例談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)“三要素”.doc

例談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)“三要素” 江蘇省蘇州市吳江區(qū)教育局教研室（215200）馬靜 1問(wèn)題的提出 在平時(shí)的調(diào)研聽課中，經(jīng)常會(huì)見到一些失敗的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和教學(xué)目標(biāo)不符、師生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)無(wú)序、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)于繁瑣沖淡了教學(xué)主題等情況。究其原因，是設(shè)計(jì)者未能很好地解決“為什么做”、“做什么”和“怎么做”3個(gè)問(wèn)題。成功的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基石，它包含以下3個(gè)要素。 2中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)“三要素” 2.1要素一：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_為什么做 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)首先必須明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，即解決“為什么做”的問(wèn)題，這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂所在。教師必須在領(lǐng)會(huì)課標(biāo)精神、認(rèn)真鉆研教材的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo)是一切教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，化學(xué)實(shí)驗(yàn)要為教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成而設(shè)計(jì)，它可以是簡(jiǎn)單、樸素的，但應(yīng)該在正確的時(shí)間、合適的位置出現(xiàn)，否則就會(huì)有嘩眾取寵之嫌。 案例一：離子新授課第1課時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（上教版化學(xué)9年級(jí)上冊(cè)第3章第1節(jié)）。 教學(xué)目標(biāo)知道離子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，了解原子與離子通過(guò)得失電子可以互相轉(zhuǎn)化。 操作教師將棉線浸在KMn04（aq）中，拿出后放在濕潤(rùn)的濾紙上，如圖l所示。通電，通過(guò)實(shí)物投影觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象第一次實(shí)驗(yàn)失敗，第二次實(shí)驗(yàn)后出現(xiàn)模糊的顏色移動(dòng)。 設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明KMn04（aq）中存在自由移動(dòng)的帶電微粒離子。 實(shí)驗(yàn)效果現(xiàn)象模糊，實(shí)驗(yàn)完成總共花費(fèi)了15min；而且學(xué)生不能理解，在通電條件下帶電微粒發(fā)生定向移動(dòng)（高中電解原理）。 點(diǎn)評(píng)教師試圖通過(guò)用實(shí)驗(yàn)來(lái)引出課題，但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且脫離教材，對(duì)于離子這節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成沒有任何幫助，這個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的設(shè)計(jì)效果不好。 在學(xué)生理解了離子的形成過(guò)程后，教師增加了一組學(xué)生實(shí)驗(yàn)。 操作取少量NaCl固體于燒杯中，加入水，攪拌后取部分于試管1中待用；向盛有水的燒杯中逐漸加入NaCl溶液，用電導(dǎo)率傳感器測(cè)量溶液導(dǎo)電性的變化。 現(xiàn)象溶液的導(dǎo)電性在不斷增強(qiáng)。 設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明離子很小、肉眼看不見，能自由移動(dòng)。 操作取少量CuCl2固體于2號(hào)試管中，加入水后振蕩，對(duì)比1號(hào)、2號(hào)兩支試管，觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象兩支試管中溶液的顏色不同。 設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明離子的種類不同、性質(zhì)不同。 操作取少量KCl固體于3號(hào)試管中，向1號(hào)、3號(hào)試管中分別滴加AgN03溶液，觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象兩支試管中都出現(xiàn)了白色沉淀。 設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明離子之間可以相互反應(yīng)的。 反思教師試圖通過(guò)這一組實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)打通上教版初中化學(xué)第3章（物質(zhì)構(gòu)成的奧秘）和第7章（應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽）的目的，從而將離子的性質(zhì)與鹽的性質(zhì)聯(lián)系起來(lái)。但是對(duì)于接觸化學(xué)不到兩個(gè)月的學(xué)生而言，這種聯(lián)系無(wú)疑是空中樓閣，大大增加了化學(xué)學(xué)習(xí)的難度。