《走進化學實驗室》教學設(shè)計與評析獲獎科研報告

《走進化學實驗室》教學設(shè)計與評析獲獎科研報告

化學實驗；教學設(shè)計；實驗安全；實驗啟蒙；實驗儀器

一、教學設(shè)計思路

作為化學課程在實驗主題的啟蒙章節(jié)，常規(guī)教學需要一一呈現(xiàn)各種儀器的具體操作細節(jié)并強調(diào)注意事項，知識瑣碎易使學生拘泥于機械的識記而不能在實際操作中靈活運用，局限在實驗室中的操作學習也容易導(dǎo)致學生不能充分認識到該主題的意義從而趣味索然。如何設(shè)計實驗學習中的情境和主線？如何彰顯化學實驗的安全和應(yīng)用理念？如何引導(dǎo)學生體驗化學實驗的本質(zhì)和學習意義？是我們試圖創(chuàng)新的角度。而將兩個課時連上，嘗試以完整的實驗學習思維呈現(xiàn)，強化學習的體系，也是我們的一個創(chuàng)新。

安全問題是化學實驗教學首要關(guān)注問題。在《2011年義務(wù)教育化學課程標準》中的“科學探究”模塊，增加了“化學實驗應(yīng)高度關(guān)注安全問題，避免環(huán)境污染”作為基本的實驗要求，明確了新課程新教材應(yīng)強化實驗安全教育的必要性和重要性。另外開辟實驗安全小貼士分布在上下冊共十二處，以“注意”字眼時刻提示師生對具體特定的實驗操作注意可能出現(xiàn)的危險和污染，而集中指南體現(xiàn)在本課題中，以資料卡片形式強調(diào)的化學藥品取用規(guī)則，以正文插圖形式展現(xiàn)常用危險化學品標志，但是在實際教學中大多數(shù)化學教師沒有充分認識到實驗安全教育的重要性和必要性，安全知識教學往往流于形式，只限于簡單的資料介紹。我們從家居日化用品、廚房用品等入手，分別整理出這四類特征的物品，并討論生活中的使用注意點。在化學啟蒙階段，給予充分的機會給學生認識身邊的化學世界，既是激發(fā)學習興趣的重要手段，也是科學開展化學安全教育的有益補充。

常規(guī)的“走進化學實驗室”教學設(shè)計局限于實驗儀器使用注意事項的灌輸，缺少學生的親身體驗，缺乏對實驗意義的體驗。學生容易從初學化學開始就陷入記憶儀器名稱、背誦操作步驟的怪圈。我們的教學設(shè)計試圖從儀器的構(gòu)造角度以及學科的角度呈現(xiàn)化學實驗儀器的應(yīng)用依據(jù)，從實驗細節(jié)剖析實驗安全的重要性，突出本節(jié)內(nèi)容在化學學習體系中的重要地位；引入化學相關(guān)新聞素材實現(xiàn)實驗課的情境教學；另外，將實驗室中的操作與生活中具體行為進行類比，引導(dǎo)學生將已有的生活經(jīng)驗遷移到化學學習中來，體現(xiàn)化學學習回歸生活世界的必要性和重要性?；貧w學科卻不拘泥于繁難，聯(lián)系生活卻不淺薄于科普，追尋科學本質(zhì)，實現(xiàn)的三維目標統(tǒng)一，在這樣的化學實驗啟蒙課中是非常值得推究的。

二、教學目標

（一）知識與技能

（1）認識常用的化學儀器，知道藥品的取用規(guī)則，初步學會藥品的取用方法；

（2）初步學會全面觀察實驗的方法，能客觀描述和記錄實驗現(xiàn)象；

（二）過程與方法

（3）結(jié)合藥品的加熱、儀器的洗滌等基本操作練習，總結(jié)實化學驗操作的特點；

（4）了解化學實驗安全規(guī)則，初步養(yǎng)成良好的實驗習慣；

（三）情感·態(tài)度·價值觀

（5）認識化學實驗是進行科學探究的重要手段，感受嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、正確的實驗原理和操作方法是實驗成功的關(guān)鍵。

