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初中化学实验精准化教学策略

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摘 ? 要?通过分析当前化学实验教学存在的问题，提出火眼金晴提示本质——现象解释精准化、泾渭分明循序渐进——顺序编排精准化、恰到好处不差毫厘——试剂用量精准化、精益求精游刃有余——操作过程精准化、精雕细琢进无止境——装置改进精准化、披荆斩棘九九归一——实验探究精准化等六种精准化实验教学，从而提高实验教学有效性和提高学生化学学科的核心素养。

关键词?初中化学 ?实验 ?精准化 ?策略研究 ?有效性

20世纪60年代，奥格登·林斯利提出精准教学这一理念，它可以对任何学科、任何学段的教学进行精准、系统的评估[1]。精准即精细而准确，对化学实验而言，精准就是现象明显、用量精确、操作精细、步骤合理、探究精深，通过化学实验精准化教学，使得化学实验达到可视度高、成功率高、效率高，但成本低的“三高一低”理念，真正发挥实验应有的作用，提高学生的核心素养。但在现阶段的化学实验教学中，主要存在着以下问题：第一，因中考指挥棒的影响，好多化学实验以看、讲、练实验代替做实验，以至于出现很多高分低能现象，没有真正理解实验的精髓，没有发挥实验应有的作用。第二，好多教师不是本专业教师，当化学实验出现超预设现象时，往往视而不见。如氧化铜与盐酸反应现象看到的是绿色溶液却一定要说生成的是蓝色溶液，这种视而不见的现象会使学生形成不尊重客观事实，不以实验现象为依据的心理。第三，好多实验因用量不精准、操作不精准、步骤颠倒、装置不创新等原因，导致实验现象可见度低甚至不可见，会得出错误的结论或对得出结论产生半信半疑的态度。笔者针对以上几大问题，提出了几种化学实验精准化教学策略，以此来提高学生的实验素养和化学学科的核心素养。一、现象解释精准化

化学实验的结论都是通过实验现象得出的，实验现象的呈现及现象的解释对结论至关重要。特别是当实验现象与预期不一致时，有的教师视而不见或无力解释，从而导致学生对得出的结论充满疑惑，半信半疑。

案例一：铜与硝酸银反应

在没做这个实验前，学生认为在铜丝表面将看到银白色固体，但真正看到铜丝表面出现的不是银白色固体而是黑色固体。过一段时间，黑色固体又变成了银白色。问：你认为中间出现的黑色固体是什么？为什么是黑色的？此时教师可以把学生已知的铁与铁粉的相关知识迁移到这里来，因为一开始出来的银颗粒太小，吸收了所有反射光，导致看到的不是银白色而是黑色，这样的解释就非常精準了。

案例二：氧化铜与盐酸反应

做这个实验，学生看到生成的溶液颜色是绿色而不是预料的蓝色。此时教师只要往绿色溶液中慢慢地加水，学生就会看到绿色溶液逐级变成了蓝色。解释的理由是：通常铜离子Cu2+在水中是以与水结合的形式即水合离子[Cu（H2O）4]2+的形式存在的，而水合铜离子的颜色是蓝色。在氯化铜的水溶液中，不但有铜离子与水结合的水合铜离子[Cu（H2O）4]2+，还有铜离子与氯离子Cl-结合而成的四氯合铜络离子[CuCl4]2-，而该离子的颜色是黄色的。根据物理学中的光学原理，黄色和蓝色的混合色是绿色。如果往氯化铜溶液中不断加水，随着水量的增加，氯离子浓度就会逐渐变小，相对而言水合铜离子就会增多，此时溶液就会呈现水合铜离子的颜色——蓝色。这就是我们见到的稀氯化铜溶液一般呈蓝色的原因。

当实现现象与学生的预期不一致时，教师更要抓住这种机会对实验现象进行合理精准地解释。因为从心理学角度分析，当学生的认知出现冲突时，更能激发学生的求知欲和好奇心，提高学生的学习兴趣。实验现象精准化地解释更有利于提高学生的学习积极性，真正做到知其然更知其所以然，在学习化学过程中，也能进一步拓展学生的视野。二、顺序编排精准化

