1、基于生成性的化学实验教学设计摘要：在实验教学的设计中，教师既要关注实验本身的生成性；又要善于分析学生，注重学生的亲身体验，创设有效的问题情境，引领学生自主学习。文章通过两个案例探讨了基于生成性的化学实验教学设计。关键词：生成性；实验教学文章编号：1008-0546（2013）07-0066-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.024实验是化学的基础，是化学学习的最重要载体。在化学学习过程中，实验在引导学生生成知识，培养学生思维能力和探究能力，全面提高学生的化学素质方面都起到重要的作用。由于初中学生知识水平的限
2、制，很多经典化学实验在教材中的设计仅仅是简单列举实验步骤，要求学生记住相关的实验结论。至于前辈科学家在设计和探究实验过程中的不懈的探索，巧妙的思考，完美的实验设计则没有体现。因此，如果只是按部就班的进行相应实验教学，那么无疑只会让学生机械地成为实验的观察者和记录者，结论和知识的记忆者，不但学生兴趣和动机得不到激发，思维和探究能力也得不到培养，更不利于学生化学素养的全面发展。基于此，在实验教学的设计中，教师既要分析实验的原理、目的，关注实验本身的生成性；又要善于分析学生的现有知识认知水平和可能的最近发展区，调动学生的兴趣、动机和心理需求，注重学生的亲身体验；从知识的生成性的角度出发，创设有效的问
3、题情境，引领学生自主学习，从一个学习主人的角度去探究实验，去体会自己所设计的实验一步步的走向成功的过程，在思维和探究中完成教学目标，从而达到最佳的学习效果。下面列举两个重要的化学实验教学设计，与大家共同探讨。案例 1.空气中氧气含量的测定实验教材中在介绍“空气中含有氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气等多种成分的气体”后，直接告诉学生“已知红磷固体能够与氧气发生反应，生成五氧化二磷固体”，进行实验来确定空气中氧气的含量。至于为什么选择红磷作为实验药品，实验装置的设计要求，实验的操作步骤注意事项等等都没有细致的分析，只是在实验中让学生思考下列问题。（1）红磷在集气瓶中燃烧，观察到什么现象？消耗了什么气体
4、？（2）待集气瓶冷却到室温后，把导气管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察到什么现象？（3）实验结果是否接近于事实？若相差较大，请分析产生误差的原因。（4）能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么？如果按照这样的教学设计去进行教学，即使现象很明显，实验很成功，但是实验结束后学生的收获又是什么呢？我想不外乎就是在预设的实验过程中，“热热闹闹”的记住几个现象和相关的结论，学生的真正意义上的思维在哪儿？学生对实验的兴趣又在哪儿？学生能力的培养和发展又在何方？因此在这个经典实验的教学设计中我根据学习的生成性进行了以下的教学设计：1.实验原理的生成性讨论首先展示一瓶密封的空气样品，然后设问：这就是我们要探究
5、的实验样本，集气瓶要注意什么？学生及时讨论马上得出答案，防止与外界空气互相扩散，样品必须不变，集气瓶必须密封。这样学生对装置的气密性及防止装置漏气，防止样品气体与外界气体的互相扩散都有了明确认识。然后引导学生讨论：如何测定一瓶密闭空气中氧气的含量。学生经过讨论后归纳出 2 种方法，一是直接测定法（教师及时评价：由于同学们知识水平的和我们实验室条件的限制，这种方法实际不可行）；二是间接测定法利用一些方法除去氧气，测出剩下的气体体积，减少的即为氧气的体积。这种基于实验原理上的思维分析，调动了学生学习的主动性，满足了学生内部探究需求，促进了思维主动而全面的发展。2.药品选择生成性讨论在明确实验原理的
6、基础上，设计问题情境：根据你所了解的知识，你认为除去氧气的试剂的选择和反应后生成物应该具备什么条件？学生经过讨论分析得出：应该只与空气中的氧气反应，必须将氧气反应完，即药品必须过量，而且最后的生成物不能为气体体积和氧气比较可以忽略。这时，我没有让学生进一步讨论，而是根据学生实际直接给出现有答案并简单评价：方法一用铁和水、氧气的生锈反应。需要较长的时间，不利于课堂演示；方法二用红磷和氧气反应生成五氧化二磷。优点：只与氧气反应，生成物为固体，反应快，缺点：五氧化二磷对人体和环境有害。3.实验步骤生成性讨论设计问题情境：如果让你去完成这个实验，你认为实验的操作应该怎样进行？实验中还应注意什么？学生讨
