初中化學(xué)班級實驗箱的設(shè)計與實施

初中化學(xué)班級實驗箱的設(shè)計與實施

1中小型實驗團隊成員共同開展“班級實驗箱”的探索性實踐《義務(wù)教育化學(xué)課程標準》（實驗稿）明確規(guī)定了實驗主題，增加了活動的試驗建議，明確了實驗技能培訓(xùn)的要求，減少了教師的展示和學(xué)生組的實驗范圍。最初的目標是促進初等化學(xué)的實驗教學(xué)，讓學(xué)生進行體驗，開展多學(xué)科實驗，充分發(fā)揮整個實驗教育過程的作用。但是,實際的教學(xué)實踐中,實驗教學(xué)實施的情況又如何呢?我們在2012年4月,對本市24個縣(市)區(qū)約200名初中化學(xué)教師進行了問卷調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示:目前學(xué)生分組實驗,甚至是課堂教學(xué)中的演示實驗都存在著很大問題。調(diào)查結(jié)果還顯示:制約初中化學(xué)實驗教學(xué)的客觀條件,并不是實驗儀器和藥品的問題,而是實驗室和實驗員數(shù)量不足的問題。由于不少學(xué)校實驗室和實驗員數(shù)量不足,使得學(xué)校的實驗儀器和藥品被閑置,無法發(fā)揮它們在初中化學(xué)課堂實驗教學(xué)中應(yīng)有的作用,既造成教學(xué)資源的極大浪費,也因為制約課堂實驗教學(xué)而影響了初中化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。鑒于上述原因,我們與石家莊市初中化學(xué)研修團隊成員共同在教學(xué)中進行“班級實驗箱”的探索性實踐。目前,實踐已經(jīng)取得了一些成果。2初等教育“班級實驗空間”的教育實踐2.1“班級實驗空間”的開發(fā)“班級實驗箱”包括實驗箱、實驗儀器和實驗藥品三部分。2.1.1儀器的特點由各組同學(xué)自己準備,可以是大小適宜的紙箱、塑料儲物箱等。要求為:(1)結(jié)實耐用;(2)方便攜帶;(3)保證儀器存放安全、條理、取用方便;(4)還可以對實驗箱進行個性化“裝飾”,以體現(xiàn)各小組的特色(圖1~4所示是某小組設(shè)計的實驗箱及其內(nèi)部結(jié)構(gòu))。2.1.2教師列舉儀器清單教師通過對教材上的實驗和探究活動所需儀器進行統(tǒng)計分析,將所需儀器分成規(guī)范儀器、自備儀器、實驗室借用儀器三部分。其中規(guī)范儀器是指使用頻率比較高的,并需要培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實驗操作技能的儀器,這些儀器必須是規(guī)范的實驗室玻璃儀器。自備儀器,一是使用頻率不高的儀器,二是可以將實驗微量化的儀器,三是學(xué)生創(chuàng)新的儀器。實驗室借用儀器主要是使用頻率比較低,但要求必須規(guī)范的實驗儀器。教師列出儀器清單(見表1),并分別準備。規(guī)范儀器由教師征得學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)同意后,由實驗室配備;自備儀器由各實驗小組組長組織組員共同尋找,經(jīng)篩選后留用;實驗室借用儀器則在每次實驗前一天,利用課余時間,由各實驗小組采用輪值的形式到實驗室在實驗員的指導(dǎo)下準備。2.1.3注重實驗中的條件三:學(xué)生實驗成功的保障實驗藥品主要由教師帶領(lǐng)實驗小組,采用輪值的方式到實驗室準備,這樣可以確保大多數(shù)學(xué)生的實驗?zāi)軌虺晒?。但是某些生活探究活動所用藥品也可由學(xué)生尋找生活用品,比如純堿、小蘇打、鐵釘、水垢等常見物質(zhì)代替實驗室中的藥品進行一些簡單的實驗。2.2“班級實驗箱”的實踐活動為推進“班級實驗箱”的設(shè)想,在本市選擇了三所不同類型的學(xué)校,并在各學(xué)校選取一名骨干教師進行“班級實驗箱”的教學(xué)實踐活動。下面以某學(xué)校宋老師的教學(xué)實踐過程為例進行簡要說明。2.2.1分組及組成實驗小組式宋老師任教的三個班級每班大約50人左右,將每班學(xué)生按4~5人分為12個小組,各小組由組長負責;再將三個班組成12個“實驗小分隊”,由隊長負責;這樣宋老師只要管理好12個“實驗小分隊”的隊長,即可正常運轉(zhuǎn)。2.2.2“嚴重損害儀器照價賠償”為讓每一學(xué)生都珍惜、愛護,并養(yǎng)成規(guī)范使用實驗儀器的習(xí)慣,制定了“損壞儀器照價賠償”制度(每個組的實驗箱中都有一份規(guī)范儀器和實驗室借用儀器的儀器價格清單)。2.2.3或分值在實驗中的表現(xiàn)在教學(xué)過程中,教師制定了可行的過程性評價方案,對小組(或小分隊)在實驗中的優(yōu)秀表現(xiàn)及時給予表揚和鼓勵,并給相應(yīng)的積分;對于出現(xiàn)的問題及時給予糾正和指導(dǎo),并采用給其他小組(或小分隊)積分的辦法對該小組進行督促。