初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

傳統(tǒng)的化學(xué)課堂教學(xué)中，教師習(xí)慣于一味地向?qū)W生進(jìn)行知識(shí)灌輸，沒(méi)有給學(xué)生留足可供探究的空間，使他們?nèi)狈⑴c課堂的積極性，雖然認(rèn)真學(xué)習(xí)并記憶了教師傳授的知識(shí)，但缺少自我探究的過(guò)程，導(dǎo)致他們所獲取的知識(shí)缺乏深度和應(yīng)有的牢固性。隨著新課改的推行，越來(lái)越多的教師著手在課堂中開(kāi)展探究式教學(xué)實(shí)踐，努力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究能力，讓他們學(xué)會(huì)自主思考和探究，進(jìn)而將所學(xué)知識(shí)記憶得更加牢固，運(yùn)用得更加靈活。本文以“二氧化碳的制取”為例，探討如何開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，希望能讓教學(xué)同行有所借鑒。一、初中化學(xué)“二氧化碳的制取”實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，有助于提高學(xué)生的動(dòng)手能力，幫助學(xué)生形成創(chuàng)造性思維。初中生無(wú)論是學(xué)習(xí)能力還是對(duì)知識(shí)的好奇心均較強(qiáng)，也有了一定的動(dòng)手操作能力，基本符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求?！岸趸嫉闹迫　笔侨私贪娉踔袑?shí)驗(yàn)教材的重點(diǎn)章節(jié)之一，需要學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，了解CO2的制取方式和過(guò)程，感受實(shí)驗(yàn)的魅力。在此之前，學(xué)生已在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行O2的制取，已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作和氣體制作經(jīng)驗(yàn)，也基本掌握了氣體制備的操作流程和注意事項(xiàng)。因此，在本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師可先讓學(xué)生回憶O2的制取流程，講解制取CO2的反應(yīng)原理，讓他們對(duì)其基本了解后將課堂還給學(xué)生，鼓勵(lì)他們自主操作和探索，以自主探究的形式獲得CO2的制取方法，合理選擇實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)。教學(xué)方法可選擇小組合作，讓班內(nèi)學(xué)生組成數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，先對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作過(guò)程進(jìn)行討論，形成一致性意見(jiàn)后，再分工合作完成CO2的制取，仔細(xì)觀察每個(gè)步驟并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，指導(dǎo)小組內(nèi)成員對(duì)操作中氣體性質(zhì)、氣體發(fā)生及收集裝置的使用條件進(jìn)行分析，探討反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度等問(wèn)題，將O2和CO2性質(zhì)及制取過(guò)程進(jìn)行比較，并進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)性質(zhì)，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象。在此過(guò)程中，教師應(yīng)充分尊重學(xué)生的主體地位，充分釋放學(xué)生的探索天性，為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)儀器，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)后通過(guò)相應(yīng)的裝置制取CO2，并在旁確保實(shí)驗(yàn)的安全性；對(duì)于學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題給予正確引導(dǎo)，或者在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)提出相關(guān)問(wèn)題，讓他們邊操作邊思考，形成實(shí)驗(yàn)思路，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)印證自己的想法和觀點(diǎn)，在掌握氣體制作方法的同時(shí)提升實(shí)驗(yàn)效果。二、初中化學(xué)“二氧化碳制取”探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“二氧化碳制取”的實(shí)驗(yàn)探究。首先，教師應(yīng)根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度設(shè)置具有一定研究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，于實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮托杞鉀Q的問(wèn)題。其次，教師講解完后給學(xué)生留出獨(dú)立思考的時(shí)間，鼓勵(lì)他們結(jié)合所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考，并提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，預(yù)測(cè)結(jié)果。最后，由學(xué)生根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置和方案展開(kāi)實(shí)驗(yàn)操作，教師可在旁指導(dǎo)，提醒學(xué)生安全事項(xiàng)，以保證實(shí)驗(yàn)安全，并針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題引導(dǎo)他們思考解決的辦法；學(xué)生則應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)觀察，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果觀察，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律，由教師帶領(lǐng)他們對(duì)其進(jìn)一步歸納和總結(jié)，以鞏固和延伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助他們完善化學(xué)知識(shí)體系。三、初中化學(xué)“二氧化碳的制取”探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐策略該實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)主要有三個(gè)部分，分別為：通過(guò)探索不同實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力；通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；通過(guò)探究二氧化碳的制取，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)氣體的制作方法。