课堂系列实验的创新设计方法，本文主要内容关键词为：课堂论文,方法论文,系列论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
最能营造互动氛围的手段首推实验。很多课不做实验，课堂气氛异常沉闷，一做实验，学生就非常兴奋。但是，做实验费时间，一节课只有45分钟，实验越多耗时越多，所以为了赶教学进度，目前初高中普遍存在弱化实验的现象，为了实施有效教学，打造活力课堂，不仅要做实验，而且要想方设法做好实验、多做实验、快做实验，让丰富多彩的创新实验走进课堂。以下3个课例，特点就是课堂实验很多，只有创新设计，才能快速完成它们，并使之绿色化、有震撼性！
一、一物多用，物尽其用——让实验一气呵成
【课例1】“原电池原理及其应用”课堂系列实验
【评析】本节课先在培养皿中连续做5个小实验，探究原电池的工作原理；再依次在苹果上连续做8个小实验，在盐水瓶中连续做2个小实验，探究原电池的形成条件。3组实验都做到了一物多用、物尽其用，节省了完成系列实验的时间。
以苹果和盐水瓶系列实验为例。怎样设计实验探究原电池的形成条件呢？首先，实验尽量一个不缺且尽量让学生动手做，所有结论都能让事实说话，即使是演示实验也尽可能让学生到讲台上做。其次，实验尽量快速完成。实验操作要简单、流畅，前后2个实验切换时间应尽量缩短。再者，实验尽量微型环保。实验药品越少越好，最好取材于生活，将污染降到最低。
用苹果替代盛酸的培养皿，能做7个小实验，省时省料。除电流计外，苹果、小刀、两头削好的铅笔、牙签、铜钉等5样东西都是生活中常见的物质，课前可让学生自备。实验时，只要用接有电流计的2根铜线接触任意2样，就能看到有无电流产生。不过，这7个小实验都是2个电极插在同一溶液中，还需设计一个实验“2个电极插在不同的溶液中”。在2只盛稀硫酸的培养皿中，各放一根铁钉和碳棒，用电流计一测，因断路不产生电流。，这个实验当然好做，但从一只鲜活的苹果切换到2只盛酸的培养皿，既不连贯又浪费药品。如果用小刀把苹果切成两半，分别插上小刀和铅笔，不就一气呵成了吗？揪住一样东西不放，既省时又省料！
上述8个实验，溶液都是酸性溶液——苹果汁，还需考虑“除酸外的电解质溶液”以及“非电解质”。往苹果中注射
溶液或苯、酒精、四氯化碳等非电解质，但苹果中的果酸对实验有干扰作用；在培养皿中放上刚买回的无水酒精，片刻后无水酒精全部消失，周围弥漫着让人难受的浓烈气味；在培养皿中放上苯或
，它们易挥发，会污染环境……绿色化学思想是实验创新的推动力，盐水瓶系列实验终于诞生：如图1所示，介质是非电解质——苯，不产生电流；将装置倒转过来，介质变成除酸外的电解质溶液——溶液（如图2所示），因发生反应
而产生电流。这个创新实验可以反复操作，长期使用，耗时短又实现了零污染（不用时按图1存放）。
二、实验前置，事先录像——让实验超越时空
【课例2】“氯气的性质”课堂系列实验
续表
【评析】为了所有结论都能让事实说话，本节课新增了5个实验，同时对2/3的课本实验进行了改进。一节课要做13个实验，若教多个平行班，还要重复多次，而且某些实验耗时较长或容易失败，只有创新设计这些实验、创新安排这些实验的出场时间，才能保证它们快速、绿色、成功。
1.实验前置
以“氯水见光分解实验”为例。老教材给出的装置如图3所示，该实验受到气候条件的限制，阴天不好做，即使在室外强光下长时间照射，也很难看到明显现象。在13个实验中，它像一只拦路虎，使课堂系列实验不能顺利推进。经过多次摸索，笔者对该实验作了大胆创新，并对其出场时间作了巧妙的安排：
图3 氯水见光分解
(1)先制取一小烧瓶饱和氯水，固定在铁架台上，用多层黑布包好，塞上插有弯曲导管的单孔塞，导管内事先放有少量品红溶液（起液封作用，防止氯气逸出）。待溶液位置稳定后，用红线扎在B处。
(2)讲完氯气的物理性质——水溶性后，就向学生展示装置，揭开黑布，让“害羞怕人”的氯水亮相。先不要管它，在氯水慢慢光解的同时完成后续9个实验，再回过头来就能看到“液柱上升”现象。实验前置，若干实验互不耽搁，节省了宝贵的课堂时间。
