖子密封），让学生观察气体颜色，然后取一支注射器，抽取约50mL水，并通过注射器针头注入盛有SO2的矿泉水瓶内，摇晃矿泉水瓶，观察现象。

说明：充有SO2气体的塑料矿泉水瓶遇水振荡后迅速变瘪（如图2），很好展现了SO2水溶性实验，现象明显、操作简单，且所得到的SO2水溶液可供以下几个实验使用，一举多得。

（2）用注射器抽取少量实验（1）所得的SO2水溶液， 注入盛有少量石蕊试液的密封滴瓶中，振荡观察现象（如图3）。

说明：证明SO2水溶液的酸性实验，也可将吸取的SO2水溶液滴在pH试纸或蓝色石蕊试纸上观察现象，判断SO2水溶液的酸碱性。

（3）用注射器抽取少量实验（1）所得的SO2水溶液，注入事先加入少量KMnO4溶液的滴瓶中，振荡观察现象（如图4）。

说明：振荡滴瓶，紫红色的KMnO4溶液明显褪色，实验能很好证明SO2水溶液的还原性， 其中KMnO4溶液也可用溴水或碘水代替进行实验。

（4）用注射器抽取少量实验（1）所得的SO2水溶液，注入试管中，滴加几滴品红溶液，试管口套上一个密封气球，振荡观察现象；然后用酒精灯加热试管，观察现象（如图5）。

说明：SO2水溶液的漂白原理是学习重点，也是难点，实验（4）有效证明了其原理，同时结合课堂引入实验“小魔术：花儿为什么会变红”的原因说明，解开了留存在学生心头的疑虑，使得学生豁然开朗。

【创新实验3】在一只锥形瓶中预先加入少量酸性KMnO4溶液，将一电子打火器穿过单孔橡皮塞，并在点火处固定好两根火柴，然后插入到锥形瓶中，通过点火器引燃火柴，轻轻晃动锥形瓶，火柴燃烧产生的气体使紫红色的酸性KMnO4溶液很快褪色（如图6），然后结合实验（3）对比得出火柴燃烧的气体中含有SO2气体成分。

以上实验创新点是利用了生活中常见的塑料矿泉水瓶，普通注射器，医用青霉素试剂瓶等易得用品，现象明显，操作简单，又注重了环保，可安排学生分组实验，在自我实验中体验探究的乐趣。创新实验关键是实验器材的组装及预先用干燥的塑料矿泉水瓶收集满SO2气体，实验准备用时较长，但课堂实验中的用时却很短。

基于创新实验下的课堂学习使学生既获得了SO2性质的相关知识， 又体验了解决疑难问题的不同方法，更是有效激发了學生的思维，体验了有趣的学习过程。

三、创新实验的设计策略

创新实验设计教学除遵循实验的基本原则：科学性、安全性、简约性、可行性等，更应体现以下特点：

1. 实验激趣

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”兴趣需要激发、促进、生成，而兴趣的培养需要良好情境的创设。实验本身就是激发学习兴趣的有效措施，再通过实验创新更能激发学生学习的热情，促使学习更加投入。

如在课堂开始引入实验“花儿为什么会变红”，借助SO2的漂白原理有效激发了学生学习的兴趣，而在SO2的性质创新实验中使用塑料矿泉水瓶、普通注射器、医用玻璃滴瓶等用品，使得学生感到惊奇“原来实验也可这样做”，更能激发学习激情。

课堂教学实验不应一味遵循教材，而应结合生活实际设计创新实验，做到操作简单，现象明显，更重要的是能激发学习的兴趣和热情，提高学习效果。

2. 创新实验设计的微型化和绿色化

创新实验的设计应更好地体现出其微型化和绿色化特点，且能联系生活易得用品，增加实验操作的简易性，提升学生的动手热情。SO2的性质创新实验设计中均体现了微型化和绿色化特点，使得实验过程中SO2的污染很少。

又如在学习了SO2的性质之后插入了“火柴燃烧产物中SO2成分的检验”实验，该实验不仅注重了绿色化，更是将课堂所学知识应用于生活实际中物质的检验，有效提升了课堂学习的价值。

3. 创新实验——促进学生思维的发展

创新实验的设计不仅仅是激发学习兴趣、巩固知识，更重要的是促进学生思维的深入，学习的深入与否较大程度上取决于外界对大脑皮层的有效刺激，能否引起知识的提升。

如对SO2与BaCl2溶液反应实验验证前， 可设置探究问题让学生判断分析“SO2与BaCl2溶液二者能否反应，若能其现象如何，并试写出其中的反应方程式，若不能试说明理由”。这一问题给学生思考的原因是大部分学生认为SO2与BaCl2溶液能够反应生成BaSO4沉淀，甚至写出了化学方程式：SO2+BaCl2+H2O BaSO3↓+2HCl；然后结合实验“将所得的SO2水溶液注入少量BaCl2溶液中”证明该实验并没有出现预期的沉淀现象，那么造成该反应没有出现沉淀的原因是什么？实验现象与预期结果产生了矛盾，促使学生进行积极深入地思考，以寻找问题的根本；学生的思维处于兴奋状态，一旦找到问题的答案，就能解决长期困扰的诸如CO2与CaCl2溶液不能反应的问题，然后再进行SO2与H2O2的氧化实验中验证能生成BaSO4沉淀，有效解决了学习难点。

创新实验教学的根本是能有效激发学习兴趣，促进学生对所学知识进行深入思考，解决学习问题的目的；创新实验有效拓展了学生的思维层次，促使学生知识的增长；同时创新实验也是教师的提升，实验创新设计及实验准备的过程是比较辛苦的，但感受着学生对实验的期待与收获，也就痛并快乐着。

参考文献

[1] 安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014（11）：57-62

[2] 杨大强.实施绿色化学理念 培养学生科学素养[J].化学教与学，2016（8）：32-33，36