关注中学化学探究实验适时整合的几种有效模式

摘 要：在开展探究性实验教学时，应重视探究实验过程中的适时整合，本文从仪器不同组装，实验与习题整合以及定性与定量整合三种有效模式探讨了如何对探究实验进行整合的教学方法和策略

关键词：实验适时整合；自主探究实验；中学实验教学

一、 问题的提出

通过探究实验让学生自主获得相关知识的教学策略越来越多地得到教师们的认可；通过探究实验的假设、验证和反思可以让学生对化学知识有更深刻的理解和体会，同时提高学生的实际动手能力，在探究过程鼓励学生大胆假设和引导学生培养探究精神，这样可以有效提高学生的总体化学知识水平。但在教学实践中，我们发现有许多精彩的探究实验案例，由于没有进行适时有效整合，当时给教师和专家们虽留下一种眼前一亮的感受，却没有在学生中产生重大的影响和收获，也只能有种雁过留声的印象。通过研究分析，这些精彩的个例往往都带有较强的趣味性和偶然性，在课堂教学中能灵活运用的操作性和重复性都不多，无法在学生的脑海里形成较深刻的印象。如果能适时对一些有价值的探究实验进行整合，就能让学生通过相关操作与不同呈现方式的比较，深刻体会实验的内涵，自主地对知识进行梳理和构建，在潜移默化中获得理性的升华。本文结合研究实践，谈谈中学化学探究实验如何进行整合的几种有效模式。

二、 中学化学探究实验适时整合的几种有效模式

1. 通过仪器装置的改装，让学生举一反三，培养学生的开放性思维

在中学化学教学中，有一些比较成熟而优秀的探究实例，如制氢气的简易装置、喷泉实验、原电池实验等，具有很好的趣味性和可操作性，从理论上都可以很好地验证课本上的知识，但无法检验学生能否学以致用，对知识能否融会贯通。如果通过仪器的改装，让学生亲自实验来感悟和运用所学知识，就会达到意想不到的效果。如实验中“随关随停”的装置，可以通过以下内容进行必要整合。

设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器（如图1）。若关闭K，不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出（会有部分气体逸散）。利用同样原理，可以让学生尝试使用图2的装置进行改进实验，当止水夹夹住后，U形管的气体无法散逸出来，产生的气压将液体与反应物固体分离而使反应停止。

打开止水夹后，气体散逸，管内气压下降，液面上升与反应物接触又开始反应，以此达到“随开随用、随关随停”的效果。通过整合比较和分析，让学生明白其中的原理，同时编制相关习题进行当场检验，如

【例1】 若用图3装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是 。

通过以上习题的分析和比较，让学生利用课外时间进行探究比较，就能让学生学会从多角度分析和利用仪器，从而使他们的思维方式发生根本变化，懂得一器多用，破损的试管也能发挥出特有的功能，从而增强了探究实验的趣味性。同理，在喷泉实验中，我们采用不同的药品，封闭式与开放式，直立式与倒立式的比较取得了较好的效果（图4）。

2. 巧妙构建知识呈现顺序，让探究实验和实验习题有效整合在一起

通过实验探究能使学生已有的知识和基本技能得到加强，特别是能给予中等或中等以下的学生更多的机会，使他们易于掌握知识和热爱学习。因此教师在进行实验指导时，要明确某一实验内容是针对哪一层次学生而提出的，在课堂教学中，根据学生对教学内容的掌握程度，随时改变提问方式，推动各层次学生积极地回答。如在探究习题中，

【例2】 为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图5所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体，E为一个空的蒸馏烧瓶，F是用于鼓入空气的双连打气球。

（1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先排尽其中的空气。其中第一步实验操作为 。如何确定E中空气已被赶尽： 。

（2）如何证明E中收集到的是NO而不是H2： ；一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是 。

（3）装置D的作用是 。

通过由简单到深入的引导分析，学生不但可以很好地解决相关难点，而且能通过不同层次的问题设置，逐步理解实验中如何通过制备CO2来赶出装置中的空气，让铜与稀硝酸反应；接着，如何才能观察到无色的一氧化氮气体被氧化为红棕色的二氧化氮气体，以及如何处理有毒的尾气等，让实验与探究相结合，达到学以致用的目的。化学实验探究过程应该是一个开放的、有序的系统，恰当的、合理的知识呈现顺序往往能环环相扣，层层推进，产生一定的递进性，符合学生的认知规律。这就需要教师在指导时，能适时结合自己学生的实际情况，改变一下相关内容的呈现方式，一步步为学生搭设思考的台阶，使之更贴近本班学生的实际和他们已有的生活经验，这样既可以调动学生的学习积极性，又可以引领学生乐于接受所学知识，从而使教学事半功倍。

3. 通过手持数字化技术优化探究点，使定性与定量实验得到有效整合

手持数字化技术是刚引进课堂教学的先进技术，可以让学生通过计算机和数据传感器的数据采集，将抽象的问题以图象等直观形式呈现出来，这样不但可以让学生更好地突破教学难点，更重要的是让学生通过亲身实践感受新技术的魅力，以此激发他们继续探究的动力。如本人在指导学生开展《探究影响醋酸电离平衡的因素》探究案例中，先让学习小组成员通过查阅资料进行自主学习，先让他们了解电导率等有关的课外知识，提前熟悉相关的计算机技术，先模仿他人如何进行实验的过程，然后大胆进行尝试，充分利用本校数字化探究实验室的条件开展探究（如图6）。

实验结论：醋酸是弱电解质，存在着电离平衡，弱电解质的电离是个吸热过程。利用数字传感器將醋酸的电离过程细化，可以看出温度是先下降，而后又升，通过数据处理分析，更加深刻地理解和掌握有关电离平衡的相关知识。在探究中让学生明白真实环境与理论的差距，学会如何观察思考，今后应如何改进，提升自己的思维发展空间。

总之，在探究实验的指导过程中如果能关注对相关实验进行必要的适时整合，就能使探究实验的价值得到充分的提升，从而能让我们的学生获取更大的收益，使他们主动探究的热情更加强烈，才能真正感受到探究得到的乐趣。

参考文献：

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作者简介：林捷，福建省建瓯一中。endprint