论文部分内容阅读
【摘要】化学是以实验为基础的一门科学，“实验与探究”是初中化学核心素养的重要组成部分。学生分组实验有利于培养学生的实验操作、实验分析和设计等方面的能力，同时它也可以激发学生对化学这门学科的学习兴趣。实验教学中应当重视和强调学生的主体地位，倡导民主、合作、讨论的学习方法，教师发挥引导和辅助作用，才能有效完成教学任务，达到教学目的。
【关键词】初中化学；学生分组实验；实验分析和设计
初中化学是化学教育的启蒙阶段，担负着启发学生对化学的学习兴趣，培养学生基本的化学知识和技能的任务。学生分组实验是中学化学教材中一个重要组成部分，怎样利用有限的实验器材和药品，组织和引导好每一节实验课，让学生安全有效地完成实验，具有重要的现实意义。九年级化学中二氧化碳的实验室制取及性质实验是重点和难点之一，它可以作为很好的素材来培养学生，训练学生如何选择药品、设计装置、采用恰当的实验方法等方面。同时，也能促使学生把对二氧化碳的相关知识从感性认识上升到理性认识，利用学到的化学知识理解和解释日常生活中的化学问题，从而提高他们的科学素养水平。因此，上好这一单元的知识内容对学生掌握元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
一、渐进式的分组实验设计
2018年广东省出台了中考改革实施办法，化学实验操作纳入考试范围单列考试，考试成绩不低于化学总分的10%。韶关、汕头已经在2017年启动，广州、深圳、佛山、东莞、中山、湛江6市也在2018年启动，而相对比较晚的地区如潮州也将于2020年启动。基于这样的新形势下，如何上好学生分组实验课显得尤为重要。
1.做好教材中的基础实验
从第二单元《我们周围的空气》的学习中，学生掌握了制取氧气的原理、装置及操作步骤和注意事项之后，再到第六单元学习二氧化碳的制法和性质，进行分组实验，这个过程循序渐进，顺理成章，学生能够很好的接受并掌握。人教版六年级化学课本P125-P126安排了《实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质》这一节分组实验课，设计了二氧化碳的制取收集，并分步检验性质的实验装置和实验方法，能够初步锻炼学生的实验技能，加强学生对二氧化碳制法和性质的理解和掌握。在认真做好演示实验，充分做好实验前的分工安排，以及安全管理之后，学生分组实验能够很顺利的开展。但是实验设计相对简单，纵观历届中考很多实验题目都是围绕二氧化碳制法及性质展开，而且经常是综合性的题目较多，占很大分数比例。为了学生能够适应中考更为复杂的综合实验题型，我认为可以让学生根据已学知识，再收集资料，进行二氧化碳制取和性质的综合实验设计，多设一两节学生分组实验课。
2.开展学生自主分组实验综合设计和探究
为此，我事先调查了学生对实验原理、装置、操作步骤和注意事项等方面的掌握情况，评估了这个想法的可行性，得到了大多数学生的欢迎和老师支持，用一个星期的时间从学生提供的设计方案中进行挑选，在课堂中进行讨论。学生设计这套装置的想法：他们认为选择A装置可以制取较多的二氧化碳气体，装置B能够通过干燥和湿润的石蕊试纸加热的前后变化对比说明二氧化碳與水反应生成碳酸，碳酸容易分解的性质，而且操作更加简便，通过C装置能够检验出二氧化碳和澄清石灰水的反应，最后收集气体，再检验不燃烧不支持燃烧及密度比空气大这个性质，这样设计综合了二氧化碳的制法和性质内容，而且操作过程连贯可以更加节约药品，更加环保。最终选择的实验方案装置图如下图。
3. 组织做好实验各个环节的工作
通过学生的自主设计，学生对实验课的热情很高涨，可以适当利用课间组织学生到实验室中准备仪器和药品，进一步加深学生对实验原理和装置的认识，加强实验操作和实验步骤的掌握，再进行细致的分工，最后再开展分组实验。
二、重视实验过程中出现特殊情况的处理和反思
