设计系列化学实验优化化学实验教学的研究和实践

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1、设计系列化学实验优化化学实验教学的研究和实践　摘要在化学实验教学中，结合现代教育理论，探讨了阶梯式、精深式、激趣式和创新式系列化学实验的设计，以支持和促进学生的学习，努力构建一种从实验中连贯建构知识意义的教学过程，提高化学实验教学的有效性。　　关键词教学设计系列化学实验意义建构教学过程有效数字　　　　化学实验是化学教学的重要组成部分。在教学中，化学实验所展示信息有时不够充分，或与学生原有认知经验差异过大，学生难以有效地实现知识的意义建构，只能对教师的讲解进行机械记忆。而机械记忆难以持久，所

2、学知识也难以迁移、运用。为弥补教学的缺失，教师就布置了大量课外练习，学生的课业负担十分繁重，学习效率、学习兴趣下降，成绩逐渐分化。　　为了发挥化学实验的强大功能，使化学实验教学有效促进每个学生的学习，应以教科书为教学资源，对教科书所示实验进行必要的改进、补充、重组，提供更多的有效学习的信息，使化学实验的认知功能最大化，促进学生对教学内容的理解，形成良好的记忆，有效减轻学生过重的学业负担，追求化学实验教学过程最优化［1］。　　1设计阶梯式系列实验，创设有意义的连贯的教学过程　　学生的原有认知

3、经验有时与教学目标存在显著差异，这就需要通过化学实验教学设计缩小这种差异，在学生原有认知经验和教学目标之间设置必要的阶梯，设计系列化学实验，形成适度的学习梯度，帮助学生循序渐进地建构知识的意义。　　如原电池原理的教学，教科书仅仅安排了经典的原电池实验，无论是与学生熟悉的干电池，还是与学生已有的氧化还原反应等相关知识都有较大的差异。为了激活学生拥有的这些认知经验，激发他们发现生活、探究生活的意识，以干电池的拆卸为情境，按照螺旋上升的方式，设计了如下阶梯式系列实验，努力构建一个有意义的连贯的教学过

4、程。　　【实验1】课前拆卸一只锌锰干电池，将锌筒、铜帽、石墨棒、少许黑色填料带回教室，以备实验之用。　　【实验2】向锌筒里加入少许黑色填料，注入适量的水，用导线依次连接锌筒、灵敏电流计、石墨棒，将石墨棒悬于锌筒内，观察实验现象。　　【实验3】向锌筒里注入适量稀硫酸，用导线依次连接锌筒、灵敏电流计、石墨棒，将石墨棒悬于锌筒内，观察实验现象。再将锌筒锤成片状，用导线依次连接锌片、电流计、石墨棒，将两极平行地插入盛有稀硫酸的小烧杯里，观察实验现象。　　【实验4】用导线依次连接锌片、电流计、铜片

5、，向烧杯中加入适量的稀硫酸，将两极平行地插入烧杯里，观察实验现象。用乙醇替换稀硫酸，进行实验并观察现象。　　【实验5】在烧杯两侧分别插入锌片、铜片，加入适量稀硫酸，观察实验现象，并从微观粒子运动的角度提出解释。　　实验1让学生重返过去时光，动手探究曾经冥思过的干电池的结构（几乎每个学生都思考过干电池为何能供电）。实验2让学生在裸露的干电池面前，猜测电流产生的原因（一个不熟悉的化学反应在两极之间形成电子转移而致）。实验3运用熟悉的化学反应，创设便利的观察条件，促使学生对实验现象提出初步的解释，

6、形成原电池的概念。实验4是为便于观察而由师生共同设计的，其目的是引导学生在对干电池结构进行抽象思维之后，形成原电池结构的图式，并用乙醇替换稀硫酸作为该图式的反例。　　教学过程中，系列实验吸引了每个学生，他们思维活跃，在提出问题、猜测、实验、观察、解释之后形成合理的结论。值得注意的是，实验5是引导学生用微观粒子运动的观念分析氧化还原反应，并将其迁移在原电池原理和电极反应的知识建构中。建构的结论有：氧化还原反应有电子转移，原电池外电路的电流是两极间电子通过导线转移所致；锌片表面的锌原子失去电子形成

7、锌离子；溶液中的氢离子受锌离子的作用，不易直接在锌片表面获得电子的，而易于从铜片表面获得电子生成氢气，这比它们直接反应更迅速；原电池的氧化还原反应不是直接发生的，而是分别在两极表面发生的；溶液中有离子定向移动，外电路中有电子定向流动。　　2设计精深式系列实验，创设最大化的最近发展区　　精深是一个心理学名词，是对所学的内容建立更多联系的增加或扩充过程［3］。教科书因篇幅所限，所述实验往往较为简洁，教学中学生对认知对象的关键细节不够清晰，难以形成相应的推论。借鉴精深的教学策略，补充相关的化学实验

8、，构成精深式系列实验，增加支持学生知识建构的实验表象，使学生的最近发展区最大化，便于学生对所学内容的意义作精深加工。同时这些实验信息还会构成局部的信息网络，给回忆提供更多的通路，可导致良好记忆的形成。　　如有机高分子化合物的基本性质的教学，教科书［4］编排的实验有：线型高分子材料燃烧与溶解的实验、车胎制成的橡胶颗粒在汽油中溶胀。学生以分子的热运动、物质的溶解过程为基础，能较好地理解高分子材料的热塑性和线型结构。但对高分子材料的热固性和体型结构的理解较为困难，其原因是学生缺少热固性的相关表象。同