教材中化学实验资源的再开发，本文主要内容关键词为：再开论文,化学实验论文,教材论文,资源论文，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。
在新课程理念下，以化学实验为基础的科学探究，既是一种重要的学习方式，也是化学课程的重要内容。本文主要以人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学》（2001年6月版）为例，说明运用教材中的实验资源创设新的学习情景的策略。
一、对教材探究性实验进行深化探究
根据《课程标准》编写的教材将探究活动作为学习的主要方式，活动的一般形式是实验、问题、讨论、归纳。在授新课时，实验讨论一般不易深化，在阶段性复习时教师可利用这些实验资源创设深层次的探究情景。
例1 广口瓶内水平面上升值为何与1/5体积有明显偏差？
1.问题情境
在课题“空气”的教学中，教师在课堂上根据教材中图2、图3进行实验，以测定空气里氧气含量。在复习巩固时，教师可设计成下列教学情景：播放用相同装置进行的三个对比实验的录像，最后广口瓶内水平面上升分别为：约等于1/5体积，明显小于1/5体积，明显大于1/5体积。
请对后两种现象做出合理的解释。
2.提出假设
学生对广口瓶内水平面明显小于1/5体积，可能提出如下解释：
（1）红磷不足量，氧气没有消耗完；
（2）没有冷却到室温就打开止水夹；
（3）塞子未塞紧，使外界空气进入瓶内；
3.活动与探究
燃烧匙内加足量红磷，塞紧瓶塞，充分燃烧，冷却至室温（水进入广口瓶后充分振荡，冷却效果更好），观察，实验误差基本消除。
4.观察分析
学生对“广口瓶内水平面上升明显大于1/5体积”可能做不出合理解释，教师可重复播放录像，让学生通过观察操作中的细微差异发现问题。
观察的结果是，将点燃红磷的燃烧匙迅速插入集气瓶，最后水平面约上升1/5体积；燃烧匙慢慢插入集气瓶，最后水平面上升明显大于1/5体积。合理的解释是：燃烧匙插入慢，瓶口就不能及时盖紧，瓶内空气受热膨胀就会逸出一些空气，使得进入集气瓶的水的体积量增大，导致实验误差。
这类对熟悉情境的深化探究，有助于学生养成关注细节、勤于深思的习惯。
二、对教材中实验进行改造探究
教材中的少数实验设计，虽然能说明问题，但可能存在不够环保、操作不便、现象不明显等问题。教师应该先对这些实验做改进，然后可用两种方式呈现问题情境：
一种方式是，教师直接演示改进后的实验，然后让学生思考有何改进，猜想改进意图。
另一种方式是，教师按教材中的实验步骤进行实验，然后让学生发现实验中存在什么问题，并提出改进方案，最后呈现教师的设计方案。
例2 如何消除五氧化二磷对室内的污染？
1.问题情境
在课题“燃烧和灭火”的教学中，教师若根据教科书中图7—4进行实验，需在通风橱中进行，但由于初中实验室很少有通风橱，实验时五氧化二磷弥漫在室内，产生一定的污染。教学中，教师可改为播放实验录像，以避免污染；同时，教师应提出“怎样改进使其成为室内零污染实验？”这样的追问。
2.提出设想
对于这一问题学生的思路是很广的，但不一定可行。学生的设想可能有：
（1）在烧杯上方罩一个大的玻璃罩；
（2）在火焰上方放一张大的吸附纸；
教师可以组织学生对一些有代表性的设想进行可行性论证，着重考虑现有实验条件下的可操作性。讨论后，教师可以展示自己的设计方案和装置，让学生共同分享创新设计的成果和快乐。
3.实验展示
下面是教师的一种改进方案。
[实验装置] 见图1。
附图
[实验内容]
实验一：在冷水中进行。
实验二：在热水中进行。
[实验现象]
实验一：在冷水中通氧气后，氧气将水排开，白磷与氧气接触，并无明显现象。
实验二：在热水中通氧气后，氧气将水排开，白磷与氧气接触后立即燃烧，漏斗内有黄色火焰，并充满白烟。
[改进效果]改进后的实验，操作简便、现象明显。比较实验一、实验二即可归纳出燃烧的条件，推理简捷，跟教材中的设计相比可减少一个实验。生成的五氧化二磷被密封在水中，最后被吸收，不会散发到空气中，室内无污染。
这样的实验探究有助于学生培养创新思维，增强环保意识。
三、对推理性结论进行实验探究
类比是一种重要的思维方法，但通过类比推理出的结论可能成立，也可能是错误的。在教学中，有的推理结论可以通过实验来验证是否正确，从而增进学生对知识的理解。
例3 如何证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应？
1.问题情境
在课题“常见的酸碱”中，有下列活动与探究内容：通过让学生回忆二氧化碳与氢氧化钙的反应现象，导出二氧化碳与氢氧化钠发生的反应是2NaOH+CO[，2]=Na[，2]CO[，3]+H[，2]O。但学生对这种由甲推知乙的简单类比普遍存疑，可能会提出问题“怎样证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应？”这一问题也可以由教师导问，或在学习了“生活中常见的盐”后再追问，目的是培养学生对知识的应用能力、思维发散能力和问题求证能力。