在教師完成這組實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們交頭接耳，一時(shí)間正常的教學(xué)秩序被打亂了。 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的共同問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)脫離教學(xué)目標(biāo)，上教版9年級(jí)上冊(cè)第3章中關(guān)于離子在教材中未出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，執(zhí)教者為了追求“熱熱鬧鬧”的課堂氛圍，盲目增加實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，卻忽視了教學(xué)的有效性，使得實(shí)驗(yàn)成為擺設(shè)，因此明白“為什么做”是實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)最核心的部分。 2.2要素二：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要簡(jiǎn)約做什么 在確定了實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹螅處熃又伎嫉氖恰白鍪裁础?，這是實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。圍繞教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，有不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可供選擇。我們不贊同“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)“、“撿到籃子里就是菜”的觀點(diǎn)，一旦盲目的追求實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是“豐富”了，卻有可能會(huì)使學(xué)生眼花繚亂，收獲甚微。教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、安全可靠的實(shí)驗(yàn)，太過(guò)復(fù)雜、安全系數(shù)不高、污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn)不宜在課堂中出現(xiàn)。 案例二：分子的新授課教學(xué)磨課過(guò)程（上教版化學(xué)9年級(jí)上冊(cè)第3章第1節(jié)）。 教學(xué)目標(biāo)知道分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒；在化學(xué)反應(yīng)中分子可以分解為原子，原子可以結(jié)合成為分子。 磨課過(guò)程在教材中，分子是在微粒的性質(zhì)之后出現(xiàn)的，學(xué)生對(duì)教材中“微粒的性質(zhì)”的3個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)熟悉，在不考慮簡(jiǎn)單重復(fù)完成過(guò)的實(shí)驗(yàn)的前提下，筆者感到分子這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很難找到突破口。 在設(shè)計(jì)“分子也具有微粒的3個(gè)特性”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先考慮完成N02（紅棕色）與空氣的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，但又因N02有毒，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯而只能放棄。接著有教師提出做紅墨水在水中的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，卻因?yàn)榧t墨水成分復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單的將其歸到“分子構(gòu)成的物質(zhì)”范疇而放棄最后想到了干冰汽化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)嘗試及討論，形成了最終的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 操作教師取出熱水瓶中保存的少量干冰，將其裝入試管中，并在試管口套上氣球。 現(xiàn)象干冰汽化，固體消失，小氣球鼓起來(lái)。 目的說(shuō)明分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒；分子很小，肉眼看不見。 操作在上述試管中加入澄清石灰水，振蕩試管。 現(xiàn)象澄清石灰水變渾濁。 目的說(shuō)明分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒。同種分子，化學(xué)性質(zhì)相同。 反思在這節(jié)課的磨課過(guò)程中，圍繞分子的教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)反復(fù)討論確定了上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并利用一套裝置完成了兩個(gè)不同目的的實(shí)驗(yàn)，有效地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，一舉兩得。 2.3要素三：實(shí)驗(yàn)方式要?jiǎng)?chuàng)新怎么做 同一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有不同的呈現(xiàn)形式。杜威說(shuō)：“如果今天我們還像過(guò)去那樣教學(xué)，那么我們就是在掠奪我們孩子的明天?！彪S著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)化學(xué)教學(xué)注入新的活力，大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。 