分组实验提高学生化学物质鉴别能力的教学实践，本文主要内容关键词为：提高学生论文,化学物质论文,教学实践论文,能力论文，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。
一、问题的提出
物质鉴别是初三化学课程的学习重点和难点。物质鉴别能力是一种综合能力，由不同的认知技能和动作技能组成，具体包括：对解决物质鉴别问题的一般思路和方法具有良好的认识；能够分析待鉴别物质的性质差异，设计出合理的实验方案；能够通过一系列规范的实验操作，顺利完成物质鉴别实验。
自2005年开始，广州中考化学试题增加了物质鉴别实验报告书写试题，综合考查学生的物质鉴别实验设计能力和实验报告书写能力。从2005年至2011年，这类试题的难度介乎于0.23至0.53之间，显示多年来全市学生整体上在这类试题中只有一般的表现，值得引起广大初三化学教师的反思。一些初三化学教师与笔者交流时表示，他们所在学校初三年级班数较多或者实验条件有限，无论在新课学习还是在中考总复习阶段都无法让学生亲手进行物质鉴别实验，他们主要通过一定量的实验报告书写训练来培养、强化学生的物质鉴别能力。然而，学生如果一直缺乏真实的实验经历和个人体验，将无法体会和想象出许多在物质鉴别实验中必需的实验过程和实验操作细节，难以真正有效地提高个人的物质鉴别能力。
笔者所在学校是独立高中，但是一直承担着内地新疆高中班（以下简称内高班）的办学任务。笔者综合初三化学课程酸碱盐的有关内容，通过三课时的课堂教学活动和课外实验活动，组织学生分组完成若干个物质鉴别实验，从而提高学生的物质鉴别能力和实验报告书写能力。
二、教学设计和实践
（一）教学思路
国家为加强新疆人才培养工作，在内地多个经济发达城市开办内高班，招收新疆初中应届优秀毕业生就读。教育部要求内高班学制四年，含预科一年，预科重点补习初中的汉语文、英语和数理化课程，以达到办班学校当地初中毕业水平。预科学生虽然已经在新疆生源地初中系统地完成了初三化学课程的学习，但是在化学知识的学习和化学综合能力的发展上，仍有较大的提高空间。而且，一部分学生对一些化学知识的重难点并未取得理想的学习效果。另外，大多数学生较少有亲自动手进行化学实验的机会，缺乏应有的实验经验，实验操作技能仍然处于初步学会的阶段，需要较多的时间才能完成基本的实验。
针对学生的实际情况，笔者利用三课时进行物质鉴别问题的专题复习，其中的一课时安排充足的时间来让学生完成两个物质鉴别实验。主要的教学思路是：①设计挑战性的物质鉴别问题作为学生学习活动的主题，并由此评价出学生的物质鉴别能力；②组织学生建立二人实验小组，完成两个物质鉴别实验，增加学生合作完成分组实验和交流互动的机会；③帮助学生从个别的物质鉴别问题的解决思路总结提升为这类问题的解决程序，建立良好的程序性知识。
除此以外，笔者还采取课外开放化学实验室、增加实验操作考查内容等措施，整合多层次、多阶段的化学实验活动，提供学生多次分组完成物质鉴别实验的机会，促进学生物质鉴别能力的提高。
（二）知识回顾
在第一课时，笔者通过一些典型实例，引导学生从分类的角度（物质的物理性质、溶解性、特殊离子的检验等）系统回顾解决物质鉴别问题的基本思路、常见物质的鉴别方法。这节课布置的作业是写出一份使用自选的鉴别试剂来鉴别三瓶未贴标签的未知溶液的实验报告，这三瓶溶液是氯化钠溶液、澄清石灰水和碳酸钠溶液中。学生需要在实验报告中详细叙述实验操作过程、预期的实验现象和实验结论。