(3)讲到氯气的化学性质——与水反应时，请一位学生上讲台观察装置中出现的现象“导管内气压增大，液柱上升到C处”。尽管不能看到冒气泡现象，但能说明逸出的气体是氧气而不是氯气，结论可靠。因为如果生成的是氯气，品红溶液就会褪色，但实验过程中看不到这个现象。
(4)将盛有饱和氯水的小烧瓶重新用多层黑布包好，保存在阴暗处。
该实验不受气候条件限制，阴天能做，晚上有灯光也能做，而且操作简便、可以使用多次。当液柱上升到导管顶端，只需将单孔塞拔出，让液柱回落到A处后再塞上，待溶液位置稳定后用红线扎在液柱底端，继续在另一个平行班实验。当氯水褪色完全变成稀盐酸后，可用作实验试剂。
2.事先录像
由于课堂时间有限，不可能现场演示每个实验。上课前，请人将自导自演的5个实验进行录像，然后在课堂上播放给学生观看。自己的老师出现在录像中边做边说，给学生很大的视觉冲击力，他们特别兴奋、惊喜。针对具有以下特点的实验，这样的设计可以节省时间：
(1)操作相似。如钠在氯气中燃烧、铁在氯气中燃烧2个实验，它们与铜在氯气中燃烧实验操作相似，录像回放可以减少师生与氯气接触的机会。
(2)耗时较长。如定量测定氯气溶解度实验，若现场演示，不借助实物投影，坐在后排的学生则无法看清实验过程。即使借助实物投影，该实验既耗时又会污染环境。录像回放可以省去从氯气的发生到用排饱和食盐水在针筒中收集80mL氯气的中间环节，还可以给振荡前针筒上的刻度“100mL”和振荡后针筒上的刻度“60mL”各一个特写镜头，放大实验现象，增强演示效果。
(3)容易失败。如氢氯混合气光照实验，若现场演示，既耗时又可能失败，一旦失败，又要重新演示，教师担心，学生扫兴。事先录像有足够的时间自导自演，可以做大、做精、做成，在录像中学生除听到极具震撼力的爆炸声，还可以看到2个明显而有趣的现象：一是间隔时间稍长后用胶头堵住的胶水瓶会瘪下去，说明在室内自然光条件下氢氯已经发生化合反应；二是爆炸结束后不断挤捏没有胶头的胶水瓶，会有缕缕白雾出来，煞是好看。同样，若现场演示一烧瓶氯气在NaOH溶液（约占烧杯容积的2/3）中的喷泉实验，既浪费药品又可能失败。事先录像，确保学生看到喷泉实验的壮观场面。
三、一个操作，2个实验——让实验一举两得
【课例3】“铝的性质”课堂系列实验
【评析】本节课先做实验1、2，探究铝与非金属反应，再做实验3、4、5探究铝与酸、碱、盐反应，然后做实验6探究铝与水反应，最后做实验7探究铝与某些金属氧化物反应。这些设计，使所有结论都能让事实说话，特别是学生分组实验“铝片与硫酸反应”一石二鸟，让人拍案叫绝，成为课堂最大亮点。
该实验“一个操作完成2个实验”。点滴板上看似完成了一个操作“在铝片上滴加4～6滴硫酸”，实际上4个小组在不知情的情况下分工协作，同时完成（而不是先后完成）了2个实验“Al与稀
反应”“Al与浓反应”。这个“连体儿”实验的生动亮相，让听课师生精神为之一振，眼睛为之一亮，同时也节省了分组实验时间。
该实验“一个实验潜伏2种现象”。同样是铝片与硫酸反应实验，有的小组看到气泡，有的小组没有看到气泡，2种不同的现象让学生产生认知冲突，点燃了学生强烈的探究激情。这样设下的谜局“硫酸浓度不同，2个小组发的是稀硫酸，2个小组发的是浓硫酸”，可以不露痕迹地培养学生实事求是的科学态度，同时也能充分展示教师的教学机智。
该实验变“在试管中进行”为“在点滴板上进行”，硫酸用量只要4～6滴。这个微型实验，操作简单，耗时短，现象明显，体现了绿色化学理念。
如果说“铝片与硫酸反应实验”一箭双雕，那么铝热反应实验则是大气磅礴。由“在湿漏斗中进行”改为“在试管中进行”，大大减少了药品用量，同时罩上透明圆桶提高了实验的安全性，减少了对环境的污染。当学生看到在试管中进行的铝热反应火花四溅，并且利用铝热反应现场将2根铁钉成功焊接在一起，视觉受到冲击，心灵受到震撼，切实体悟到化学在生活生产中的应用，对学科知识的理解将是何等深刻！
上述3个课例中，课本实验原本只有几个且平淡无奇，创新设计后变成一群且群星灿烂，创新实验耗时短、安全系数大、环境污染小、成功率高、现象明显、趣味性浓、可操作性强。这3节课尽管实验很多，但教师始终从容不迫，学生始终兴趣盎然。