第一，实验过程中特殊情况的及时分析处理。在实验过程中经常会出现一些特殊的情况，往往是教师过于高估学生的实验操作能力，除了做好演示实验，详细讲解实验步骤以外，还要及时引导学生解决出现的问题，否则就会严重地打击学生的自信心和探究化学的兴趣，使他们怀疑自己解决问题的能力。在第一节二氧化碳的制法和性质分组实验中，部分学生往阶梯放置的两根燃烧着的蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳时，出现了两种异常情况：上层蜡烛的先熄灭和两只蜡烛全部没有熄灭，这种情况下，应当及时从学生的实验操作过程反馈信息中，分析原因：有的同学倾倒气体时集气瓶口方向对着蜡烛，燃烧产生上升的热气流将二氧化碳挟带扩散到空气中，没有进入烧杯中，从而无法使蜡烛熄灭；有的同学则是先把集气瓶上方的玻璃片取开，直接拿起集气瓶往烧杯中倾倒，用力太大，将集气瓶中的气体直接扩散到空气中；有的则可能是收集后放置时间太长，二氧化碳扩散而浓度降低。
第二，引导学生巧妙改进实验。通过分析引导，有一些学生提出了这样的设计：（1）防止二氧化碳受到热气流的影响，采用漏斗、干燥管或者底部破损的试管辅助倾倒二氧化碳；（2）用废弃的矿泉水瓶代替集气瓶收集气体，由于瓶口较小，不容易扩散到空气中。实验改进之后，成功率大大提高了，学生从中体会到了成功的喜悦和巨大的成就感，使他们更加自信和产生浓厚的学习兴趣，同时实验设计和操作能力也得到了锻炼和提升。具体设计如下图。
第三，联系生活中的化学知识。这两节实验课稀盐酸消耗较多，实验室一时无法提供足够的分组实验试剂，一个班级的分组实验课部分学生没办法做实验了，部分学生受到课本P126问题与交流第二小题的启发，提议用可乐雪碧等饮料来收集二氧化碳气体，也可以完成检验二氧化碳气体性质实验，并且还从生活经验中找到一种加速产生二氧化碳气体的速度方法——加入少量的食盐，也顺利的收集到二氧化碳并完成了性质检验。
通过以上实践，学生通过自由交流讨论、自主设计方案，再亲自操作，验证实验结果，教师引导辅助，师生有效互动，让学生在具体的活动与探究中动手实践、互相合作，学生既充分掌握二氧化碳的制取和性质的相关知识，同时也扩展了生活中的化学知识，锻炼了他们的化学分析、实验设计和探究能力。学生们的情感态度、价值观也得到全面发展，在期末考试中，面对复杂综合的实验题型的时候很多学生得心应手了，取得了良好的教学效果。
【关键词】初中化学；学生分组实验；实验分析和设计
初中化学是化学教育的启蒙阶段，担负着启发学生对化学的学习兴趣，培养学生基本的化学知识和技能的任务。学生分组实验是中学化学教材中一个重要组成部分，怎样利用有限的实验器材和药品，组织和引导好每一节实验课，让学生安全有效地完成实验，具有重要的现实意义。九年级化学中二氧化碳的实验室制取及性质实验是重点和难点之一，它可以作为很好的素材来培养学生，训练学生如何选择药品、设计装置、采用恰当的实验方法等方面。同时，也能促使学生把对二氧化碳的相关知识从感性认识上升到理性认识，利用学到的化学知识理解和解释日常生活中的化学问题，从而提高他们的科学素养水平。因此，上好这一单元的知识内容对学生掌握元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
一、渐进式的分组实验设计
2018年广东省出台了中考改革实施办法，化学实验操作纳入考试范围单列考试，考试成绩不低于化学总分的10%。韶关、汕头已经在2017年启动，广州、深圳、佛山、东莞、中山、湛江6市也在2018年启动，而相对比较晚的地区如潮州也将于2020年启动。基于这样的新形势下，如何上好学生分组实验课显得尤为重要。
1.做好教材中的基础实验
从第二单元《我们周围的空气》的学习中，学生掌握了制取氧气的原理、装置及操作步骤和注意事项之后，再到第六单元学习二氧化碳的制法和性质，进行分组实验，这个过程循序渐进，顺理成章，学生能够很好的接受并掌握。人教版六年级化学课本P125-P126安排了《实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质》这一节分组实验课，设计了二氧化碳的制取收集，并分步检验性质的实验装置和实验方法，能够初步锻炼学生的实验技能，加强学生对二氧化碳制法和性质的理解和掌握。在认真做好演示实验，充分做好实验前的分工安排，以及安全管理之后，学生分组实验能够很顺利的开展。但是实验设计相对简单，纵观历届中考很多实验题目都是围绕二氧化碳制法及性质展开，而且经常是综合性的题目较多，占很大分数比例。为了学生能够适应中考更为复杂的综合实验题型，我认为可以让学生根据已学知识，再收集资料，进行二氧化碳制取和性质的综合实验设计，多设一两节学生分组实验课。
