优化实验教学与提高学生实验能力的方法初探

蔡奕红 董炎权

【摘要】实验在化学教学中处于重要地位，但在化学实验课堂中，實验仪器不足导致学生只能进行小组实验，教师不提供装置只利用图示来讲解原理的现象时有发生。本课题在常规课堂中，很多教师利用一个课时进行讲解，没有充分挖掘教材，对学生的实验技能和创新能力的培养不足，本文展示“简单实验任务单人完成，拓展实验小组讨论探究”的教学模式，对实验教学的常态做大胆的改变，旨在更好地强化实验教学，让每个学生提高实验技能与创新能力，真正参与到科学探究过程，理解气体制取的一般思路。

【关键词】初中化学;实验教学;实验技能与创新;实验能力;二氧化碳制取研究

实验是学生学习化学、进行科学探究的重要途径。实验不仅能激发学生的学习兴趣，保持学生的学习热情，还能帮助学生理解晦涩难懂的理论知识，提高学生的实验操作能力与创新能力。笔者将以 “二氧化碳制取的研究（第二课时）”一课为例，初步探究优化实验教学与提高学生实验能力的方法。

一、教学内容及教学现状分析

（一）教学内容分析

本课题是选自人民教育出版社九年级上册第六单元课题2“二氧化碳制取的研究”的第二课时。在《义务教育教科书教师教学用书》中明确提出本课题需用2个课时进行讲解。在第一课时中，学生已经基本掌握了实验室制取二氧化碳的方法，初步掌握了实验室气体制取的一般思路，因此第二课时的教学重点是培养学生实验操作和创新技能。通过本节课的学习，学生能学会在实验室中制取某种气体的一般思路和方法，如实验装置的设计、制取气体的步骤、气体的检验和验满的方法等。

（二）教学现状分析

初中化学的教学过程中，一部分是理论知识的讲述，一部分是通过实践操作进行分析。讲练结合才能使学生对知识有更加深刻的理解，逐步学会自主探究，锻炼思维能力。但在实际操作中，常常出现教师“讲”实验，学生“看”实验的实验教学方式，教师为了讲实验而讲实验，学生机械的记住实验现象和结论，不解其中原理，学生在机械的学习过程中逐渐散失对实验的兴趣，实验操作技能也没有得到充分的训练，学生缺乏亲自参与到实验的机会。当然，也有部分教师采用“小组合作”的方式完成学生实验，通常以“2个人”为一组的方式合作完成实验，但是，对于大部分初三的学生来说，学生有足够的能力来独立完成初中阶段的8个常规实验，因此在实际教学过程中，2名学生间或相互推诿，或合作完成一个实验步骤（如1人拿试管，另一人拿胶头滴管进行滴加液体），学生不懂如何正确的分工导致实验效果不佳，课堂秩序混乱的现象时有发生。

二、教学思想与创新点

（一）教学思想

实验教学是师生交往，积极互动共同发展的过程。实验教学不仅要重结论，更要重过程。重视实验教学的过程，强调学生探索实验的经历和获得成功实验的体验。

（二）创新点

实验教学采用常规实验学生独立完成，拓展实验任务小组讨论探究的方式，对实验教学的常态做了大胆的改变，优化实验教学，让每位同学提高实验技能与创新能力;同时采取多种策略提高学生实验的成功率，帮助学生获得实验成功的体验;除此之外还采取以问题为导向的模式进行小组讨论与探究，使学生真正参与到科学探究过程。

三、教学目标

（一）教学目标

通过进行制取CO2的实验，初步形成实验室中制取气体的基本思路和方法，提高实验基础能力;通过实验仪器的选择和比较，学会辨证的看待事物，应用理论原则解决实际问题;通过实验与问题讨论，师生间、学生间合作学习，研究性学习，培养求实、创新、合作的科学品质，体验探究成功的乐趣，激发探究欲。