对于许多实验来说，加试剂顺序的先后对实验现象影响不大，但有的化学实验顺序编排显得尤为重要。如硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应时，往硫酸铜溶液中加氢氧化钠溶液后，生成蓝色絮状沉淀现象不是很明显。但如果把顺序倒过来，即往氢氧化钠溶液中滴入硫酸铜溶液，马上就可以看到蓝色絮状沉淀，此种现象非常明显，此时得出的结论也会正确无误。

教师在操作演示实验或学生在自主实验时，首先要考虑实验试剂的颜色、酸碱性等，即当碰到无色溶液与有色溶液反应时，最好的顺序是往无色溶液中滴到有色溶液，如氯化铁与氢氧化钠反应时，最好把氯化铁溶液加入到氢氧化钠溶液中。因为如果把氢氧化钠溶液滴加到氯化铁溶液时，一开始是看不到有红褐色沉淀生成的，这时就要考虑两者溶液的酸碱性了。这样的顺序编排不但实验材料节省、实验现象明显，更有利于得出正确的结论，大大提高实验教学的有效性。三、试剂用量精准化

化学实验在试剂的量上是有明确规定的，一般情况下是2ml左右，但如果真的是2ml的话，往往会有很大的问题。如氯化铁和氢氧化钙反应实验，好多老师按常规量即2ml操作，就不会出现所期待的红褐色沉淀，分析其原因主要有：一是溶液滴加的顺序不对。因为氯化铁呈酸性且有颜色，而氢氧化钙在水中是微溶的，所以氢氧化钙溶液滴入氯化铁溶液时，氢氧根首先跟氯化铁溶液中的氢离子发生了反应。二是溶液滴加的量不精准。滴加的量不精准，即使顺序改成是往氢氧化钙溶液中滴加氯化铁溶液，还是没看到沉淀。因为氢氧化钙溶液是微溶的，在水中溶解的氢氧化钙很少，如果滴入过多的氯化铁的话，溶液呈酸性，当然看不到氢氧化铁沉淀了。笔者经过实践之后发现，先往试管中倒2ml左右的澄清石灰水，然后用胶头滴管滴1-2滴氯化铁溶液到试管中，这时就可以很明显地看到有红褐色絮状沉淀生成。

在化学反应中，试剂的用量一定要精准，这不但要考虑溶液的酸碱性对实验的影响，还要考虑溶质在水中的溶解度，然后再根据二者的性质特点来精准确定反应所需要的用量，做到可见度高、成功率高。四、操作过程精准化

化学实验中有很多的“少”，如空气中二氧化碳含量少，而有的老师是直接告诉学生的，这样的告之学生懂，但理解不深刻。实践表明，通过精准化的操作过程用转换法的方式把二氧化碳的“少”呈现出来，有利于学生深刻理解。

案例三：空气中的二氧化碳

用打气筒代替大针筒进行实验，在学生进行实验到3分钟左右（此时澄清石灰水还不变浑浊），老师问：“哪几组的澄清石灰水已变浑浊？”“从这个现象中你们能得出什么结论？”学生们都不知所措，他们在想：难道老师要我们得出空气中是不含二氧化碳这个结论？但仔细一想，书上和生活经验都不支持这个结论。此时有一个学生大声说：“老师，空气中肯定没有二氧化碳，因为这么长时间澄清石灰水都没有变浑浊”。而大部分学生认为空气中肯定是有二氧化碳的。这时笔者对学生说：“给大家几个选择，第一个选择是停止实验，尊重通过实验现象得出的结论即空气中是没有二氧化碳的;第二个选择是根据以往的经验或认知直接肯定空气中是有二氧化碳;第三个选择是继续实验，然后再根据实验现象得出结论。这时学生们都决定按第三种选择进行实验，没过多久他们都看到了石灰水变浑浊，从而得出正确的结论——空气中有二氧化碳却很少。

通过这样一个精准化的操作，使得学生真正明白空气中有二氧化碳但真得很少，同时通过这个精准化的操作过程，培养学生批判、质疑、协作、理性、实证、求是的科学态度和科学精神。五、装置改进精准化