2.开展学生自主分组实验综合设计和探究
为此，我事先调查了学生对实验原理、装置、操作步骤和注意事项等方面的掌握情况，评估了这个想法的可行性，得到了大多数学生的欢迎和老师支持，用一个星期的时间从学生提供的设计方案中进行挑选，在课堂中进行讨论。学生设计这套装置的想法：他们认为选择A装置可以制取较多的二氧化碳气体，装置B能够通过干燥和湿润的石蕊试纸加热的前后变化对比说明二氧化碳與水反应生成碳酸，碳酸容易分解的性质，而且操作更加简便，通过C装置能够检验出二氧化碳和澄清石灰水的反应，最后收集气体，再检验不燃烧不支持燃烧及密度比空气大这个性质，这样设计综合了二氧化碳的制法和性质内容，而且操作过程连贯可以更加节约药品，更加环保。最终选择的实验方案装置图如下图。
3. 组织做好实验各个环节的工作
通过学生的自主设计，学生对实验课的热情很高涨，可以适当利用课间组织学生到实验室中准备仪器和药品，进一步加深学生对实验原理和装置的认识，加强实验操作和实验步骤的掌握，再进行细致的分工，最后再开展分组实验。
二、重视实验过程中出现特殊情况的处理和反思
第一，实验过程中特殊情况的及时分析处理。在实验过程中经常会出现一些特殊的情况，往往是教师过于高估学生的实验操作能力，除了做好演示实验，详细讲解实验步骤以外，还要及时引导学生解决出现的问题，否则就会严重地打击学生的自信心和探究化学的兴趣，使他们怀疑自己解决问题的能力。在第一节二氧化碳的制法和性质分组实验中，部分学生往阶梯放置的两根燃烧着的蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳时，出现了两种异常情况：上层蜡烛的先熄灭和两只蜡烛全部没有熄灭，这种情况下，应当及时从学生的实验操作过程反馈信息中，分析原因：有的同学倾倒气体时集气瓶口方向对着蜡烛，燃烧产生上升的热气流将二氧化碳挟带扩散到空气中，没有进入烧杯中，从而无法使蜡烛熄灭；有的同学则是先把集气瓶上方的玻璃片取开，直接拿起集气瓶往烧杯中倾倒，用力太大，将集气瓶中的气体直接扩散到空气中；有的则可能是收集后放置时间太长，二氧化碳扩散而浓度降低。
第二，引导学生巧妙改进实验。通过分析引导，有一些学生提出了这样的设计：（1）防止二氧化碳受到热气流的影响，采用漏斗、干燥管或者底部破损的试管辅助倾倒二氧化碳；（2）用废弃的矿泉水瓶代替集气瓶收集气体，由于瓶口较小，不容易扩散到空气中。实验改进之后，成功率大大提高了，学生从中体会到了成功的喜悦和巨大的成就感，使他们更加自信和产生浓厚的学习兴趣，同时实验设计和操作能力也得到了锻炼和提升。具体设计如下图。
第三，联系生活中的化学知识。这两节实验课稀盐酸消耗较多，实验室一时无法提供足够的分组实验试剂，一个班级的分组实验课部分学生没办法做实验了，部分学生受到课本P126问题与交流第二小题的启发，提议用可乐雪碧等饮料来收集二氧化碳气体，也可以完成检验二氧化碳气体性质实验，并且还从生活经验中找到一种加速产生二氧化碳气体的速度方法——加入少量的食盐，也顺利的收集到二氧化碳并完成了性质检验。
通过以上实践，学生通过自由交流讨论、自主设计方案，再亲自操作，验证实验结果，教师引导辅助，师生有效互动，让学生在具体的活动与探究中动手实践、互相合作，学生既充分掌握二氧化碳的制取和性质的相关知识，同时也扩展了生活中的化学知识，锻炼了他们的化学分析、实验设计和探究能力。学生们的情感态度、价值观也得到全面发展，在期末考试中，面对复杂综合的实验题型的时候很多学生得心应手了，取得了良好的教学效果。