课后习题开展学生实验培养学生的意识

【摘要】实验性教学是化学学科的一大特点，也是化学课堂教学的重要实施过程。新课标注意开展以素养为本的课堂教学，倡导通过开展多种形式的化学实验探究活动，让学生拥有更多的时间和机会积极主动地参与到实验探究中，亲身体验科学探索的整个过程，体会学习化学的乐趣，从而提高学习化学的兴趣。在实验教学的过程中教师应该正确地充分发挥实验教学的作用和功能，培养学生的实验意识和实验探究意识。

【关键词】课后习题；学生实验；探究意识

一、问题的提出

（一）基于化学课程标准与年报对实验要求的探讨

《义务教育化学课程标准》（2011年版）在教学建议中提到要精心设计科学探究活动，加强实验教学。2020年广州市初中毕业生学业考试试题分析与教学建议中也提到要克服实验教学障碍，培养学生科学探究能力。以上要求可以说是与学科核心素养中提到的实验探究与创新意识是一致的。

（二）基于目前九年级化学实验教学存在的问题分析

1.由于我校属于一所城乡接合部的学校，实验室的条件不好，部分药品和仪器不能得到及时补充，导致有些实验的完成率偏低，学生动手实验的机会也不多，实验技能和动手能力偏弱，脱离了直观性强的化学实验，从而导致学生学习化学的兴趣不高。2.现阶段仍然存有部分教师实验意识和科学探究意识相对比较薄弱、知识结构老化、采用较为传统的“灌输式”教学模式等现象，忽略了对学生知识点的形成过程和课后拓展意识的培养，更谈不上培养学生探究方法和探究能力、实验意识和实验探究意识了。3.在现有实验室条件和教师观念意识的影响下，有部分教师会忽略学生实验，觉得做实验浪费时间，还不如多做两道题，所以学生进入实验室做实验的机会是比较少的，实验能力得不到锻炼，更不要说提高实验探究的能力了。也有个别教师直接用实验视频代替了课堂演示实验或学生实验，不能充分发挥实验教学的育人作用。

（三）基于九年级教材中化学实验素材来源

新课标重视开展以素养为本的教学，倡导开展以化学实验为主的多种探究活动，让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程。人教版九年级化学分为上、下两册[1]，两册教材中的化学实验以教师演示实验、学生分组实验、探究实验为主，课外实验为辅。对于大部分教师来说，基本上都能充分利用好这些实验进行授课，但笔者觉得除了教材中原有的实验外，教师应从教材中发掘素材，设计成探究实验，这样既能锻炼学生的科学探究思维能力、实验动手能力，也能加深他们对该习题的理解。如教材中的一些课后习题（第六单元课题2的课后习题4、第八单元课题2的课后习题7、第八单元课题3的课后习题2、第十一单元课题1的课后习题4等）。

二、“二氧化碳制取的反应原理的探究”的教学设计与实施

（一）教材内容分析

有关气体的制备是历年中考的必考点，考查的内容是气体制取的原理、收集方法、装置的选择与组装、实验条件控制方法等。九年级化学教材中，在第二单元详细介绍了氧气的实验室制取，在第六单元二氧化碳实验室制取的学习是通过学生原有知识的基础上进行探究学习。但是在教材中却是直接地给出了一个关于制取二氧化碳的反应原理，感觉就像硬塞给了学生一样，导致很多学生不能理解为什么制取二氧化碳要用大理石或石灰石与稀盐酸，而不能用碳燃烧等反应。在本课题的课后习题中，就有一道习题是关于制取二氧化碳的反应的探究，所以教师在授课过程中可以充分利该习题介绍二氧化碳反应原理的探究，既能发展学生科学探究的思维，又能增强学生的实验动手能力，还能帮助学生更好地理解二氧化碳制取的反应原理[2-3]。

（二）课程标准中科学探究能力的八要素和布鲁姆的认知理论

《义务教育化学课程标准》（2011年版）课程内容中提道，义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识，认识和理解化学问题的重要实践活动。科学探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流等八要素。教育家布鲁姆的认知领域认为学生对知识的认知层次分为知道、理解、运用、分析、综合和评价六个层次，对于实验室气体的制备，教材中介绍了氧气和二氧化碳的制取，学生的认知过程可归纳如下表。