2.实验设想
对初学者来说，这是一个思考性、开放性很强的问题，学生的实验设想可能正确，也可能不合理。学生可在教师的引导下围绕“验证有新物质生成”这一切入点展开思考，可能提出的设想有：
（1）向氢氧化钠溶液中加入酚酞，根据溶液颜色是否由红色变成无色来判断。
（2）在通入足量二氧化碳后，向溶液中加入盐酸，根据有无气体生成来判断。
（3）在通入二氧化碳后，向溶液中加入澄清石灰水，根据有无沉淀生成来判断。
以上设想不一定成立，可以通过讨论来论证其合理性，也可以让学生根据实验探究中的现象来反思。
3.实验探究与结论
按第（1）种方法实验，最终酚酞仍呈红色。说明二氧化碳与氢氧化钠溶液没有发生反应。
按第（2）种方法实验，有沉淀生成。说明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠。
按第（3）种方法实验，有气体生成。说明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠。
第（2）、第（3）种方法的结论是一致的，需要反思的是第（1）种设想中的问题。设想（1）的支撑点是“碳酸钠溶液不能使酚酞变红”，对学生来说这不是经验，而是一种主观论断，现在成了怀疑点，需要实验验证。
4.实验验证
向碳酸钠溶液中加入几滴酚酞，溶液呈红色。
这一实验结果不仅彻底推翻了第（1）种设想的理论依据，还可以让学生得出“盐溶液不一定呈中性”的结论。
四、运用实验总结进行反思探究
学习实验基本技能是学生进行探究活动的基础。实验操作是否规范可能会影响实验结果的精确度，甚至决定实验的成败。在活动与探究中，教师应注意引导学生分析实验操作对实验结果产生的影响，对实验结果进行可靠性评价，并反思实验操作中可能存在的问题，从而提高学生采集实验数据和论证实验结果可靠性的能力。
例4 精盐产量为何有这么大的差异？
1.问题情境
“粗盐的提纯”原是《化学全一册》中的学生实验，现在是《普通高中课程标准实验教科书化学1》（人教版）中的化学实验基本操作。操作要求：称5g粗盐并逐渐加到10mL水中，到粗盐不再溶解为止；过滤、蒸发、结晶、称量，将精盐质量填写在黑板上的表格内（如表1所示）。
表1 我校某班的实验记录表
组别
123456789101112
精盐质量/g3.0 3.4 2.5 4.0 3.6 3.2 3.5 3.6 3.9
3.8
2.6
3.1
组别
13
14
15
16
17
18
19
20
21222324
精盐质量/g3.2 3.4 3.6 2.4 3.7 3.5 3.4 3.4 2.8
3.6
3.1
4.2
由于不同实验组之间产量差异较大，这张表当即就引起了学生高度注意，并引发了一场对实验结果的理性分析和热烈讨论。
2.比较分析
学生自发的讨论往往只关注差异、注重表象，以至于有学生片面地认为产量最高的就是最好的。教师可对学生的思路进行指导，将学生的思维由感性引向理性。通过查溶解度、计算、分析、讨论等一系列活动，将实验数据处理成下列结果：
（1）理论产量=3.6g
（2）全班平均精盐产量=3.4g
（3）全班的精盐产率=94.4％
（4）各组的精盐产率=第1小组为83.3％……
3.解释与结论
（1）对全班精盐产率的分析。全班平均精盐产率为94.4％，小于100％。原因有：
①实验中存在合理损耗，如滤纸吸附食盐、器皿上残留少量食盐等。
②不规范操作的影响。如氯化钠未达到饱和就进行过滤，使溶液中氯化钠的质量减少。
（2）对各组精盐产率的分析。有3个实验小组的精盐产率大于100％，实验中一定存在操作不当的问题，可能有：量的水多于10mL，溶解的氯化钠多于3.6g；蒸发时氯化钠晶体不干燥等。有3个小组的精盐产率等于100％，实验操作相对规范，可能不存在问题。其余18个小组的精盐产率小于100％，产率最低的仅有66.6％，可能原因是：产率接近100％的属于合理损耗，产率过低的存在氯化钠未达到饱和是主要原因，蒸发过程中有溶液或晶体溅出也是重要原因。
总之，操作规范性对实验结果有影响。操作越规范，实际产量与理论产量误差越小。
在新课程理念指导下，活动与探究已成为重要的学习形式，教师只要将课前预设和实验中产生的各种有效信息加以整合，就能创设成鲜活、深刻的问题情境。对这些问题的解决过程，是提高学生思维能力、养成科学态度、提升科学精神、规范基本操作的有效途径。
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