优化初中化学实验教学的实践与思考

■张婷娥

一、化学实验教学功效简述

在中学化学教学中，化学实验有多重功效：从认识论的角度来看，化学实验能为学生学习化学知识和理论、进行化学假说和猜想提供直接的有说服力的事实和依据；从方法论角度来看，学生通过动手动脑完成化学实验，以体验性、过程性为主要方法来建构、内化化学知识，是有效落实“过程与方法”的重要手段；从教学论角度来看，化学实验在激发和维持学生的学习兴趣，创设有效学习的问题情境，提高学生的实验操作技能和科学探究能力，培养学生的创新思维等方面具有其他教学形式和手段所不可替代的功效；从教育论的角度来看，化学实验在帮助学生形成科学的世界观，培养严肃认真、实事求是的科学态度，养成尊重科学、注重实践、独立思考的良好习惯等方面具有独特的功能。因此，优化化学实验教学，最大限度地发挥实验的功效，是有效提高化学课堂效率，大面积提高化学教学质量的重要手段。

二、优化初中化学实验教学的途径

1.加强演示实验，提升感性认识。

演示实验是化学实验教学的重要形式之一，学生通过观看演示实验，获得较为全面、深刻的感性认识。初三学生刚刚步入化学大门，规范的化学实验操作观念才刚刚建立，这时更应多观察、多模仿、多练习。教师在课堂上要结合所教内容，适当增加演示实验，使学生将直观的感性知识和抽象理论联系起来，启迪思维。同时教师演示时动作熟练、规范，有助于学生观察到生动、鲜明的实验现象，掌握科学实验的方法。

【案例一】上教版九年级《化学》教材“奇妙的二氧化碳”只给出了“在通常状况下，二氧化碳的密度比空气大”一句话，学生往往通过死记硬背来记住二氧化碳的这一物理性质。在教学中，教师可增加以下演示实验（如图1）帮助学生记忆：

实验步骤：（1）收集两集气瓶的CO2气体，调节好天平，向纸质天平一端的杯子中倾倒一瓶CO2气体，观察现象；（2）将另一瓶气体倒入天平的另一“托盘”中，观察现象。

实验现象：看到先倒入二氧化碳一端的杯子明显下降。另一边也倒入二氧化碳后，天平的横梁慢慢恢复平衡。

结论：CO2的密度比空气大，可以像液体一样从一个容器倾倒到另一个容器中。

在进行演示实验时，一方面要注意实验的效果，另一方面还要注意引导学生如何观察实验现象，分析实验的本质，并且还要注意操作的示范性。

2.改进实验方案，呈现最佳效果。

同样一个化学实验，有时在设计原理、操作方法或实验器材上稍做变化，就会呈现出不一样的效果，这有助于学生建构知识，提高效率。

【案例二】检验食物中是否含有淀粉，常常直接在马铃薯上滴加碘酒或碘水溶液，观察到碘酒溶液与马铃薯接触的部位常呈黑色，与教材中的现象不符。

优化设计：将马铃薯放在酒精灯火焰上加热片刻，待覆盖在淀粉表面的蛋白质膜被破坏后再滴加碘酒或碘水溶液，可观察到碘酒溶液与马铃薯接触的部位很快呈现蓝色。

改进原有化学实验，摒弃了影响实验现象的干扰因素，实验效果更明显，也更利于学生掌握化学知识。

3.运用数字实验，扩展学生视野。

随着科学技术的迅猛发展，现代高新技术装备在课堂教学中不断涌现。传统化学实验主要以演示、验证、定性为主，而使用一些高科技教学设备完成化学实验则可弥补传统实验手段较难开展定量测定的缺陷，具有传统实验难以代替的功效。将传统化学实验手段与现代高科技教学设备相结合，发挥各自的优势，有利于学生开阔眼界，为实验教学提供更为可靠、科学的依据。

【案例三】测定蜡烛不同层火焰的温度。

传统实验：如图2，将一根火柴梗插入燃烧的蜡烛火焰中，1～2秒后拿出来，观察到插入火焰的焰心部位的火柴梗没有变黑，焰心外面的部分已经烧焦了，如图3。说明焰心的温度最低。