（6）初步形成化學實驗安全意識。

三、教學過程方案

（一）開門見山，強調(diào)實驗重要性

[教師提問]結(jié)合生活經(jīng)驗談?wù)劊海?）家里有哪些化學用品？你們是怎么使用的？（2）有多少種煮沸開水的方法？（3）如何除去水壺中的水垢或茶杯里的茶垢？（4）你或家長是如何洗碗的？

[學生]討論、回答。

[教師過渡]生活中的很多操作都用到化學知識以及化學中的相關(guān)實驗操作，在化學實驗室中這些操作都有專門的儀器和操作名稱。

設(shè)計意圖：化學離不開生活，所以從學生熟悉的生活經(jīng)驗引入，不僅突出生活中處處有化學實驗的影子，同時強調(diào)實驗對生活的重要性，讓學生初步形成“化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學”的觀念。

（二）生活視角關(guān)注安全

[師生互動]家庭和實驗室中分別有哪些易燃、易爆？教師和學生共同填寫表1的前半部分。

[教師小結(jié)]這些易燃品在使用的過程中應(yīng)遠離火源，以免發(fā)生傷害！由于化學藥品的腐蝕性和毒性，在實驗室做實驗的過程中，需要戴好護目鏡、手套、穿好實驗服。

[教師提問]家里下水管道有沒有堵塞經(jīng)歷，一般有哪些方法讓管道疏通？

[學生]思考。（主要是物理途徑）

[實驗演示]展示管道疏通劑的商品，指出具有腐蝕性。

[教師追問]清潔廁所可以用什么日化用品？是否可以和管道疏通劑混用呢？

[教師實驗]取四根試管，兩根裝有鐵片，兩根試管裝有毛發(fā)油脂，然后每種情況分別滴加鹽酸（或潔廁靈）和氫氧化鈉（或液態(tài)管道疏通劑）溶液，請學生觀察現(xiàn)象

[教師小結(jié)]（1）生活中和實驗室里都有很多物質(zhì)都具有腐蝕性；（2）不同化學藥品腐蝕對象、腐蝕效果各異；（3）化學藥品的腐蝕性需要使用時注意其安全性；（4）腐蝕性也可以加以應(yīng)用，造福生活。

[教師過渡]舉例說明濫用日化用品可能造成的有毒物質(zhì)。完成表1的后半部分。

設(shè)計意圖：中學生以及社會大眾往往局限地認為只有化學實驗室的藥品是危險的，所以油然而生的畏懼心理不利于他們對化學知識的學習和理解。所以這個環(huán)節(jié)從生活中的用品入手，指出其危險性，說明不止化學實驗室才有這些安全問題，生活中同樣處處需要留心；另一方面也說明只有學習化學，理解化學，才能科學、辯證地看待這些危險，才能在生活中趨利避害。這才是化學實驗安全教育的意義所在。安全問題是化學實驗教學的首要問題，但是簡單的規(guī)則說教比不上鮮活的案例，平鋪直敘的灌輸比不上學生自己的生活體驗回憶。從身邊的安全問題過渡到實驗室中的安全，并非想單純展現(xiàn)化學藥品的潛在危險，而是試圖引導(dǎo)學生認識到生活中的安全問題同樣存在，而且需要用化學知識去解決，學習化學有利于我們趨利避害。在實驗學習中體現(xiàn)由生活走向化學，化學為生活服務(wù)的思想，實現(xiàn)知識的遷移，使學生從另一個角度認識化學學習意義，增強學習主觀能動性。（三）體驗藥品的存放及取用規(guī)則

[教師提問]思考家里的廚房中存儲白糖、食鹽、堿面、酒以及醋的容器有何不同？為什么？（見圖1和2）

[學生體驗]1.用寬口瓶喝水；2.用細口徑瓶取固體

[教師小結(jié)]對學生的操作進行補充糾正，并總結(jié)固體藥品存、取、放的知識圖（見圖3）

[學生]演示液體藥品的取用。

[教師小結(jié)]對學生的操作進行補充糾正，并總結(jié)液體藥品存、取、放的知識圖（見圖4）。

[教師過渡]那么對于一定量地液體藥品如何取用呢？既然是一定量的液體需要用到什么儀器？為什么量筒要做成現(xiàn)在這個形狀：底座的目的是什么？為什么將量筒做得細長且均勻？能否用量筒來加熱？量筒怎么讀數(shù)？

