初中化学外延性实验的实践与思考，本文主要内容关键词为：外延论文,初中化学论文，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。
所谓“外延性实验”，是以课本知识为依据，突破课本中基础实验的束缚，具有开放性、实践性、安全性、探索性、创造性等特点的实验。通过外延性实验的研究，充分挖掘和开发实验的功能，改进学生实验活动的结构，强调培养学生的主体意识、实践意识、创造意识，真正体现以人为本、以学生为主体的新课程理念，让学生能生动、主动地发展。其内容在基础型课程的基础上，体现科学知识的扩展、延伸与综合能力的深入发展，是学生科学精神、科学方法、科学能力以及可持续发展观念培养的重要载体，属于基础型课程之上的外延与加宽。
在中学化学教学中，如何指导学生做好外延性实验呢？笔者认为，可以从以下方面入手。
一、以人为本，注重外延性实验的趣味性
美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛讲过：“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力，就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”可见一切发明创造都是来源于对事物永不满足的好奇心和求知欲。现代心理学研究表明，人的创新能力的形成和发展，在一定程度上取决于他的心理动因，即以需要为核心，以兴趣、情感等为内容的心理动因。因此，增强化学实验的趣味性就显得尤为重要。
例如，在“蜡烛燃烧的探究”过程中，引导学生进行下列外延性探究：
1.问题情境。点燃蜡烛，将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃，说明导管中一定有可燃性气体，气体的成分可能是什么呢？
2.作出大胆猜想与假设。学生经过讨论，认为这种气体，第一种可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳；第二种可能是蜡烛受热后产生的蒸气；第三种可能是上述两种可能都有。
3.设计实验方案。学生设计出各种实验方案，经讨论后，认为下述方案既巧妙，又简单。换1根较长的玻璃管，用湿毛巾包住导管，然后一端插入焰心，在另一端点燃。若导管口有火焰，拿掉湿毛巾，导管内无冷凝固体，则证明它是一氧化碳；若导管口不能点燃，拿掉湿毛巾，有冷凝的固体，则证明它是石蜡蒸气；若导管口有火焰，火焰较小，拿掉湿毛巾，导管内有冷凝的固体，则证明气体中既有一氧化碳，又有石蜡蒸气。
4.观察与思考相结合，完成实验，给出合理的解释与结论。通过实验，学生得出第二种可能性成立，玻璃管中的可燃性气体是石蜡蒸气。而另两种可能性被排除了。
5.反思与评价，交流与分享。通过探究活动，部分学生发现自己设计的实验方案与上述实验方案相比，设计得不合理、过于简单，存在着差距，认识到在今后的学习中，要不断培养自主探究的能力。学生以各种方式将自己的收获、体会、感想表达出来，写成小论文、写成实验报告、制作出PPT传到网页上。
又如，在学习了酸碱指示剂的知识后，结合语文课本中的《花儿为什么这样红》一文，学生就会产生这样一个问题：是不是能用自然界中许多植物的花瓣、果皮制取指示剂呢？因此，学生设计出一个外延性实验：自制天然指示剂。先把新鲜植物的花瓣、花冠、果皮等洗涤干净、晾干，然后加入适量的95%的酒精浸泡一到两小时，再将浸出液过滤，向所得溶液中加入1/3体积的水，即成为指示剂，最后学生通过实验来测定自制天然指示剂的变色情况并汇总成指示剂变色表（表1）。学生对此表现出了浓厚的兴趣。
