以化学实验为教学切入口，提高化学课堂教学有效性研究

李银章

摘 要：化学教师充分利用实验这一教与学的利器，必能使化学课堂更具魅力，从而达到提高学生的学习效率，提升学生化学素养。

关键词：化学;实验;核心素养

化学核心素养是学生在化学学习中掌握的解决问题的化学思维能力，即学习化学学科之后形成的，能够参与和讨论化学问题，提出科学见解的能力，是科学素养在化学育人中的体现。化学是一门以实验为基础的科学，实验是学生认识化学的窗口，生动的演示实验和学生实验最能吸引学生的注意，激发起学习兴趣。化学教师如果能充分利用实验这一教与学的利器，必能使化学课堂更具魅力，从而达到提高学生的学习效率，提升学生化学素养。

一、创设化学实验情境，培养实验探究能力。

科学探究作为发现科学事实，揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要的意义。在教学中，教师应创设化学实验情境，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法，通过探究性课堂教学培养学生的创新精神和实践能力。例如在选修4《化学反应原理》的《原电池》设计中，笔者采取在必修二单液原电池的基础上，设计一系列的探究实验，层层深入，在学生认知的矛盾冲突和质疑、问难中探究，最后顺利过渡到双液原电池。具体设计如下。

实验1：学生分组实验将锌片和铜片独立浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，装置如图：

现象：锌片表面明显有铜析出，铜片没有现象。

（实验中单独置一铜片于另一CuSO4溶液中，以作对比，说明铜不与硫酸铜溶液反应。）

实验2：学生分组实验将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片直接接触，然后浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，装置如图

现象：铜片表面明显有铜析出，电流计指示无电流通过。

问题与思考：上述实验装置构成了原电池吗？如果没有发生原电池反应，铜片表面为什么明显有红色的铜析出，并且锌片逐渐溶解？如果实验装置就是原电池，为什么电流计的指针又不动，表现出无电流产生？

实验3：学生分组实验将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，再同时浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，装置如图

现象1：电流计指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。

结论：发生了原电池反应，肯定装置构成了原电池。其中锌为原电池的负极，铜为正极。

现象2：随着上述实验时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，最终又没有电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。

问题与思考：作为原电池，其功能就是要将化学能转换成电能，上述实验中负极上的变化势必影响原电池的供电效率。能否设法阻止溶液中的Cu2+在负极表面还原？

实验4：学生分组实验将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，分别将锌片浸入盛有硫酸锌溶液的烧杯和铜片浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，两烧杯用盐桥连结，装置如图

分析：改进后的装置能持续、稳定的产生电流的原因。分析过程中，要求学生指出上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。

通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。

二、设计实验，培养学生对知识体系的建构能力。

建构主义认为学习是学习者利用感觉吸收并且构建意义活动的过程，这一过程不是被动的接受外部知识，而是同学习者接触的外部世界相互作用的结果。笔者为学生创设实验情境，引导学生在实验情境中运用知识，既是知识的迁移又是知识的升华，让学生学有所用，体验学习的快乐，享受问题解决的乐趣，实现新旧知识的构建，将零散的知识串联起来，形成知体系。

学生是学习化学的主人，教师是化学学习的组织者、引导者与合作者，如果让“主人”动起来，教学自然会更有成效。例如笔者在高一必修一化学教学中，在《几种重要金属的化合物》的“铝三角”关系的时候，学生学的很艰难、很吃力，为了帮助学生突破难点，笔者设计了几组简单易行的试管实验，要求每个同学动手操作，亲历亲为。根据实验现象写相关的方程式，结果收到很好的反响，具体实验设计如下：

实验药品：AlCl3溶液、NaOH溶液、氨水、盐酸、CO2。

实验要求：药品自选，滴加顺序由自己决定，但是必须及时记录实验现象，同时写出相应的化学方程式。

通过实验学生比较容易的理解了，向AlCl3溶液中加少量NaOH溶液得到Al（OH）3，而加入过量NaOH溶液得到NaAlO2;向NaAlO2溶液中加少量盐酸得到Al（OH）3，而加入过量盐酸得到AlCl3;用AlCl3溶液制备Al（OH）3­选择氨水;同时包括高一暂不要求的NaAlO2与AlCl3的双水解反应等，帮助学生完整的构建了“铝三角”体系。

通过实验，学习就避免了学生在学习中孤立地看待知识，只会机械背诵，而是通过动手实验，观察现象，将抽象的知识形象化、具体化，主动地把它纳入自己的知识体系中，很容易的形成了自己系统的知识网络，并且激发了学生的学习热情和兴趣。我们都知道成功的教学需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。兴趣能产生激情，在兴趣的催化下，学生能树立起信心，朝气蓬勃、积极向上地学习，能更愉快地参加到知识的形成过程中去。

三、挖掘教材实验，培养学生质疑、严谨的思维能力。

科学研究需要实事求是、敢于质疑的实证精神。教材是学习的重要参考资料，但其中的一些实验也不很完美，我们有必要让学生像老师一样去质疑、去实践、去认知，在司空见惯之处寻找修正和创新的空间。

例如：化学反应速率的测量是一个相对抽象的知识，为了增加学生的感性认识，选修4《化学反应原理》中用【实验2-1】来引导学生，使他们得出只根据看到的气泡产生的快、慢来表示反应的速率是模糊的、不准确的判断。教材采取对比实验，根据产生相同体积（10ml）的H2所耗时间的多少来计算化学反应速率。在实验前，笔者引导学生通过教材图2-1的提示，还有没有其它方法测定化学反应速率。学生讨论交流，很容易得到了在相同的時间内看产生H2体积的多少;也可以在相同时间内测量溶液中H+浓度的变化（使用pH计）;还可以测量锌粒质量的变化等。在交流中学生更透彻的理解：反应速率表示方法的共同之处，都是用在单位时间内反应前后的反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示。

学生在分组实验中发现教材的此实验存在很多方面的问题：药品用量多，反应时间长;操作复杂，需要两套实验装置;测量误差大，反应放热引起的气体膨胀，液体体积引起的气体体积折算，非标准状况下转换计算速率，气压变化引起的硫酸加入困难等。笔者肯定了学生的质疑，并且引导学生对实验进行完善，如将分液漏斗换为恒压漏斗，或更换原理（将锥形瓶置于电子天平上，向硫酸溶液中加锌粒，由质量减少来反映化学反应速率）。爱因斯坦曾经说过“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”解决一个问题往往是一个化学上的技能而已，而提出一个新的问题，特别是带有创见性的问题，是极其可贵的，同时也培养了学生严谨的思维能力。

总之，作为一名化学老师，在化学教学、特别是实验教学过程中，应不断鼓励学生积极动脑、动手，并通过多方面的自主探究活动，达到学好化学的目的，让学生真正体验到学习自然科学的乐趣，更好地了解科学方法，获取科学知识，逐步培养实验探究能力，最终形成极高的化学素养，只有这样，我们才会在教学上取得真正的成功。

参考文献

[1]林肃浩、赵琦：运用创新实验培育高中生化学核心素养《中学化学教学参考》

[2]黄剑锋：挖掘教材实验培养学生实验观《中学化学教学参考》

[3]选修4《化学反应原理》教师教学用书