（二）评价目标

通过对实验预习单的点评与交流，发展将化学事实与理论模型之间的关联和合理匹配认识水平;通过对装置的选择和连接，气密性检查方法的交流与分析，发展实验能力的水平和解决实际问题的能力水平;通过对独立完成制取二氧化碳并检验和验满的操作，发展学生实验基础能力;通过对改进装置的讨论与点评，发展指出所建模型的局限性的能力和发展评价和优化方案能力。

四、教学课堂实录

（一）环节1：复习导入

【学习任务1】汇报与交流制取CO2具体过程。

【评价任务1】发展将化学事实与理论模型之间的关联和合理匹配认识水平。

【课前要求学生完成预习单，利用多媒体投影学生的导学案】

师：上节课我们学习了二氧化碳制取的研究，了解了实验室制取气体的基本思路。下面我们一起回顾上节课的内容。

【引导学生核对、检查预习单内容】

【引导学生总结实验室制取气体的一般思路，板书】

药品选择→装置选择→制取气体

【设计意图及教学反思】简单的预习单让学生回忆起基本思路，为接下来的学生实验打下基础，提高实验的成功率。

（二）环节2：独立组装仪器，小组讨论探究气密性检查方法

【学习任务2】独立组装装置和讨论探究检查气密性的方法。

【评价任务2】发展实验能力的水平和解决实际问题的能力水平。

【教师提前准备了不同的仪器供给学生自由选择，限时1.5分钟;】

学生组装装置的存在的问题：①将导管与橡胶管相连接;②集气瓶没有盖上玻璃片;

组装出的装置有两种，如图1和图2所示。

师：在开始实验前我们需要检查装置的气密性，如何检查装置的气密性呢？

生：将导管放入水中，用手握紧试管，观察到试管口有气泡产生则证明装置气密性良好。

师：非常好，那带长颈漏斗的发生装置（如图2），应如何检查装置的气密性呢？请每4人为一组，利用桌面上的仪器（注射器、止水夹等），讨论并动手实验，总结装置检查气密性的方法。限时3分钟。

【学生小组探究装置气密性的检查方法，并发言总结小组研究成果】

生1：将导管放入水中，再将长颈漏斗上端用玻璃片盖住，用手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出。小组内尝试了之后发现不能成功，小组内讨论认为因为锥形瓶的体积比较大，手的温度不足以使其中的空气受热膨胀，另外，玻璃片盖住的方式不能保证整个装置是密闭状态。

生2：往长颈漏斗中加水，若能形成稳定的水柱，则说明气密性良好。同时我们在进行操作过程发现，往长颈漏斗加水之前，需要用止水夹夹住橡胶管，使整个装置处于密闭状态。

生3：往长颈漏斗加水，没过长颈漏斗下端，将注射器装在导管右端，向内打气，若长颈漏斗内液面上升，则说明气密性良好;向外抽气，若长颈漏斗下端有气泡产生，则说明气密性良好。

师：以上检查装置气密性的方法是不同的，这些方法的原理是否一样呢？

生：这些方法都是利用气压变化来验证。向内打气气压变大，使得水柱上升;向外抽气使得气压变小，因此会有气泡产生。

【引导学生总结装置气密性检查的原理】先创造一个密闭的体系，通过改变气体的量或温度从而改变气压，通过气压的变化带来的来检验装置的气密性。

【设计意图及教学反思】仪器组装这个学习任务难度系数并不高，可以尝试放手让学生独立完成。通过独立连接装置，大部分学生能注意到导管需伸入集气瓶底部，长颈漏斗没过液面等细节，实验操作技能得到一定的提升。带有长颈漏斗的装置气密性检验这个学习任务对于大部分学生来说是由难度的，因此可作为小组讨论探究的问题，通过提醒利用注射器、止水夹等仪器的方法，给予学生真实的情境进行小组合作探究，利用真实的仪器进行操作，能有效提高学生的实验能力。