（一）借助于微課導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生探究精神和能力的重要途徑。教師可通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)深入思考，提出猜想和設(shè)計(jì)方案，繼而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和反思。在教學(xué)導(dǎo)入階段，教師可以事先通過(guò)搜集資料制作成時(shí)長(zhǎng)一兩分鐘的微課視頻，在課堂中播放，主要內(nèi)容為簡(jiǎn)單介紹二氧化碳，讓學(xué)生通過(guò)觀看視頻對(duì)二氧化碳形成初步的了解和認(rèn)知。觀看視頻后，教師可先向?qū)W生簡(jiǎn)要講解人類的生產(chǎn)生活導(dǎo)致大量二氧化碳?xì)怏w釋放，地球因此產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”，可造成全球升溫、冰川融化、病蟲(chóng)害增多，從而提出“低碳環(huán)?！备拍?。再向?qū)W生提問(wèn)“你知道哪些反應(yīng)可產(chǎn)生二氧化碳？”“可分為哪幾類？”以引發(fā)學(xué)生的討論。通過(guò)討論，學(xué)生可以得到如下結(jié)論：（1）可產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)主要有三種。（2）木炭、一氧化碳、甲烷等含碳物質(zhì)燃燒中可產(chǎn)生二氧化碳。（3）高溫且氧氣充足的環(huán)境下，碳、一氧化碳和金屬進(jìn)行氧化反應(yīng)后，可生成二氧化碳。（4）將碳酸鈣置于高溫環(huán)境下，可分解產(chǎn)生二氧化碳。（二）通過(guò)探究二氧化碳反應(yīng)原理培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)質(zhì)疑，往往是實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，新知識(shí)的涌入必然會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生各種疑問(wèn)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)，充分肯定這些問(wèn)題的價(jià)值，并繼續(xù)引導(dǎo)他們提出各種問(wèn)題。即使有部分問(wèn)題學(xué)生表達(dá)不清，或?qū)?shí)際教學(xué)意義不大，只要學(xué)生愿意主動(dòng)提出并參與討論，教師都應(yīng)予以肯定，這樣才能提高學(xué)生的提問(wèn)或表達(dá)能力。教學(xué)“二氧化碳的制取”時(shí)，教師可事先向?qū)W生出示兩組藥品：（1）碳酸鈉、稀鹽酸、大理石；（2）碳酸鈉、稀硫酸、大理石。之后，教師先向?qū)W生拋出問(wèn)題：“同學(xué)們，你們認(rèn)為哪組藥品更適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳？”學(xué)生多數(shù)會(huì)回答兩組都可以。教師進(jìn)一步提問(wèn)：“為什么你們認(rèn)為兩組都可以呢？”學(xué)生會(huì)說(shuō)：“大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和碳酸鈉都有碳酸根離子，可以和稀鹽酸、稀硫酸中的氫離子反應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。”在得出反應(yīng)原理后，教師可繼續(xù)說(shuō)：“那么，哪種物質(zhì)更適合在實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳呢？讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)看看吧！”然后，教師取等量的碳酸鈣、碳酸鈉以及大理石塊，同時(shí)和同樣濃度的稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察反應(yīng)過(guò)程。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)幾種藥品之間進(jìn)行反應(yīng)的劇烈程度不同。碳酸鈉無(wú)論和稀鹽酸還是稀硫酸反應(yīng)都會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)冒出大量氣泡，反應(yīng)速度非常快，很難及時(shí)收集二氧化碳，所以并不適合在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中制取二氧化碳。大理石和兩種酸的反應(yīng)情況也不同，大理石除了碳酸鈣成分外還有一定量的雜質(zhì)，再加上大理石呈塊狀，會(huì)對(duì)反應(yīng)的劇烈程度產(chǎn)生一定阻礙，雖然在與稀鹽酸反應(yīng)過(guò)程中也會(huì)冒出大量氣泡，但總體反應(yīng)速度適中，較易收集到二氧化碳。而大理石和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，僅僅冒出少量氣泡，不僅反應(yīng)速率慢，而且僅持續(xù)一會(huì)兒時(shí)間就結(jié)束了。這時(shí)，學(xué)生必然會(huì)對(duì)此產(chǎn)生疑問(wèn)，教師可以提供相關(guān)資料供學(xué)生閱讀，從中找到答案：大理石和稀硫酸反應(yīng)后，會(huì)在表面產(chǎn)生一層微溶于水的硫酸鈣薄膜，隔斷大理石和稀硫酸之間的直接接觸，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)停止。此外，教師也可以提供其他如碳酸氫鈣、濃鹽酸等化學(xué)品，便于學(xué)生進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)對(duì)比，學(xué)生可獲得最終結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下制取二氧化碳，一般使用大理石或石灰石，并掌握其反應(yīng)原理為：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑。該環(huán)節(jié)中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和探究，培養(yǎng)學(xué)生從對(duì)比中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題及解決問(wèn)題的習(xí)慣和能力。同時(shí)，學(xué)生會(huì)接觸到實(shí)驗(yàn)室常用的固液反應(yīng)裝置和氣體收集裝置，并能在之后的實(shí)驗(yàn)中逐步形成化學(xué)思維。（三）動(dòng)手操作和舉一反三在結(jié)束了對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的探究和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察后，進(jìn)入由學(xué)生自行動(dòng)手操作的環(huán)節(jié)。