7、论后很快得出：装置必须密封，即使不能密封，点燃红磷插入操作也要迅速；红磷必须足量；反应后装置必须回复到原始条件，即冷却至室温；实验中要注意环保。伴随着讨论的一步步进行，学生在接触化学的一开始就亲自体会化学实验的严谨之美，而在动手设计实验的过程中，学生思维的严密性、发散性，实验探究能力，都得到锻炼和培养。相应的，在随后实验演示中，学生像观察一个呱呱坠地的新生命一样用期待的目光看着自己设计的实验一步步走向成功，探究成功后喜悦溢于言表。甚至当老师出现些许误差，学生马上群情激昂，对老师的演示进行指正，这种全情投入的学习状态绝不是仅让学生作为一个实验旁观者所能达到的。而最后的知识的生成正是让学生主动地体
8、验探究过程，用科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成，并最终养成终身学习的意识和能力。案例 2.铁冶炼的化学原理的实验教材中实验是：“让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理，判断反应中生成了什么物质”。很多老师在这个实验的教学设计中往往把产物的探究作为重点，本人不敢苟同。姑且不说这个实验中有诸多值得商榷的地方，如生成的能被磁铁吸引的黑色固体可以是氧化亚铁、四氧化三铁等。单就实验的目标，根据学生的认知水平的实际，本人浅见是：氧化还原反应在初中阶段属于拓展部分，因此反应原理（即化学方程式）可以由老师根据得失氧的关系直接讲解。这样既可以回避掉实验中不严密的地方（当然这些知识可以作
9、为探究活动让学生进行课外探究），同时可以将本方程式的配平（初中化学方程式书写的一个难点）及时练习巩固。然后让学生根据实验原理，大胆地进行实验装置和操作的设计，对比实际炼铁的装置和步骤，让学生体会实验设计与实际生产的密切联系。鉴于此，这个实验的教学过程设计为如下几个问题情境，引导学生进行生成性学习。1.根据反应物的状态和反应条件，要想使此反应发生需要哪些仪器，怎样组装？实验装置中要注意什么？2.反应后生成物如何检验？所需药品和仪器有哪些，应怎样连接？3.结合一氧化碳的性质，你认为在加热反应过程中还需要注意哪些问题，怎样在装置和操作中体现出来？4.你有几种方法处理尾气（讨论结果见下图 3、4、5）
10、；实验结束后，操作应怎样进行？图 1 图 2学生在讨论后很快得出实验仪器，装置的连接，实验的注意事项等等见图 1）。此时，我并没有利用课件进行展示，而是让一个美术功底比较好的同学到黑板上按照学生的设计进行板画。伴随着一个个仪器在黑板上逐一显示出来，并按照设计预期巧妙的组合到一起，学生兴趣激昂，学习氛围特别浓厚。当学生的设计图（图 1）完整地在黑板上体现出来后，我进一步引导学生分析：与教材中装置图（图 2）比较，二者有何区别？这样学生大胆分析，类比归纳，找出实验内在规律，拓展了思维空间，进而培养和提升了学生的求异思维，发散思维的能力。整个教学过程，学生思维不断由活跃逐渐进入到深层次的思考，思维的
11、深度和创新意识都得以训练和培养。炼铁实验原理可以说是初中阶段最复杂的实验，步骤繁琐，知识点较多，如不亲力亲为，理解和记忆便比较困难。在整个实验的教学设计中，我以学生现有的知识水平为基点，循序引导，让学生的知识自主生成，整个实验设计全由学生自己讨论、板画，又亲眼见证了自己设计的实验过程一点点地在黑板上展示出来，学生的自信心和成功感油然而生，知识的记忆和体会的深刻与前不可同日而语。知识的生成绝不是单方面的讲解和被动的接受，而是交互意义上的主动构建。“让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。”因此，教师在实验的教学设计中，应根据化学实验的特点，注重学生的亲身体验，引导学生自主进行实验设计和评价，然后探究、分析、比较、归纳，使学生积极主动地获取化学知识，激发学习兴趣，培养创新精神和实践能力。参考文献1 赵礼明.化学实验教学中如何激发学生积极的学习动机J.中学化学教学参考，2012，（4）：12-142 中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准（2011 版）S.北京：北京师范大学出版社，2011