二、源于生活，注重外延性实验的真实性教材、教室、学校并不是知识的惟一来源，大自然、人类社会活动、丰富多彩的世界都是很好的教科书。变“教科书是学生的世界”为“世界是学生的教科书”。化学源自于生活，化学应用于生活。在中学阶段，学生学习的知识和接触社会的机会有限，通过实验来了解化学在实际生活中的应用，是一条很好的途径。
1.实验内容的生活化。苏霍姆林斯基说：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。”结合生活情境，鼓励学生发现化学问题，提出自己的观点和猜想，并设计探究实验来验证猜想，对实验进行反思和评价。
例如，在生活中，对真假红葡萄酒的鉴别，有一种巧妙、简单的方法。在两杯酒中分别加入适量食用的纯碱，如果酒的颜色加深，变深蓝色了，则是真的葡萄酒，如果酒的颜色没有明显变化，就说明是假的葡萄酒。这个实验，直观明了地体现出指示剂在生活中的灵活运用。
松花皮蛋是人们比较喜爱的食物，人们是如何制作松花蛋的呢？学生上网查找松花皮蛋制作的有关内容，知道了制作松花皮蛋的原料主要有食盐、生石灰和纯碱。然后由学生设计外延性实验——“松花皮蛋配料浸渍液成分的检测”。先将松花皮蛋外壳上取下的固体物质加水溶解、过滤得到浸渍液，然后讨论浸渍液中可能有哪些成分？经过讨论，学生认为原料在水中能发生如下化学反应：
，浸渍液中可能有
、
、NaOH、NaCl，其中和不能共存。然后让学生利用已经掌握的物质检验和鉴别的知识来检验其中的主要成分。
在设计实验时，要充分考虑到化学与生活的联系，选择一些与实际生活密切相关的素材。例如，酸雨的监测、测定土壤的pH、洗发液及护发素的酸碱性对头发的影响等。学生对这类学以致用的知识总是抱有浓厚的兴趣，学生通过发现问题，提出猜想，设计实验，亲历实验，不但找到了问题的答案，而且也加深了对酸碱指示剂的认识。可见化学实验是培养学生创新能力的重要而有效的途径之一。
2.实验用品的生活化。实验用品的生活化体现在使用一些生活中的物品上。如家庭厨房中的食醋、食盐、纯碱、鸡蛋壳等都是实用的化学试剂，塑料吸管可代替胶头滴管、导管，家中的玻璃杯，可作为反应容器等。例如，用蛋壳和白醋反应制取二氧化碳，用于电池中的金属与稀硫酸反应制取氢气等。通过这些实验的开发、设计，能使学生利用现有的材料开展实验学习，也能启发学生随时利用生活中的物品进行一些简单的实验探索。学生从中体会到生活离不开化学，了解到化学对个人生活和对社会的重要作用，同时提高了学习化学的兴趣。
三、尊重自然，注重外延性实验的绿色性
近年来，人们提出了“绿色化学”这一新的概念。简单地说，绿色化学就是环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头，使整个生产过程和生产工艺对环境友好，这是从根本上消除污染的对策。
1.节约实验药品，减少环境污染。许多外延性实验可设计为微型实验。所谓微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其作用却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。
中学生特别喜欢化学实验。实验时，学生往往认为药品的用量多多益善。其实不然，如做氧化铜和稀硫酸反应实验。如果氧化铜用量太多则得到溶液中混有黑色的氧化铜，蓝色不明显。再说，有些实验会产生有害气体，药品用量越多，则危害越大。在教学中引入微型化学实验，能使学生人人参与实验。这样做，既增加了学生的动手实验能力，又提高了实验课的效益。例如，上“探究酸的化学性质”这一外延性实验课时，安排学生用微型九孔板代替其中多数试管实验。又例如，做硫在氧气中燃烧的实验，由于会产生有刺激性气味的有毒气体二氧化硫，一般要求硫的用量是0.3g～0.5g，这样就大大降低了二氧化硫产生的危害。通过实验学生懂得了在能观察到实验现象的前提下，药品用量越少越好。