教師拋出問(wèn)題“應(yīng)根據(jù)什么來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)儀器？”“二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)需要注意什么問(wèn)題”后，讓學(xué)生以小組為單位，在合作探討的情況下共同進(jìn)行二氧化碳實(shí)驗(yàn)裝置的探究和操作實(shí)踐。在此過(guò)程中，學(xué)生會(huì)結(jié)合之前學(xué)過(guò)的氧氣制取方法，回顧固液反應(yīng)制取氣體的裝置結(jié)構(gòu)，并討論該裝置是否適用于對(duì)二氧化碳的制取。在確定應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)化學(xué)品和器材后，由學(xué)生自主連接實(shí)驗(yàn)裝置，按照所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行二氧化碳制取，并結(jié)合二氧化碳溶于水且密度大于空氣、可與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣等特性，充分發(fā)揮自己的想象，采用多種方法對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。在反復(fù)討論和思考后，多數(shù)小組都會(huì)得出檢驗(yàn)二氧化碳的基本方法，即將實(shí)驗(yàn)所得氣體引入生石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明該氣體是二氧化碳。同時(shí)，學(xué)生還會(huì)想出通過(guò)氣味判斷，將氣體充入氣球和普通空氣氣球拿到同等高度放手、觀察哪個(gè)落地更快等方法來(lái)檢測(cè)是否為二氧化碳。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可開(kāi)放小組間交流環(huán)節(jié)，由小組間展示自己的實(shí)驗(yàn)裝置和檢驗(yàn)成果，互相探討實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，對(duì)操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論和交流，制訂最佳的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方案。之后，則進(jìn)入舉一反三環(huán)節(jié)，教師可以向?qū)W生提供制取其他類型氣體的材料，鼓勵(lì)他們通過(guò)小組討論和思考，自主設(shè)計(jì)一套制取裝置，以鞏固所學(xué)知識(shí)。由于初中生思維活躍，教師可在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)他們積極思考、探索原理流程，在操作中思考如何選擇實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置和氣體收集裝置，了解器材使用方法和注意事項(xiàng)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料、反應(yīng)物的理化性質(zhì)、所需反應(yīng)條件，思考制取二氧化碳的相關(guān)環(huán)節(jié)，在成功獲得目標(biāo)氣體后產(chǎn)生成就感，不斷提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維。（四）有效評(píng)價(jià)和深化反思教學(xué)評(píng)價(jià)，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)自主、深入的探究，在實(shí)踐和反思中獲得并運(yùn)用知識(shí)。這就需要教師針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展情況進(jìn)行即時(shí)、有效的評(píng)價(jià)，以及通過(guò)評(píng)價(jià)深化學(xué)生的反思。教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)、情感、態(tài)度，實(shí)時(shí)掌握他們的實(shí)驗(yàn)行為和方法。在“二氧化碳的制取”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以從學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新精神等方面，對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括學(xué)生可否站在科學(xué)角度、在把握實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原則的前提下靈活選擇實(shí)驗(yàn)藥品，是否能根據(jù)現(xiàn)有資料，設(shè)計(jì)出更加安全、可操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置，能否根據(jù)對(duì)二氧化碳性質(zhì)的認(rèn)知來(lái)設(shè)計(jì)有效的氣體驗(yàn)證方式，是否具備良好的歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，能否主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)探究中，能否將課本上所學(xué)的知識(shí)和方法應(yīng)用到實(shí)踐操作中或遷移到實(shí)際生活中，能否主動(dòng)向同學(xué)表達(dá)自己的觀點(diǎn)等。在評(píng)價(jià)方式中，教師可采用生生互評(píng)、小組互評(píng)，學(xué)生自評(píng)等，通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，幫助每名學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，并產(chǎn)生反思及獲得反思體驗(yàn)。也可以通過(guò)布置課后作業(yè)，要求學(xué)生記錄自己的實(shí)驗(yàn)心得和感受，碰到的困難和問(wèn)題，針對(duì)小組實(shí)驗(yàn)情況提出自己的新見(jiàn)解和建議，重構(gòu)實(shí)驗(yàn)流程和方法，教師以作業(yè)評(píng)價(jià)的方式激勵(lì)學(xué)生，讓學(xué)生感受到來(lái)自教師的關(guān)心和支持，實(shí)現(xiàn)學(xué)生體驗(yàn)和教學(xué)的動(dòng)態(tài)互動(dòng)。完成教學(xué)后，教師可以根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，針對(duì)學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題給予個(gè)別輔導(dǎo)，讓他們獲得進(jìn)一步提升，提高教學(xué)質(zhì)效的同時(shí)真正實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”一體化。四、結(jié)語(yǔ)總之，在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的成長(zhǎng)需求，遵循科學(xué)性原則，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主探究。但這并不意味著教師完全放手讓學(xué)生