初中化学实验探究分层教学的几点做法及体会

摘要：本文结合教学案例介绍了初中化学中实验探究的分层次教学模式及其取得的良好教学效果。

关键词：实验探究；自主求知；创新

文章编号：1005－6629(2009)05－0028－04中图分类号：G633.8文献标识码：B

“感觉寻求”，是初中学生学习化学的心理特质。实验探究是学生的兴趣、生活经验、感官训练、过程体验、知识学习与迁移、生长与创新为一体的学习方式。从初中生学习化学的心理过程来看，一般为“好奇”(注意与感知)“模仿”(理解与运用)“发现与质疑”(思辨与认知重建)“创新”的过程。随着学习不断深入，学生感知的事物、模仿的对象、质疑的问题、创新的内容有从低到高的层次性，学习活动处在一个动态渐进的过程中。因此，笔者在教学过程中，把实验探究切分为四个层次：①感知性实验探究；②模仿性实验探究；③发现质疑性实验探究；④改进创新性实验探究。为适应不同层次的教学内容和目标，进行渐进有序的学习与训练，培养学生创新思维能力。下面谈几点具体的做法和体会。

1在感知性实验探究中激趣、活思、启疑

感知性实验探究是指对探究对象进行表层次探究，获得一些感性知识和初级技能。达到浅层探究、细微观察、深层思考，以促进学生感悟能力和主动学习的心理强度的目的。人教版，九年级《化学》上册第一、二单元内容中的演示实验，学生的探究都是感知性的，教学目标不高。例如第一单元课题三“走进化学实验室”，教学内容及目标是：认识化学药品标签，学习取用药品、物质加热、仪器洗涤、几种仪器使用等方法。当学生走进化学实验室，看到药品柜的各种试剂，仪器柜中的各种仪器，便不由自主地转动试剂瓶，观察里面的药品是什么样的，掰起各种仪器来，表现出较强的好奇心和探索行为。在按教材内容要求操作时，总是问这问那，急于想知道更多的知识信息。这些表现是初学化学的学生的共同特征，即求知欲的激情性和趋前性。在这种情况下，笔者顺水推舟，引导学生步随神往，突破教材探究内容宽度，将目标由原来认识药品的标签扩展到认识药品物理性状，由学习取用药品、物质加热方法，扩展到对将要学习的几种物质(试剂)，如取用一些物质并加热，观察它们的物理、化学现象，来更好激发学生兴趣，活跃思维，启发思考和质疑。探究内容如下表1：

“百闻不如一见”，百见不如学生动手实验。

学生通过感知性实验探究，不仅满足了好奇心、求知欲，而且从第一次“走进化学实验室”就体验到了化学科学的神奇，丰富了感知。在探究中，学生不仅掌握了药品取用、物质加热、仪器洗涤方法和几种仪器操作方法，而且对今后要学习到的几种单质，酸、碱、盐的物理特性有所感知，不同的物质有不同的性状，也有相似的特性。同时，有的学生对几种物质在酒精灯上加热，在水中溶解变化现象提出了质疑。学生观察力、思维能力得到了一定程度激活，为后续学习物质性质、用途做了感知铺垫。把学生的认知一开始就逼近对化学科学研究的对象与本质上。

学生感知越丰富，越真实，在头脑中形成的表象就越清晰，这有利于学生思维发展，有利于掌握知识。教学中，教师要保护学生“感觉寻求”心理要求和兴趣，为学生充分提供感知材料和实验仪器，让学生在感知性实验探究中，学习观察，比较认识物质的方法，去思考问题，去体验过程，发展学生原认知力。

2在模仿性实验探究中拓展、迁移、创新

模仿性实验探究是在已习得的演示、验证性实验知识方法基础上，在明确了探究对象相关性质、原理之后，进行内容的拓展变换、操作方法的改进、知识运用的迁移、创新的探究。

教学目的是把学生置于创新性学习活动中去。不仅是摹其样，而且是探其新，实现知识与经验整合重建，形成新认识结构，使学习更有意义。

例如：当学生学习“一氧化碳”性质实验时(教材第六单元、第三课题)，CO的制取原理和收集方法教材中没有设置。CO性质实验时，CO是由教师事先准备的，上课时，总有学生提出CO是用什么制取的？发生装置是什么？怎样收集之类的疑惑。每当学生问这些时，笔者反问学生，制取纯净的CO其操作比制取氧气、二氧化碳复杂得多，你们真想去做吗？“去做”！学生欢呼雀跃。此时，笔者突破传统教法的定势，把CO的制取，收集设计成一个模仿性实验探究内容，让学生去制取收集CO并进行性质实验。教师给出阅读材料：CO的制取药品是草酸H2C2O4(或甲酸HCOOH)，用浓H2SO4混合脱水制取，其反应原理

H2CO4H2O+CO+CO2。

请你设计一个制取CO的方案，并证明生成物中除CO外，还有水蒸气和CO2气体，且将两种气体除去，得到较纯净的CO气体。(提示：参照O2、H2、CO2制取、收集装置，设计发生装置和收集装置。根据水、CO2相关性质，选择适宜的试剂和装置，验证并除去水蒸气和CO2)。任务布置后，起初同学们感到茫然无措，因为老师没有做演示实验，教材中也没有图示参考，经过同学们讨论，动手试验，很快设计出了多种方案，进行比较后，选择了其中最佳的方案，如下图表2：