2.3.1教師真人視頻秀 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于一些污染大、時(shí)間長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，教師往往是采用播放從網(wǎng)上下載相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻的方式?！敖處熣嫒艘曨l秀”則主要以化學(xué)教師在真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)驗(yàn)為素材進(jìn)行制作的，可以給學(xué)生以強(qiáng)烈的真實(shí)感，尤其是在表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)方面效果尤其明顯。 案例三：從海帶中提取碘（蘇教版高中必修教材化學(xué)1專題2第1單元溴、碘的提取和性質(zhì)新授課）。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，其中海帶的浸泡就需要2h。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的處理上一般有兩種方式：文本描述型、視頻演播型。前者指的是在PPT上直接用文字描述實(shí)驗(yàn)流程、現(xiàn)象、原理及相關(guān)化學(xué)方程式；后者就是下載現(xiàn)成的視頻。但是任課教師另辟蹊徑，選擇了自己拍攝視頻的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，經(jīng)過(guò)后期剪輯，有效地將一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為4h的實(shí)驗(yàn)壓縮成10min的短片在課堂上播放。 反思同樣是實(shí)驗(yàn)視頻，任課教師的“真人秀”相比網(wǎng)上的現(xiàn)成視頻顯得更為真實(shí)可信，而且教師可以根據(jù)自己的教學(xué)需要對(duì)視頻進(jìn)行后期處理，更靈活機(jī)動(dòng)，也更能滿足課堂教學(xué)需求。 2.3.2學(xué)生的微電影秀 微電影在百度上的定義為“既可以指專業(yè)的小成本制作或者使用數(shù)碼攝像機(jī)、在電腦上剪輯并發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)余電影，也可以指時(shí)間短的電影”。 案例四：金屬防護(hù)和廢金屬回收新授課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（上教版化學(xué)9年級(jí)上冊(cè)第5章第3節(jié)）。 教學(xué)目標(biāo)知道鋼鐵銹蝕的條件；掌握防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法；了解廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師提前選擇了一個(gè)學(xué)生小組作為小演員，通過(guò)數(shù)碼攝像機(jī)記錄下學(xué)生在校園中探究金屬銹蝕原因的過(guò)程，教師將其后以微電影的形式呈現(xiàn)在課堂中，配以學(xué)生旁白，串聯(lián)起整節(jié)課的教學(xué)，效果出奇的好。 反思熟悉的學(xué)校、熟悉的同學(xué)，小演員們穿梭在校園中，教師以微電影的形式記錄下學(xué)生對(duì)校園內(nèi)車棚及自行車等金屬制品銹蝕原因的思考及實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找等方式了解了廢金屬回收的價(jià)值，整節(jié)課新穎獨(dú)特，別具一格，真正貫徹了“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)”的新課程理念。 2.3.3數(shù)字化實(shí)驗(yàn)科技秀 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化學(xué)也在不斷地發(fā)展。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建立，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的全面整合，使得教材上的一些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)“舊貌換新顏”。 案例五：模擬鋼鐵在弱酸性起始條件下的電化學(xué)腐蝕（蘇教版高中選修教材化學(xué)反應(yīng)原理專題1第3單元）。 操作將事先稱量好的2.5g鐵粉和0.1g碳粉（按照鋼鐵中鐵碳的比例）混合均勻后包裹在棉花內(nèi)，并放置在具支試管中，用橡皮塞塞緊后記錄試管中的溫度和壓強(qiáng)；用滴管吸取2ml左右的醋酸溶液快速浸潤(rùn)棉花，塞緊塞子，觀察實(shí)驗(yàn)并通過(guò)傳感器記錄每5s的溫度和壓強(qiáng)。 現(xiàn)象溫度持續(xù)上升；壓強(qiáng)先升高后降低。 分析溫度升高的原因是：金屬在弱酸性起始條件下的腐蝕是放熱的。壓強(qiáng)增大的可能原因有：溫度升高，壓強(qiáng)增大；鐵與醋酸反應(yīng)生成氫氣，氣體物質(zhì)的量增加，導(dǎo)致壓強(qiáng)增大。后來(lái)壓強(qiáng)又減小的原因是：鐵粉和碳粉在潮濕的環(huán)境里發(fā)生了吸氧腐蝕。 目的電化學(xué)腐蝕是放熱反應(yīng)；吸氧腐蝕的普遍性。 反思學(xué)生在認(rèn)識(shí)金屬的析氫腐蝕和吸氧腐蝕上有一個(gè)思維定式，認(rèn)為在酸性條件下只有析氫腐蝕，而沒有吸氧腐蝕。教師利用壓強(qiáng)傳感器快速直觀的探測(cè)出在弱酸性起始條件下金屬腐蝕過(guò)程中壓強(qiáng)的微弱變化從而分析得出金屬在弱酸性起始條件下也能發(fā)生吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可信，說(shuō)服力強(qiáng)。 3結(jié)語(yǔ) 上述中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)三要素中，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窃O(shè)計(jì)的靈魂，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇是設(shè)計(jì)