2.2.4“實驗箱”功能越來越完備在教學(xué)實踐中,教師不斷完善運行機制和管理方法,學(xué)生不斷完善“實驗箱”中的各種儀器(有的小組還自行集資購買了一些常規(guī)儀器對“實驗箱”進行補充),使“實驗箱”的功能越來越完備。為發(fā)揮資源的最大價值,教師提倡學(xué)生畢業(yè)時將實驗箱贈送下一屆的學(xué)弟學(xué)妹,還請各小分隊共同擬寫一份給學(xué)弟學(xué)妹的化學(xué)學(xué)習(xí)方法介紹和學(xué)習(xí)體會。2.3探究二氧化錳的生成宋老師在上課開始,先利用“魚塘缺氧,大量魚死亡”的圖片和“專家支招”創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。師生簡單討論交流“專家支招”得出“過氧化氫→水+氧氣”是獲得氧氣的反應(yīng)原理。教師通過“如何檢驗過氧化氫溶液反應(yīng)生成的氧氣?”問題引領(lǐng)學(xué)生回顧檢驗氧氣的方法,用帶火星的小木條,如果能夠復(fù)燃,說明能夠產(chǎn)生氧氣。然后,教師組織學(xué)生利用“班級實驗箱”對反應(yīng)前后“二氧化錳的性質(zhì)沒有發(fā)生變化”進行了相關(guān)的四個連續(xù)的實驗活動。[實驗活動1]探究過氧化氫能否直接快速分解產(chǎn)生氧氣?教師給出學(xué)生實驗方案和操作示意圖以及實驗步驟(如圖6所示),學(xué)生分組實驗,實驗后交流觀察到的現(xiàn)象,教師引導(dǎo)學(xué)生分析可能的原因是什么?生1:帶火星的木條沒有復(fù)燃。師追問(問題1):你們認為可能是什么原因呢?師:很好,你們剛才聽到老師說“過氧化氫水溶液”了,所以猜測過氧化氫太稀,其實老師用濃度很大的過氧化氫試過,也不行。這能說明什么呢?生齊:太慢了。師:對,說明過氧化氫自己生成氧氣的速率太慢了。[實驗活動2]探究過氧化氫中加入二氧化錳后,反應(yīng)是否加快了?教師給出學(xué)生實驗步驟和操作示意圖(如圖7所示)。學(xué)生分組進行實驗,實驗后交流觀察到的現(xiàn)象,教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行分析。生2:加入二氧化錳后,產(chǎn)生大量氣泡,帶火星的木條復(fù)燃了。師追問(問題2):那你認為二氧化錳在其中起了什么作用呢?生3:加快了反應(yīng)。師:大家現(xiàn)在有兩種觀點(并板書了學(xué)生的上述兩種觀點),那我們怎么證明哪個觀點正確呢?師:大家看現(xiàn)在試管中的過氧化氫是不是停止反應(yīng)了?生齊:是。師追問(問題3):反應(yīng)為什么會停止?師追問:誰反應(yīng)完了?是二氧化錳反應(yīng)完了,還是過氧化氫反應(yīng)完了,亦或是二氧化錳和過氧化氫都反應(yīng)完了?(生說法不一)師追問(問題4):如果想得到更多的氧氣可以怎么做?生5:再加過氧化氫,又有氧氣產(chǎn)生。[實驗活動3]探究實驗活動2中二氧化錳和過氧化氫到底哪種物質(zhì)反應(yīng)完了?教師根據(jù)剛才學(xué)生的討論,快速將學(xué)生設(shè)計的實驗方案輸入PPT投影出來(如圖8所示),學(xué)生再次分組進行實驗,然后交流觀察到的現(xiàn)象。學(xué)生發(fā)言如下:教師發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果出乎自己的預(yù)料(這是課堂上的一次意外生成)。生成處理第1步——教師對三種不同意見進行統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果如下:(共12個小組,有2個小組沒發(fā)表意見,教師追問,兩個小組也沒表態(tài))生成處理第2步——教師請出現(xiàn)三種情況的小組,分別派一個代表將自己實驗的試管拿到講臺前,結(jié)果由于沒有指定哪組作為代表,12個小組都派了一個代表上去了。生成處理第3步——教師從出現(xiàn)情況1和情況3的小組中分別任取了一支試管親自重新演示實驗,實驗結(jié)果均與情況2相同。教師引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)情況1和情況2的可能原因。[實驗活動4]探究二氧化錳是不是還能繼續(xù)加快反應(yīng)速率?教師給出學(xué)生實驗方案和步驟(如圖9所示),分組進行實驗,然后交流觀察到的現(xiàn)象。大部分小組的木條再次復(fù)燃,個別組的仍然沒有復(fù)燃。師點評:(1)有些組實驗條理不夠清晰,先加過氧化氫——又有氣泡了——然后想起來點木條,再吹滅——結(jié)果氣泡沒了,木條沒復(fù)燃。