当教科书实验使用了顺序改变、用量改变等方法都不能出现良好效果时，我们就要考虑进行实验装置的改进。如二氧化碳通入紫色石蕊试液中时，由于紫色石蕊试液颜色跟红色有点相似且石蕊试液放置时间相对较长，导致的结果是现象不明显且根本不能探究到底是什么物质使紫色石蕊变红。又如在验证空气中氧气体积分数实验时，会出现以下问题：1.导管中始终有水，会导致结果偏差;2.点燃红磷后再放入集气瓶中，会使集气瓶中的空气因受热逸出;3.因为反应装置是用集气瓶的，把整个集气瓶标成5等份难度较大。

案例四：二氧化碳装置改进

具体操作：1.材料改进：把紫色石蕊试液改成蓝色石蕊试纸。2.按如图1所示把三片蓝色石蕊试纸分别夹在一根铁棒上，其中上面的二片湿润处理，下面一片干燥处理。3.把二氧化碳按如图1所示通入，可以看到最下面干燥的那片没有变红，而上面的二片依次从下到上变红[2]。

案例五：空气中氧气体积分数测定装置改进

具体操作：1.反应装置改进：用圆柱体玻璃管代替集气瓶，这样有利于5等分的划定。2.点火方式改进：把原来的酒精灯点火改成用电源通电使电阻发热点火或用激光笔点火。3.材料及导管改进：把红磷改成白磷，使反应更容易发生;因水要留在导管而使结果出现偏差，所以改成从下面连接左边圆柱。

实验装置的精准化改进，使得实验操作简便、现象明显、成功率高，有效弥补了容易失败的不足并且在短时间内即可完成，大大提高了实验的效率。实验用品廉价易得，轻便、安全，利于上课时携带，充分体现了实用性、简约性、循环性[3]。六、实验探究精准化

《科学课程标准（2011年版）》明确将科学教育的核心理念定义为培养学生的科学素养，并将科学探究列入课程标准的重要内容[4]。科学探究是学生获得知识、锻炼技能的重要途径，也是培养他们创新精神、合作精神及质疑精神的重要手段。要做到实验探究精准化可以从以下几方面入手。

1.小组分工精准化

化学探究实验一般都是小组合作展开的，每个小组成员在搭配好后必须有明确的分工，如哪个记录、哪个汇报、哪个记时等。小组分工精准化更有利于小组探究实验的顺利进行，它是探究实验的有效保障。

2.方案设计精准化

方案的设计可以培养学生的发散性思维能力和创新思维能力。在方案设计过程中，要求学生理解实验原理及相应的实验步骤，通过方案的设计会对探究实验理解更透彻，真正做到知其然并且知其所以然。在方案评价及修正的过程中，还可以进一步培养学生的语言表达能力和批判性思维能力，为学生的持续发展奠定基础。如在讲授二氧化碳性质这节课时，可以在学生提出二氧化碳性质的基础上，让学生对这些性质进行方案的设计，并在方案设计的基础上进行评价、修正，使得设计的方案精准化。图3是学生设计的探究二氧化碳密度比空气大和不能燃烧也不支持燃烧的最终效果图。