缺点：外焰和内焰温度的高低很难比较出来。

图2

图3

数字化实验：如图4，将3支温度传感器与数据采集器、电脑（装有相关数据处理软件）相连接。如图4，将3支温度传感器分别置于蜡烛火焰的外焰、内焰和焰心部位，点击软件上的“开始”按钮，观察电脑呈现的温度数据变化及曲线变化趋势，如图5。

图4

图5

结论：蜡烛火焰（酒精灯火焰）分为3层，其中外焰部分温度最高，其次是内焰，而焰心部分的温度最低。

数字化实验是现代高新科技进入课堂教学的具体应用。应用数字化实验仪器完成化学实验，可以更直观、精确地为学生提供化学事实，帮助学生更好地理解实验中所包含的化学核心概念和原理，增加实验证据的说服力。

4.开展实验探究，提高科学素养。

化学新课程标准明确指出：科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容……义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。科学探究活动是初中学生学习化学的重要途径，也是化学课程的重要组成部分。实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动，它是科学探究在化学实验教学中的具体化。

【案例四】在讲授水的净化中活性炭的吸附作用时，若单纯通过口述告诉学生活性炭可以吸附颜色和异味，显得枯燥呆板。若设计如下探究实验，课堂就会立刻活跃起来，学生也能在实验探究中增长才干，提高素养。

背景资料：伴随着生活污水、工业废水的任意排放，农药、化肥的滥用，原本清澈的河流如今已面目全非。

展示：从印染厂附近的河域取回的污水，红红的且隐隐散发着一股恶臭。

问题：怎么还该河水本来面目呢？

资料：活性炭具有较强的吸附性，能吸收色素和异味。

学生活动：取样于试管中，加入活性炭，振荡1min～2min，过滤，将过滤后所得的液体与原来的污水进行对比。

实验现象：河水变清了，请学生闻一下，原来怪怪的气味也没有了！

该实验操作简单，现象明显，通过实验探究，验证了活性炭的吸附性，同时也复习了过滤等实验操作，学生印象深刻。实验探究让学习变得既轻松又简单，学生在掌握知识的同时享受着成功的喜悦。

开展实验探究活动需要自由、轻松的气氛。爱因斯坦说过：“学生神圣的好奇心好比一株脆弱的幼苗，它除了需要鼓励外，要有自由，要是没有自由，它不可避免地会夭折。”所以，在实验探究活动中要给学生较多的时间、空间和活动的自由；要帮助学生克服害怕出错、害怕失败等心理，不断地激励学生积极参与实验探究活动。

三、体会与思考

优化化学实验教学，提高课堂教学效率，让学生在体验中建构知识，主要要处理好以下几对关系：

1.讲与做的关系。即要处理好教师的讲解与学生活动之间的关系。在以实验为主的课堂中，经常会出现两种情况：一种是教师面面俱到，讲得太多，“满堂灌”导致学生动手时间不足，造成学生的动手欲望得不到满足，意犹未尽；第二种情况正好相反，即过于放任学生，“放羊式”实验教学，导致动手时间过长，这样的结果是草草收尾，没有归纳总结，学生不能完整地建构知识体系。

2.导与学的关系。即要处理好教师引导与学生学习的关系。以实验体验、科学探究为主体的课堂，教学形式较为开放、自由，这时要特别注意不能盲目放手。因为初中阶段的学生学习化学的时间不长，在教学中教师必须发挥引导和指导的作用，而学生也要充分发挥自己的学习积极性与主动性，这样才能构建高效的化学课堂。

3.技术与实验的关系。随着科学技术的发展，计算机辅助教学已成常态，通过多媒体制作的很多演示实验具有清晰、简洁、放大、回放、安全、绿色等功能，成为部分教师的新宠，他们甚至完全用课件代替实验。若长期应用多媒体而忽视动手操作，化学实验的部分功能就得不到实现。特别是在培养学生的动手实验能力、化学学科素养等方面，多媒体技术是无论如何也取代不了动手实验的。