2.改进实验装置，减少环境污染。对中学化学中一些有毒物质参加或生成的实验进行改进，既使操作更合理有效，又能控制或避免污染，提高环境保护意识，培养学生相应的素质。
例如，在开展外延性实验“空气中氧气含量的测定”的教学时，笔者让学生自己设计实验来进行测定。学生设计了红磷燃烧法、铁丝生锈法、铜丝加热氧化法等许多方法。接着，笔者引导学生从实验操作的简便性、测定值的精确性以及对环境的影响等多个方面来选择最佳实验方案进行实验。结果学生一致认为，采用铜丝加热氧化法，既简便又精确，并且在实验过程中不会产生污染，属于绿色化学实验。而传统的实验用红磷燃烧来测定，燃烧时有大量白烟产生且有毒，既影响实验的精确度，又带来严重的污染。
3.妥善处理废物，减少环境污染。化学实验要产生大量的废弃物，如不及时处理，随意排放，久而久之不仅对环境造成污染，而且会淡化学生的环保意识，使学生养成不良的习惯。在实验课教学中把实验废弃物进行无害化处理，既可培养学生良好的实验习惯，又能使学生学到实际应用技术，还可以节约资源，变废为宝、变害为利。如在使用金属钠作为试剂的时候，总是要从钠的表面切除一定量的氧化层，这些钠废屑通常被作为废物加以销毁，既浪费，又有一定的危险性，因为其中一半以上是钠。当废钠屑积存较多时，放入容器中，加入正丁醚，浸没钠废屑，容器口装上空气冷凝管，加热到约120℃时，就可见到熔融的钠珠，轻轻摇动容器，使钠渣沉积于下面，钠珠则悬浮于上层，继续加热，较小的钠珠则熔结成较大的颗粒，最后熔结成更大的钠块。用过的正丁醚可重复使用。通过实验，学生逐步形成了绿色化学的思想意识，体会到环境对于生命的重要意义。
四、各科交融，注重外延性实验的综合性
化学是一门综合性、知识性强的中心学科，它与语文、数学、物理、生物、政治、历史、地理诸学科之间存在着相互作用的关系。在化学课堂上，教师要善于以物理、生物知识为工具，以历史、语文、政治知识为依据，以数学知识为载体，达到知识间的相互渗透。同时，新的化学教材在构建体系结构时，采用了融合的方式，吸收了学科中心体系结构和社会中心体系结构各自的优点，力求使学生在了解化学的发展历史以及化学与人类进步和社会发展的关系的同时，更好地了解化学的本质和价值，使获得基础知识与基本技能的过程，同时成为学生学会学习和形成正确价值观的过程。
在化学教学过程中，教师要注意通过化学知识点建立与其他学科知识点的联系，相互渗透、交叉和综合，培养学生综合运用知识分析和解决问题的能力。
例如，引导学生利用稀氨水与二氧化碳反应的原理，设计一个“测定学校不同地点空气中
相对含量”的实验方案。
1.将2滴浓氨水滴入500mL蒸馏水中制成稀氨水（呈弱碱性），滴入几滴＿＿指示剂，溶液呈浅红色。将得到的溶液保存在密闭的细口瓶里。
2.用50mL注射器吸取上述稀氨水10mL并密封，然后分别到操场、教室和宿舍3个地点抽气到50mL刻度处，用食指堵住注射器的吸入口，充分振荡；再将注射器吸入口向上，小心将余气排出。重复上述操作若干次（n），直至注射器内的溶液＿＿，说明上述实验过程发生了＿＿反应。
3.完成实验数据处理，并得出结论（表2）：
通过实验数据处理过程，学生意识到要保持良好的学习和生活环境，应该注意经常打开门窗，保持通风。学生从这样的实验延伸出去，明白了为什么空气中二氧化碳的含量午夜比正午高的原因。从这个外延性实验中，学生应用了生物课上学习过的呼吸作用和光合作用的知识。
外延性实验教学在培养学生基础性学力的同时，更注重学生的发展性学力和创造性学力的培养，使学生能适应社会生活和可持续发展，培养创造意识和创新能力。在这个教学过程中，需要教师以现代教育教学理论为指导，纵观全局，充分协调教学中的各种因素，创设民主氛围，确保学生心理自由，采取教学技法，激活思维能力，运用人格力量，弘扬学生个性，学生的创新能力之花，一定能在化学教育这块沃土上结出丰硕之果。