从学生上交的作业可以了解学生具备的物质鉴别能力和实验报告书写能力。约有60%的学生的作业存在各种问题，主要表现在：①缺乏科学、规范的实验操作意识，例如不知道要将待鉴别物质取样到其他容器内再进行鉴别实验，而是直接在装有待鉴别物质的试剂瓶内进行实验；②选择的鉴别试剂不当，例如选用硝酸银溶液来鉴别氯化钠溶液，却未能考虑到硝酸银溶液同样会与碳酸钠溶液产生白色沉淀，从而严重干扰实验结果；③实验操作过程和预期的实验现象书写简单，缺少对实验操作细节的叙述，也缺乏“别人可以根据我的实验方案重复实验”的意识。综上所述，大多数学生虽然具备一定的初三化学知识，但是仍难以充分综合各方面的知识来解决物质鉴别问题，仍有待增强实验操作意识和文字表达意识，提高实验操作技能和文字表达能力。由此可见，学生更有必要通过分组完成一定量的物质鉴别实验来培养自觉的实验操作意识和文字表达意识，对规范的实验操作过程和各种实验现象形成丰富的感性认识，并且在解决真实、具体的问题中提高个人的物质鉴别能力。
（三）分组实验
在第二课时，笔者首先简要地分析第一课时作业的解决思路，点评学生在作业中存在的各种问题。随后，笔者提供多种鉴别试剂让学生限时完成鉴别氯化钠等三种溶液的分组实验，鼓励学生设计和实施多种实验方案来获取实验结果。笔者巡堂了解学生完成分组实验的进展，及时公布各实验小组待鉴别溶液的真实组成。为了在较短时间内增加学生的实验经历和个人体验，强化学生的实验操作技能，笔者在这节课的后半段时间再次要求学生使用限定的鉴别试剂限时完成鉴别碳酸钡、硫酸钡和碳酸钠这三种粉末的分组实验，并且需要及时写出相应的实验报告。
在准备实验试剂和药品时，笔者特意让相邻实验小组的待鉴别物质有不同的编号。这样有效杜绝了个别学生不认真完成分组实验，抄袭其他实验小组实验结果的情况。由于笔者要求学生分别限时完成两个分组实验和提交实验结果，学生必须迅速、认真地完成这两个分组实验。学生从两个分组实验中可以真实地感受到物质鉴别实验的基本流程，并且以“预测—验证”的心态来评价个人设计的实验方案。当真实的实验现象与学生的预期不尽相同时，学生自然产生强烈的认知冲突、反思和分析等思维活动，与同组同学相互沟通以便迅速找出解决问题的可行方法。
根据笔者的观察，学生在完成这两个分组实验时表现活跃。还未到公布实验结果的时间，已经有多个实验小组主动向笔者核对实验结果。当得知自己的实验结果有误时，他们随即重新取样进行实验。笔者在课堂上粗略统计，约有75%的学生能够正确鉴别出氯化钠等三种溶液，约有80%的学生能够正确鉴别出碳酸钡等三种粉末。
该课时安排的学生限时书写实验报告的教学环节是了解学生在亲身完成分组实验后，能否从实验过程中形成一定的实验操作意识和文字表达意识，提高实验报告的书写水平。经过课后批改学生的实验报告，笔者发现约有80%的学生能够书写出完整、规范的实验报告，学生能够注意和叙述取样、再次取样的实验操作，叙述的预期现象和实验结论之间密切联系。这表示学生的实验报告书写能力有一定的提高。
（四）总结提升
第三课时，系统总结学生在第二课时进行两个分组实验中出现的问题，分析学生容易忽视的实验操作细节，再次加深学生对物质鉴别问题的认识。鉴别碳酸钡等三种粉末的分组实验来源自2011年广州市中考化学试题第29题。笔者将2011年广州市中考化学试题分析报告中这道试题的分析材料文印给学生阅读。学生在阅读分析材料中可以清楚了解到这道试题的考点分析、参考答案和答题情况分析，通过比较参考答案来修改个人在第二课时书写的实验报告。笔者引导学生从分析材料中总结物质鉴别实验报告的规范性表达方式，归纳和提炼可供日后参考使用的常用语句；同时，学生完成两道物质鉴别实验报告书写习题，熟悉、巩固和内化物质鉴别实验报告的规范性表达方式。
（五）课外活动