（三）二氧化碳制取探究的教学设计

环节一：知道、理解。（师生互动）回顾氧气的实验室制取：从制取氧气的反应原理、反应物状态、反应条件、发生装置、收集装置、验满方法和检验方法七个方面回忆氧气的实验室制取，学生完成学案上的表格。通过实验室氧气的制取你能得出实验室制取某种气体的思路和方法吗？设计意图：引导学生确定实验室制取气体的基本思路和方法。环节二：运用、分析。（新授课）【学生活动1】列举你所知道的能生成二氧化碳的反应，然后与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳，并说明理由。师生共同回忆学过的能生成二氧化碳的反应：反应1.碳燃烧：C+O2====点燃CO2。反应2.碳还原氧化铜：C+2CuO====高温2Cu+CO2↑。反应3.蜡烛燃烧：蜡烛+氧气====点燃二氧化碳+水。反应4.碳酸钠与盐酸反应：Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑。设计意图：通过已学内容引导学生讨论实验室制取某种气体的反应原理时要考虑的因素。【学生活动2】分组实验：探究实验室制取二氧化碳的反应原理，学生完成三组对比分组实验，记录现象并分析原因和得到的结论。实验1：碳酸钠和稀盐酸——反应速率过快，不利于收集二氧化碳。实验2：大理石和稀盐酸——反应速率适中，可用于实验室制取二氧化碳。实验3：大理石和稀硫酸——反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在大理石表面，阻止反应的继续进行。综上所述，适合实验室制取二氧化碳的药品是大理石与稀盐酸。设计意图：通过学生分组对比实验确定实验室制取CO2的药品和原理。实验过程中教师引导学生关注实验的反应物状态、反应条件、反应速度等。【学生活动3】参考氧气的制取思路学氧化碳的实验室制取，从反应原理、反应物状态、反应条件、发生装置、收集装置、验满方法和检验方法七个方面归纳总结二氧化碳的实验室制取。设计意图：引导学生通过实验室制取氧气的研究思路，确定学习制取二氧化碳的实验装置，体现了学科知识间的迁移和学习模版的构建对学生类似知学习的作用。【学生活动4】请总结本节课的收获，完成下面的问题。实验室制取气体装置的选取原则：①实验室制取气体确定发生装置时应考虑哪些因素？②确定收集装置时应考虑哪些因素？设计意图：帮助学生巩固实验室制取气体装置选取的原则，有效突破难点。环节三：综合、评价。（当堂检测）练习：实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。（1）实验室用CaCO3和稀盐酸制备CO2的化学方程式为______，能作为发生装置的是______、______（填字母，下同）。（2）加热氯化铵与氢氧化钠的固体混合物制取氨气，应选择的反应发生装置是______。（3）实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时，应选择的反应发生装置是______。

三、二氧化碳制取反应原理实验的探究设计及效果

（一）二氧化碳制取反应原理实验的探究设计

要制取一种气体，首先要考虑它的反应原理，本环节的教学设计是先让学生回顾已学的能生成CO2的反应并分组讨论这些反应能否用于实验室制取CO2，从而得出实验室制取某种气体的反应原理时要考虑的因素；通过三组对比实验（碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石颗粒与稀盐酸、大理石颗粒与稀硫酸）的演示，引导学生关注其反应物状态、反应条件、反应速率等，从而通过实验确定实验室制取二氧化碳的反应原理和最适合药品。

（二）教学效果

与教材中直接把反应原理告诉学生相比，以上设计思路可以更好地让学生进行知识的迁移和归纳，将实验室制取气体的知识点形成一条知识链从而应用到其他气体的制取上，达到学以致用的效果。通过讨论、实验对比等探究式学习，充分让学生认识体会过程性的学习，逐渐形成科学的学习方法和探究意识。

四、教学反思

本节课的教学设计，以CO2的实验室制取为载体，重点在于探究CO2制取的反应原理，整个过程的设计符合教育家布鲁姆的知道、理解、运用、分析、综合和评价六个知识认知层次。充分利用了课后习题进行实验的渗透，既帮助学生更好地理解教材中的知识点，又使学生的实验能力和探究意识得到锻炼[4]。有关该教学设计中的三组对比实验，课后有学生也问道：如果用碳酸钠颗粒或大理石粉末行不行？首先，对同学们的课后反思，教师应当给予充分的肯定，至于行与不行，给出了以下回答：①建议学生上网或去图书馆查阅相关资料，了解碳酸钠的常见状态。②可以设计一个大理石颗粒和大理石粉末分别与稀盐酸反应的对比实验，通过实验事实判断行与不行。学生非常感兴趣，利用课余时间进行了讨论、实验等，发现大理石粉末与稀盐酸的反应速度很快，不利于收集气体。学生通过亲身做实验，不仅解决了之前提出的疑惑，实验设计能力和实验探究意识也再一次得到了锻炼。在后期的教学中，教师应当注重能更合理地将实验教学渗透在教材的各种素材中（如课后习题），有效提高学生的实验意识和探究意识，提升学生的化学核心素养。

【参考文献】

[1]人民教育出版社课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书·化学·九年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]王聃.中学化学实验教学初探[J].科教导刊（电子版），2016（4）：57.

[3]王磊.基于学生核心素养的化学学科能力研究[M].北京：北京师范大学出版社，2018.

[4]郭传恩.初中化学实验教学渗透研究性学习初探[D].济南：山东师范大学，2006.

作者：黄美贞