3.结论分析精准化

探究实验最为重要的是对实验数据进行分析、归纳，然后得出相应的结论，在分析数据过程中可以培养学生分析问题和解决问题的能力。如在二氧化碳性质探究实验中，可以让学生继续按他们自己所设计的方案图进行探究并把自己组的实验过程用ipad进行拍摄。经过实验，他们得到了以下几种实验现象：第一种是蜡烛自上而下熄灭，第二种是蜡烛上灭而下不灭，第三种是蜡烛上下一起灭，第四种是蜡烛下灭而上不灭，第五种是蜡烛自下而上灭，第六种是二支蜡烛都不灭。实验完成后，可以让学生先对刚做过的实验进行现象的阐述（特别说明二氧化碳的倾倒位置），同时分析产生此种现象的原因（先从蜡烛有熄灭的那几组分析）。经过分析得出结论：只要蜡烛有熄灭（不管熄灭顺序如何及熄灭蜡烛多少）都可以证明二氧化碳的两个性质：二氧化碳密度比空气大和不能燃烧也不支持燃烧。在此基础上，教师要求学生通过對比分析上面蜡烛先灭和下面蜡烛先灭，找出关键问题在于倾倒二氧化碳的位置不同，即上面的先灭是朝着第一支蜡烛的火焰上方倾倒的，而下面的先灭则是沿着烧杯壁倾倒的。教师再次追问，要提高从下到上熄灭的成功率，可以怎么改进？学生认为在烧杯上方加一个档板，把二氧化碳档住，使二氧化碳顺利地沿着烧杯壁倒下去。接着让没熄灭蜡烛的几组回放自己操作时的视频，让他们特别注意放入蜡烛后倾倒二氧化碳的时间，他们通过与成功组倾倒二氧化碳的时间对比，总结得出：蜡烛没熄灭主要原因是放入蜡烛后没有及时倾倒二氧化碳，蜡烛燃烧导致烧杯内的温度过高，致使二氧化碳倒不下去。通过进行对比，学生再次明白，好的细节处理对实验的成功是多么的重要。教师适时追问：有的组看到两支蜡烛同时熄灭，这种现象是真正的同时熄灭吗？你们觉得主要原因是什么？学生分析讨论得出，主要是上下二支蜡烛靠得太近即距离太短所至，他们认为要排除这种现象可以这样改进：加大上下二支蜡烛之间的距离。接着再次让学生讨论归纳总结提高这个实验成功率的要点：一是把握倾倒时间，蜡烛放入后要马上倾倒二氧化碳;二是控制火焰大小，蜡烛的火焰要尽量小;三是注意放置蜡烛间距，从上到下灭时，上下蜡烛间的距离要足够大;从下到上灭时，上下蜡烛距离要近且二氧化碳最好用玻璃档板档着，使它从侧壁倾倒下去;四是装满足够气体，为了看到二支蜡烛都灭的现象，倾倒的气体——二氧化碳要足够多。

通过方案的设计，不但能深刻理解二氧化碳的性质，而且对实验原理会有更深层次的理解，在后面的实验过程中会有更多的心理体会。通过倾倒二氧化碳使蜡烛熄灭实验现象的对比分析，首先，提高了学生分析问题、解决问题的能力;其次，培养了学生的实验技能，明确了实验操作的精准性及实验细节的重要性，提高了学生的化学实验素养;再次，通过此实验把学生的思维导向了高阶，瞬间引发了学生的思维风暴，深刻理解了二氧化碳的性质，为后面学习二氧化碳的用途打下了坚实的基础，真正做到知其然更知其所以然，此所谓：“熄灭的是烛火，点亮的是思维”。最后，通过实验成功率提高的改进，进一步培养了学生的创新思维和批判性思维，也使学生明白学习科学要不断反思、不断实践，在实践和反思中提高自己。

对于化学实验，我们应该多创造条件，努力做到三做即“真做、多做和巧做”。而对于化学教师，必须对各种试剂的颜色、状态、溶解性、酸碱性等了如指掌，同时在上课前应该做好充分的准备。如果出现与预期不一样的现象时，教师应该努力抓住这种不可多得的实验素材，如往硫酸铜溶液中加入大量的氢氧化钠固体时产生的黑色沉淀，引导学生进行研究，这黑色沉淀是什么？怎么检查？为什么会出现这种现象？把所看到的现象进行深度挖掘并进行深度研究，这些原始的化学问题更能引起学生的兴趣，更能使化学学习趋向于生活化教学。当然在化学实验教学中，教师也应该让学生多亲自动手体验、多动手创新，在体验和创新过程中，进一步巩固所学知识并进一步拓展课外知识，培养自身的创新思维，为今后的持续发展打好基础。

参考文献

[1] 欧阳芸芸.精准教学在初中语文课堂中的应用初探———以《孙权劝学》为例[J].教育实践与研究，2018（05）.

[2] 黄建林，朱春凤.CO2制取与性质实验改进[J].中学化学教学参考，2017（06）.

[3] 黄建林，朱春凤.探究空气中氧气体积分数实验改进[J].教育与装备研究，2017（08）.

[4] 陈胜钢.运用证据链方法理解天气预报知识[J].中学地理教学参考，2018（01）.

【责任编辑 ?郭振玲】

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