为了给予学生更多的个性化的物质鉴别实验训练，笔者采取以下两种课外实验活动措施。①在每周两天的学生体锻课时间开放化学实验室，并且准备好历年广州中考化学试题中物质鉴别实验报告书写试题相对应的实验试剂和药品。学生凭个人意愿自由进入化学实验室，选择完成其中某些物质鉴别实验，笔者及时向学生反馈相应的实验结果。②在自行组织的预科化学实验操作考查中增加物质鉴别问题作为学生的选考试题，例如使用限定的鉴别试剂鉴别无水硫酸铜、硫酸镁、碳酸钠这三种粉末。如果学生正确鉴别出待鉴别物质的真实组成，学生的期末总评成绩将获得一定的加分；如果学生未能鉴别出有关的结果，学生的期末总评成绩不予扣分。这些措施大大提高了学生分组完成物质鉴别实验的积极性。
三、教学反思与展望
（一）学生需要分组实验的经历
经过三课时的课堂教学活动，学生对物质鉴别问题从以往的纸上谈兵到亲身实践，对这类问题的解决思路从原有的零星思考到系统分析，对实验报告的书写也从最初的混乱缺失到有序规范。与原来相比，学生的物质鉴别能力已经有较好的提高。
化学是一门以实验为基础的学科，物质鉴别问题具有鲜明的化学学科特色。学生在亲身进行物质鉴别实验时，不仅充分展现个人思维的科学性和逻辑性，也充分展现个人对常见物质性质的知识和具备的实验操作技能。这类问题对学生思维能力和化学综合能力的发展有较大的帮助。虽然教师通过一定量的实验报告书写训练在一定程度上也可以提高学生的物质鉴别能力，但是学生由于缺乏真实的实验经历和个人体验，更多地是在对各种试题的参考答案进行识记和简单模仿，对于“逐滴滴加试剂”、“振荡试管”等必要的实验操作细节容易缺少应有的意识和认识。尽管不同类型的学校具有不同的教学环境和条件，教师都应该尽可能地创造各种学生分组实验的机会，让学生完整地经历物质鉴别的科学探究实验过程。
（二）学生需要自由尝试的空间
物质鉴别问题一般是有多种问题解决思路的。笔者曾在一所生源较差的学校听课，任课教师竟然直接将某种最简便的物质鉴别问题解决思路给予学生，并且要求学生根据教师事先设计好的实验思路和方法来完成实验。这一做法虽然能够让学生有目的和有步骤地动手完成实验，产生一定的个人体验，而且节约较多的课堂教学时间，但是学生并没有完整、严谨的思维训练，更没有自主设计、验证实验方案的实验经历，学生的思维容易局限在教师提供的个别范例当中。当物质鉴别问题的内容和提问方式发生改变，学生可能会变得无所适从，不知道从何种角度来思考和解决问题。
时间和自由是教育的两个重要变量。因此，教师应该要舍得花费一定的课堂教学时间，尽可能地放手让学生自由尝试各种可能的实验思路和方法。学生在实验过程中可能会遇到各种困难，例如因为实验思路不当而未能得到正确的实验结果，或是因为实验操作不当而浪费宝贵的实验时间。但是，教师应该相信学生具有无穷尽的学习潜力，学生在面对没有固定的解决方法和途径的问题时，可以在开放的学习环境中通过与同组同学深度互动来共同解决问题。对于一些学业水平较好的学生，他们愿意长时间重复地进行实验；曾有一位学生主动地向笔者提出，希望能够再获得一组全新的药品来再一次进行物质鉴别实验。对于一些学业水平欠佳的学生，他们其实更需要丰富的“试误”式的实验经历，在不断的尝试和思考中逐步纠正原有错误的学科认识和不规范的实验操作，完善有关的学科知识结构和提高实验操作技能。教师给予学生自由尝试的空间（机会和时间），就是在呵护学生的创造潜能和积累学生的发展动力。
（三）学生需要后续持续的训练
笔者在巡堂时发现一些学生的实验操作技能并未过关，学生在初三化学课程的实验经历和实验操作技能会对个人的物质鉴别能力产生较大的影响。如果认为屈指可数的分组实验就可以让学生的物质鉴别能力处于较高的水平，这未免是过于乐观的想法。仅是学生的实验操作技能的形成就要经过定向、模仿、整合、熟练这四个阶段，需要长时间的反复训练和反馈。学生还需要在后续的化学学习中多次完成分组实验和实验报告书写训练，通过及时巩固、变式训练和持续强化来不断提高个人的物质鉴别能力。上文提到的开放化学实验室和增加实验操作考查内容的措施都是有效促进学生主动完成分组实验和提高物质鉴别能力的可行方法。