史仲文

【摘 要】化學(xué)核心素養(yǎng)的提出更是明確了教師在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新意識。進(jìn)行化學(xué)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、分析能力，更能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的意識以及小組分析討論的好習(xí)慣。目前學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)存在很多困難，導(dǎo)致很多分組實(shí)驗(yàn)不能開展。筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)具支試管在很多課本基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中都有奇妙的改進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué);裝置改進(jìn);具支試管

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確表達(dá)了實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的重要性和必要性?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的提出更是明確了教師在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新意識。除了教師的演示實(shí)驗(yàn)以外，進(jìn)行化學(xué)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、分析能力，更能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的意識以及小組分析討論的好習(xí)慣。學(xué)生在小組合作時(shí)的討論，思維碰撞的火花讓人激動。分組實(shí)驗(yàn)還增加了學(xué)生的親身體驗(yàn)感，促進(jìn)他們對所學(xué)知識的長久記憶和深度理解，在一定程度上還能激發(fā)他們的創(chuàng)新能力。

一、組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題

以筆者多年的一線從教經(jīng)驗(yàn)來看，開展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是存在一些問題的。在沒有配備專職化學(xué)實(shí)驗(yàn)員的情況下，教師需要準(zhǔn)備大量的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)藥品，裝配還需花去大量時(shí)間。裝置復(fù)雜程度和儀器不匹配會直接提升實(shí)驗(yàn)難度和失敗率。儀器的不合理還會造成藥品大量浪費(fèi)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本提高。最終只能簡化為演示實(shí)驗(yàn)，與培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的要求相悖，長此以往將大大打擊教師的教學(xué)積極性和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究欲望。因此，通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置來提高實(shí)驗(yàn)效率和成功率顯得極為重要。

二、實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)具體案例

案例一：具支試管用于改進(jìn)洗氣裝置

洗氣裝置是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在除雜、分離等操作上是不可或缺的，綜合實(shí)驗(yàn)中基本都會用到。筆者在進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)過程中，首先用到的是傳統(tǒng)洗氣裝置，該裝置需要在橡皮塞上打兩個(gè)孔，分別安裝長導(dǎo)管和短導(dǎo)管。筆者在裝配儀器時(shí)發(fā)現(xiàn)，一般的市售玻璃導(dǎo)管外徑在7mm，打孔后的橡皮塞就只能適配一般的廣口瓶，很難運(yùn)用于一般中型試管。使用廣口瓶使學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中藥品用量過大，造成的浪費(fèi)和后續(xù)處理問題增大了實(shí)驗(yàn)成本，所以很多綜合性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)難以推廣，實(shí)在可惜。為了能繼續(xù)開展分組實(shí)驗(yàn)，筆者運(yùn)用具支試管對原裝置進(jìn)行改進(jìn)，如圖1，具支試管在滬教版初中化學(xué)書上并沒有明確出現(xiàn)，但是應(yīng)用在此處可以省去短導(dǎo)管，不僅降低了打孔的工作量，關(guān)鍵的是還減小了橡皮塞的直徑，使得橡皮塞適配普通中型試管，大大降低了實(shí)驗(yàn)所需的藥品量，裝置也更加的簡單美觀。

案例二：具支試管用于改進(jìn)微型啟普發(fā)生器

氣體的制備是初中化學(xué)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，在二氧化碳和氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法中都提到了啟普發(fā)生器，但是用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)同樣存在藥品用量大的問題，而且裝置對于化學(xué)入門的學(xué)生過于復(fù)雜。雖然書本上為我們提供了簡易啟普發(fā)生器，但同樣存在雙孔橡皮塞的適配問題。經(jīng)過筆者試驗(yàn)，利用具支試管能很好地解決這個(gè)問題，如圖2。改進(jìn)后的裝置組裝難度大幅下降，藥品用量很少，裝置結(jié)構(gòu)直觀明了，易于被學(xué)生觀察和理解。學(xué)生在親手操作和近距離觀察中加深了他們的理解，對于啟普發(fā)生器可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止這一優(yōu)點(diǎn)有了直觀感知，更有助于他們的記憶和理解。通過分組實(shí)驗(yàn)使學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)，能“慢鏡頭”式的觀察，開展熱烈分析和討論?？吹綄W(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)的那股“興奮勁”可以確定他們的學(xué)習(xí)熱情和探索欲望被激發(fā)了。

案例三：具支試管用于氣體產(chǎn)物的驗(yàn)證

化學(xué)核心素養(yǎng)中的科學(xué)精神與社會責(zé)任這一點(diǎn)要求引導(dǎo)學(xué)生擁有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)的觀念，然而很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免的會產(chǎn)生一些污染性氣體，在實(shí)驗(yàn)評價(jià)上有違環(huán)保，因此尾氣處理也是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一個(gè)很重要的部分。例如書本上加熱碳酸氫銨的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)在敞口的蒸發(fā)皿中進(jìn)行，產(chǎn)生的氨氣會逸散到空氣中，有刺激性氣味，不適合做學(xué)生實(shí)驗(yàn)，且產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w不能得到驗(yàn)證。筆者在課堂教學(xué)中按照書本裝置進(jìn)行了演示實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生的氨氣影響課堂氣氛和教學(xué)效果，更無法進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)后，在試管中進(jìn)行加熱實(shí)驗(yàn)，并將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，驗(yàn)證了二氧化碳的生成。但是在此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)產(chǎn)物氨氣的氣味就無法讓學(xué)生感知到，學(xué)生的感觀認(rèn)識僅停留在視覺刺激，失去了嗅覺刺激，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)達(dá)不到預(yù)期效果。因此在討論后，筆者在初步改進(jìn)裝置的基礎(chǔ)上將試管替換為具支試管，在支管上加上乳膠管和止水夾，如圖3。再次改進(jìn)后，在實(shí)驗(yàn)過程中，可以打開止水夾通過支管來體驗(yàn)氨氣的氣味。如此操作既不會使得氨氣逸散影響教學(xué)進(jìn)程，又能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，這一點(diǎn)小改進(jìn)可以讓實(shí)驗(yàn)更加的嚴(yán)謹(jǐn)合理，更重要的是筆者認(rèn)為可以將其推廣為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，從而訓(xùn)練學(xué)生加熱固體，體驗(yàn)氣味等一系列操作，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置中引發(fā)的一些思考

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式，學(xué)生具備基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)習(xí)化學(xué)和進(jìn)行探究活動的基礎(chǔ)和保證。有效的化學(xué)課堂需要借助有效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而有效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)最佳狀態(tài)是學(xué)生手腦結(jié)合，親身參與體驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)替代不了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，所引發(fā)的學(xué)生認(rèn)知沖突也不會那么凸顯。實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)是為了簡化裝置和減少藥品用量，從而可以將一些精彩的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生分組去完成，達(dá)到更好的教學(xué)效果。因此教師在從業(yè)過程中要不斷反思，嘗試?yán)煤线m的器材來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，給學(xué)生搭建化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，提高課堂效率。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求教師注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的歷程中大膽嘗試和實(shí)踐何嘗不是一種創(chuàng)新，對培養(yǎng)學(xué)生積極創(chuàng)新、大膽創(chuàng)新具有很強(qiáng)的引領(lǐng)作用。借用在家庭教育中大家認(rèn)同的一個(gè)共識“你想讓孩子成為什么樣的人，你就先成為什么樣的人”。那么教師也需要時(shí)刻鞭策自己“你想讓學(xué)生成創(chuàng)新型的人，你就先成創(chuàng)新型的教師”。

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（蘇州大學(xué)附屬尹山湖中學(xué)，江蘇 蘇州 215124）