(2)有些組特別節(jié)約藥品,又加了很少量的過氧化氫,由于前面實驗中生成的水,使加進去的過氧化氫濃度變小了,所以也沒現(xiàn)象出現(xiàn)。如果哪位同學(xué)還有興趣,可以跟我申請,利用化學(xué)自習(xí)課的時間帶上你們的實驗箱到實驗室繼續(xù)探究。師總結(jié):通過剛才的實驗,我們看到二氧化錳可以繼續(xù)加快過氧化氫的反應(yīng),經(jīng)過大量的實驗證明二氧化錳在這個反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變。案例分析:本節(jié)課中,宋老師利用“班級實驗箱”組織學(xué)生進行了真實的探究活動,在活動中學(xué)生一是體驗了科學(xué)探究的樂趣,二是培養(yǎng)了認真觀察實驗的科學(xué)態(tài)度,三是鍛煉了大膽質(zhì)疑的科學(xué)精神。“班級實驗箱”是宋老師很好地開展課堂實驗教學(xué)活動的載體和基礎(chǔ),為宋老師形成個人教學(xué)特色和提高課堂教學(xué)質(zhì)量都發(fā)揮了很好的作用。3初中化學(xué)“班級實驗空間”的實踐與反思3.1學(xué)生實驗效果得到改善以往沒有“班級實驗箱”的時候,由于學(xué)校班級多(如上一屆28個班),實驗室(2個)和實驗員(1個)明顯不足,即便是演示實驗所用的儀器和藥品也大多需要任課教師自己動手,更不用奢望學(xué)生分組實驗了。鑒于上述情況,每年在新授課中演示實驗的開設(shè)率只有50%左右,學(xué)生隨堂動手實驗的開設(shè)率幾乎為零,所以科學(xué)探究活動基本是紙上談兵,不能得到有效落實。創(chuàng)建“班級實驗箱”之后,實驗狀況得到極大的改善。(1)新課標中要求的8個學(xué)生必做實驗,全部在課堂內(nèi)結(jié)合課堂教學(xué)由學(xué)生親自動手完成。(2)除了新課標要求的8個必做實驗外,宋老師還帶領(lǐng)學(xué)生做了很多實驗,大大小小的學(xué)生分組實驗共計21次。(3)除新授課中可以帶領(lǐng)學(xué)生通過實驗進行真正的科學(xué)探究活動外,在復(fù)習(xí)課教學(xué)中,還通過創(chuàng)設(shè)生活情境開發(fā)了系列“主題化實驗探究式”復(fù)習(xí)課,比如通過探究“百變瓶的奧秘”復(fù)習(xí)酸堿鹽性質(zhì)的主題知識、通過探究“吹不滅的蠟燭”復(fù)習(xí)燃燒滅火和金屬活動性順序的主題知識、通過探究“食品中的干燥劑”復(fù)習(xí)探究物質(zhì)成分的熱點題型的解法等,使復(fù)習(xí)課的教學(xué)不再是機械化的知識點重復(fù),變得生動、有趣,還能培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。3.2“流動實驗室”的改革,使“流動實驗室”的實驗資源價值的最大化“班級實驗箱”的創(chuàng)建將學(xué)校實驗室的儀器分箱管理,即將學(xué)校的“固定實驗室”轉(zhuǎn)化為“流動實驗室”,緩解了學(xué)校由于實驗室和實驗員數(shù)量不足而無法保證實驗開設(shè)率的現(xiàn)狀,使得積壓在學(xué)校“固定實驗室”的儀器和藥品得以發(fā)揮其應(yīng)有的作用,從而實現(xiàn)有限實驗資源價值的最大化。3.3化學(xué)科學(xué)探究的學(xué)科“班級實驗箱”的創(chuàng)建很大程度地提高了課堂教學(xué)中演示實驗和學(xué)生分組實驗的開設(shè)率,實現(xiàn)了初中化學(xué)課堂教學(xué)實驗的常態(tài)化,為學(xué)生提供了在課堂上進行科學(xué)探究的平臺和機會,體現(xiàn)了化學(xué)以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特點。實踐結(jié)果顯示,學(xué)生通過“班級實驗箱”在實驗中學(xué)化學(xué),對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣、動手能力、思維能力、分析解決問題的能力等均明顯提高。而且教師的教學(xué)理念也得到進一步提升,“關(guān)注學(xué)生主體”、“關(guān)注學(xué)生未來一生的發(fā)展”、“提高學(xué)生的綜合素質(zhì)”等理念都不再只是停留在口頭上,而是能夠落實在行動中了。這些都極大程度地提高了課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)活動的有效化,從而提高了課堂教學(xué)的效率。4加強化學(xué)—結(jié)束語經(jīng)過一年時間的教學(xué)實踐,凸現(xiàn)出來的主要