（三）环节3：学生独立实验——制取二氧化碳

【学习任务3】独立制取气体并进行检验和验满。

【评价任务3】发展实验能力的水平。

【播放演示视频】教师提前录制演示实验视频，让学生清晰的了解实验的操作和步骤，在学生开始实验之前让学生观看并模仿，提高学生的实验成功率。

【教师讲解实验注意事项】

【PPT上图文并茂展示实验步骤】

【学生进行实验】限时7分钟。

师：请问同学们有没有顺利完成实验？请你在学案中给自己的实验操作打分。

【总结】实验室制取气体的一般思路：药品选择→装置选择→制取气体

【设计意图及教学反思】制取二氧化碳这个学习任务对于大部分的学生来说难度系数中等，学生虽能掌握，但流畅度较低，实验技能稍有欠缺，可以尝试大胆放手让学生独立完成，充足的练习機会才能保证学生的实验技能的提升。教师可通过观看实验视频、指明注意事项、图文展示实验步骤等多个步骤帮助学生明确实验步骤，理清实验思路，点明注意的细节，减少学生犯错的几率，使更多的学生获得实验成功的体验，保持化学学习的兴趣，在实践中提高实验能力。

（四）环节4：小组讨论探究——实验改进与反思

【学习任务4】评价和优化方案;

【评价任务4】发展指出所建模型的局限性的能力和发展评价和优化方案能力。

师：图7装置相比图8装置有什么优点？

生：图7可以通过控制加入的稀盐酸的量从而控制产生气体的量。

师：图7还可以进行怎样的改进呢？请你根据老师提供的实验装置进行小组讨论，小组内讨论并利用此装置进行二氧化碳的制取实验，实验结束后由2名代表来讲解该装置有什么优势，能够解决什么问题？

【小组讨论探究】限时8分钟。

【小组展示】

小组1：如图9所示，用止水夹夹住橡胶管，气体无法流出，通过控制固体和液体的接触，从而控制反应的发生和停止。

小组2：如图10所示，利用注射器来控制加入的稀盐酸的量，从而控制产生气体产生量进而控制反应的速度。

小组3：如图11所示，利用分液漏斗来控制的稀盐酸的量，稀盐酸加的越多，反应的速度越快，从而控制反应的速度。

小组4：如图12所示，装置有多个导管，能够同时进行多个实验。还可以直接将固体从液体中抽离，直接停止反应，避免瓶内气压过大。

【引导学生总结常见固液常温型发生装置的优点】

【师】实验改进可以满足我们对实验的要求，方便我们的实验操作，生活中我们也可以利用生活中常见的物品对装置进行改进和创新。

【设计意图及教学反思】制作一个带有隔板的固液常温型发生装置并不难，教师只需要在放入一个带有小孔的隔板就可以给学生呈现一个真实的装置，利用摸得着看得见的装置进行操作，通过现象学生可以直观的看到变化情况，对带有隔板的装置能够控制反应的发生和停止这个内容自然也就能够充分理解。

（五）环节5：课堂小结

师：这节课我们主要学习实验室制取气体的一般思路是药品选择，装置选择和制取气体，并对装置的气密性的方法进行探究和进行装置优化评价。

五、结束语

实验教学在化学教学中有着举足轻重的地位，笔者认为要将实验的机会还给学生，让每一位学生都能在实验课中“有事做”“知道怎样做”。实验教学不能脱离真实的实验环境，学生独立完成部分实验，小组形式进行探究实验的实验教学模式是本节课最大的亮点。本节课为实验探究活动分配了大量的时间，充分保证学生的实验效果，利用多种手段促使学生获得良好的实验体验，增加学生实验成功率。整个实验探究过程将问题抛给学生，让学生用脑思考，用手操作，用眼观察，用心交流，用口表达，充分利用各种感官接受信息，让学生在实验探究中提高实验能力，构建起气体制取的一般思路模型。当然，教学过程中也存在一定的不足，学生探究时的交流、讨论不够激烈，教师没有设计好问题串，小组内的学生水平层次接近。教师在今后的教学中应合理分组，设计问题串，做好问题的铺垫，帮助学生理清思路，找到问题的关键点，从而触发学生的兴奋点，更好的参与到课堂中。

参考文献：

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