[學生]思考回答。

[教師講解]請每位同學用桌子上的量筒量取5ml的水，量取三次，分別平視、仰視、俯視量取，記錄三次量取的結(jié)果（見表2）。

[教師講解]另外在量筒中加入一定量的水進行讀數(shù)，分別平視、仰視、俯視讀數(shù)，記錄三次讀數(shù)的結(jié)果（見表2）。

[學生實驗]量筒使用。

設(shè)計意圖：應(yīng)用生活類比和遷移，儀器設(shè)計的技術(shù)原理和對比正誤方法的體驗學習等多種形式，幫助學生理解化學實驗，而不是簡單羅列種種條目去強迫機械記憶。

（四）液體藥品的加熱

[教師過渡]生活中有哪些可以用來加熱的方法？

[教師提問]你想探究酒精燈的哪些問題？例如：酒精燈火焰哪一層溫度最高？酒精燃燒產(chǎn)生什么？熄滅酒精燈有什么方法？用酒精燈怎么加熱液體？

[學生]分成小組討論，并利用實驗器材合作完成探究。

[教師講解]酒精燈的使用注意事項，并總結(jié)（見圖5）。

[學生討論]（1）加熱時試管內(nèi)的液體的量應(yīng)為多少？（2）能否用手拿試管？（3）如何用酒精燈加熱？（4）能否直接加熱？（5）如果試管外壁有水的話，能否不擦干直接加熱？為什么？（5）加熱試管里的液體時，能否將試管口對著人？為什么？（6）將液體加熱至沸騰的試管，能否立即用冷水沖洗？為什么？

[教師講解]給液體加熱時的注意事項（見圖6）。

[小組合作]利用所給器材（酒精燈、試管、試管夾、水）進行給液體加熱的操作。

設(shè)計意圖：再次突出生活體驗作為聯(lián)系學生前概念和新認知的橋梁。介紹實驗室中加熱方法以及酒精燈的使用注意事項時，在安全性保障前提下，教師可以做適當?shù)腻e誤演示，展現(xiàn)一定不良后果給予學生警示，這也是一種突出實驗安全的重要途徑。由于學生在其他學科實驗中多少對本環(huán)節(jié)操作有所接觸，所以采取小組合作探究和討論的方式，以期學生對酒精燈加熱操作有更加深入的了解。

（五）儀器認識及使用

1.儀器的連接

[教師提問]：為什么要連接儀器？怎么連接儀器？連接儀器不當可能會造成怎樣的后果？

[學生實驗]儀器的連接和氣密性檢查。教師對學生實驗過程中出現(xiàn)的問題進行指導(dǎo)。

設(shè)計意圖：強化學生對儀器連接重要性的認識，再次將生活與實驗室的注意事項緊密聯(lián)系。

2.儀器的清洗體驗

[教師過渡]生活中用完的碗、鍋、杯子、茶壺等需要及時洗凈，我們剛剛使用的實驗儀器也需要及時洗凈。

[學生實驗]讓不同組同學采用不同程度的清洗，然后比較清潔的標準差異。

[教師講解]強調(diào)清洗實驗儀器的相關(guān)規(guī)則。

設(shè)計意圖：“既不聚成水滴，也不成股流下”僅僅成為很多學校同學只會背誦和在考試中填寫的“潔凈要求”，很多一線教師在教學實踐中也并不能展現(xiàn)這一符合要求的試管，所以這一環(huán)節(jié)往往只是紙上談兵的擺設(shè)。將這個機會還給學生體驗，分組開展清洗實踐，清洗時間、清洗力度和仔細程度各有差異，學生在過程中會發(fā)現(xiàn)什么叫“聚成水滴”、什么才是“成股流下”；而只有用心清洗之后，方能真正體驗到這一清潔標準。

3.儀器的分類

[學生活動]對本節(jié)課所用的儀器進行分類，并說出分類依據(jù)。

[教師總結(jié)]舉一種儀器分類的方法，如：儀器加熱類型的分類（見圖7）。其他分類方法由學生課后討論完成。

設(shè)計意圖：作為本課的小結(jié)，從另一角度重新審視化學實驗的載體——儀器，在整理分類過程中初步建構(gòu)分類觀——本應(yīng)在具體物質(zhì)學習過程中才接觸