此种设计的思维难度还是比较大的，学生既要根据反应物状态、反应条件设计CO气体发生装置，还要考虑反应可控制；验证、除去H2O、CO2气体，既要根据气体性质选用试剂，又要考虑气体便于贮藏和使用来选择装置。它是一个知识、方法综合应用并创新的探究，在探究中进行了思维发散、思辨、聚敛思考，锻炼了创新思维能力。对知识原理的理解和应用层次更加深化。

学生模仿能力越强，其知识方法选用、迁移、创新能力就越强。教学中，教师要保护好学生探究积极性，因势利导，创造条件，让学生多做模仿实验，主动去获得新知识、新方法，去提高解决问题的能力。

3在发现质疑性探究中，释疑知新

发现质疑性探究，是学生在对一个具体对象探究时，发现了新问题，提出质疑后而对问题进行再探究，达到释疑知新的目的。

例如：当学生学习教材第八单元课题3中对“金属腐蚀和防护探究”时，学生按教材提示能很容易得到金属腐蚀的两个条件，即水和氧气，以及相应防护措施。学生在实验中，有的学生发现自己实验现象与教材并不一致，如植物油中浸泡的铁钉变色发黑，提出：“是否植物油中有使铁钉腐蚀的物质”？还有学生质疑：“为什么用刀片削水果后几分钟，刀片就变色了，这可能不是水和空气的作用”。还有的学生提出：“为什么我家里埋在地下的水管比上部的腐蚀的还快”？“为什么铝锅易腐蚀料穿，而铝合金门窗锈得慢……”？同学们的质疑，拓宽了探究思路，针对学生在探究中和生活中观察到的一些金属腐蚀的现象和质疑，笔者引导学生对常见金属铁、铝、铜、锌腐蚀条件及防护进行了拓展性探究，预设的腐蚀物质从空气、水扩展到用水果汁、动物血液、酸、碱、盐土壤液、尿液……等，进行了对比实验。

同学们在探究中发现，这些物质都能使金属发生不同程度的腐蚀，在同一环境条件下，不同的金属腐蚀程度不同，速度也不尽相同。针对不同的金属，不同的腐蚀环境条件，提出了许多独到的防护措施和方法。不仅如此，提出的新质疑已涉及到铁、铝、铜、锌、酸、碱、盐各类物质的结构，性质及应用等更深层的探究问题，学生对金属腐蚀的化学原理理解，超出了教材的既定目标。

“疑者，觉悟之机也，大疑则大悟，小疑则小悟”(明朝陈献章语)。只有质疑，思维才会发散，才能产生认知冲突，才能激活创新思维。把感知的新内容与已有的知识经验结合起来，对其知识结构进行调整重构，方能全面准确应用知识。教学中，教师要从学生“最近发展区”引入，进入新的探究对象。要避免“同质思维”，创造一种和谐环境，鼓励学生质疑问难，对质疑的问题再探究，推动学生基础知识与问题知识矛盾运动，获得新悟、新知、真知。

4在创新性实验探究中，学、创一体，提高创新能力

创新性实验探究，是教师在教学中，抓住学生在探究活动中闪现的创造灵感契机，让学生进行的实验设计，操作方法，仪器改进等方面的创新活动，帮助学生实现创造性地加工知识、经验、信息，形成有价值的创造性思维成果。

下面举几个成功例证：

(1)当学生学习了教材第六至七单元CO2制取原理、性质、用途后，为学生设计了一个应用知识的创新探究：自制CO2灭火剂、灭火器。在活动开始之前，教师为学生提供了多种仪器和药品，便于学生探究创新。活动过程是：①学生谈见过的灭火场景(创设情境)；②教师展示常见的几种CO2灭火器，介绍它们的结构原理、使用方法(启发创新)；③学生讨论常见几种灭火器优缺点(打开创新思路)；④讨论方案并动手试验。探究的结果令人兴奋，有的学生设计出了“灭火手榴弹”，有的学生设计出了“救火手球”……其中“背伏式长管喷头可控灭火器”获得国家技术专利。

(2)当学生学习了第七单元物质燃烧条件以及化学反应中的能量变化之后，进行了“燃烧改进”的创新活动。让学生去调查研究农户柴禾灶，各种样式的煤炉，各种不同的火锅炉等结构，进行测量试烧，测定能量效率，分析结果，找出优缺点，进行设计创新。学生设计出了炉堂螺旋回烟道新型节能柴禾灶，防污染煤炉……其中“多管孔安全卫生酒精炉”已获得技术专利证书。

(3)学生在做水净化实验时(第三单元第三课题)，不慎打破了一个水冷凝器排水管，致使整件仪器报废。当笔者追查打破原因时，一个学生说“这仪器设计不合理！”咋听起来，似乎学生说得有点荒唐。但笔者下意识到一个新的创造将会出现。当即问：“你认为那点不合理，怎样做才算合理在(科学)？”他讲了理由。一个“可拆卸多用冷凝器”装置诞生了(已获胜者国家科协奖励)。诸如此类的创新事例不胜枚举。

创新性学习心理是学生学习的不竭动力，每个学生都有创造欲望。学而不化，因循守旧，是学生创造力发展的桎梏。学习，是为创造做准备，知识的应用创新是学习的终极目的。教师要充分利用教材资源，鼓励学生用批评的眼光审视、解剖旧事物，独立思考，发现和提出有创新价值的化学问题。培养学生的慧性、灵性，让智慧火花、创新思维萌动、生长、孕育出新成果。

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