《走进化学实验室》教学设计与评析获奖科研报告

《走进化学实验室》教学设计与评析获奖科研报告

化学实验；教学设计；实验安全；实验启蒙；实验仪器

一、教学设计思路

作为化学课程在实验主题的启蒙章节，常规教学需要一一呈现各种仪器的具体操作细节并强调注意事项，知识琐碎易使学生拘泥于机械的识记而不能在实际操作中灵活运用，局限在实验室中的操作学习也容易导致学生不能充分认识到该主题的意义从而趣味索然。如何设计实验学习中的情境和主线？如何彰显化学实验的安全和应用理念？如何引导学生体验化学实验的本质和学习意义？是我们试图创新的角度。而将两个课时连上，尝试以完整的实验学习思维呈现，强化学习的体系，也是我们的一个创新。

安全问题是化学实验教学首要关注问题。在《2011年义务教育化学课程标准》中的“科学探究”模块，增加了“化学实验应高度关注安全问题，避免环境污染”作为基本的实验要求，明确了新课程新教材应强化实验安全教育的必要性和重要性。另外开辟实验安全小贴士分布在上下册共十二处，以“注意”字眼时刻提示师生对具体特定的实验操作注意可能出现的危险和污染，而集中指南体现在本课题中，以资料卡片形式强调的化学药品取用规则，以正文插图形式展现常用危险化学品标志，但是在实际教学中大多数化学教师没有充分认识到实验安全教育的重要性和必要性，安全知识教学往往流于形式，只限于简单的资料介绍。我们从家居日化用品、厨房用品等入手，分别整理出这四类特征的物品，并讨论生活中的使用注意点。在化学启蒙阶段，给予充分的机会给学生认识身边的化学世界，既是激发学习兴趣的重要手段，也是科学开展化学安全教育的有益补充。

常规的“走进化学实验室”教学设计局限于实验仪器使用注意事项的灌输，缺少学生的亲身体验，缺乏对实验意义的体验。学生容易从初学化学开始就陷入记忆仪器名称、背诵操作步骤的怪圈。我们的教学设计试图从仪器的构造角度以及学科的角度呈现化学实验仪器的应用依据，从实验细节剖析实验安全的重要性，突出本节内容在化学学习体系中的重要地位；引入化学相关新闻素材实现实验课的情境教学；另外，将实验室中的操作与生活中具体行为进行类比，引导学生将已有的生活经验迁移到化学学习中来，体现化学学习回归生活世界的必要性和重要性。回归学科却不拘泥于繁难，联系生活却不浅薄于科普，追寻科学本质，实现的三维目标统一，在这样的化学实验启蒙课中是非常值得推究的。

二、教学目标

（一）知识与技能

（1）认识常用的化学仪器，知道药品的取用规则，初步学会药品的取用方法；

（2）初步学会全面观察实验的方法，能客观描述和记录实验现象；

（二）过程与方法

（3）结合药品的加热、仪器的洗涤等基本操作练习，总结实化学验操作的特点；

（4）了解化学实验安全规则，初步养成良好的实验习惯；

（三）情感·态度·价值观

（5）认识化学实验是进行科学探究的重要手段，感受严谨的科学态度、正确的实验原理和操作方法是实验成功的关键。

（6）初步形成化学实验安全意识。

三、教学过程方案

（一）开门见山，强调实验重要性

[教师提问]结合生活经验谈谈：（1）家里有哪些化学用品？你们是怎么使用的？（2）有多少种煮沸开水的方法？（3）如何除去水壶中的水垢或茶杯里的茶垢？（4）你或家长是如何洗碗的？

[学生]讨论、回答。

[教师过渡]生活中的很多操作都用到化学知识以及化学中的相关实验操作，在化学实验室中这些操作都有专门的仪器和操作名称。

设计意图：化学离不开生活，所以从学生熟悉的生活经验引入，不仅突出生活中处处有化学实验的影子，同时强调实验对生活的重要性，让学生初步形成“化学是一门以实验为基础的科学”的观念。

（二）生活视角关注安全

[师生互动]家庭和实验室中分别有哪些易燃、易爆？教师和学生共同填写表1的前半部分。

[教师小结]这些易燃品在使用的过程中应远离火源，以免发生伤害！由于化学药品的腐蚀性和毒性，在实验室做实验的过程中，需要戴好护目镜、手套、穿好实验服。

[教师提问]家里下水管道有没有堵塞经历，一般有哪些方法让管道疏通？

[学生]思考。（主要是物理途径）

[实验演示]展示管道疏通剂的商品，指出具有腐蚀性。

[教师追问]清洁厕所可以用什么日化用品？是否可以和管道疏通剂混用呢？

[教师实验]取四根试管，两根装有铁片，两根试管装有毛发油脂，然后每种情况分别滴加盐酸（或洁厕灵）和氢氧化钠（或液态管道疏通剂）溶液，请学生观察现象

[教师小结]（1）生活中和实验室里都有很多物质都具有腐蚀性；（2）不同化学药品腐蚀对象、腐蚀效果各异；（3）化学药品的腐蚀性需要使用时注意其安全性；（4）腐蚀性也可以加以应用，造福生活。

[教师过渡]举例说明滥用日化用品可能造成的有毒物质。完成表1的后半部分。

设计意图：中学生以及社会大众往往局限地认为只有化学实验室的药品是危险的，所以油然而生的畏惧心理不利于他们对化学知识的学习和理解。所以这个环节从生活中的用品入手，指出其危险性，说明不止化学实验室才有这些安全问题，生活中同样处处需要留心；另一方面也说明只有学习化学，理解化学，才能科学、辩证地看待这些危险，才能在生活中趋利避害。这才是化学实验安全教育的意义所在。安全问题是化学实验教学的首要问题，但是简单的规则说教比不上鲜活的案例，平铺直叙的灌输比不上学生自己的生活体验回忆。从身边的安全问题过渡到实验室中的安全，并非想单纯展现化学药品的潜在危险，而是试图引导学生认识到生活中的安全问题同样存在，而且需要用化学知识去解决，学习化学有利于我们趋利避害。在实验学习中体现由生活走向化学，化学为生活服务的思想，实现知识的迁移，使学生从另一个角度认识化学学习意义，增强学习主观能动性。（三）体验药品的存放及取用规则

[教师提问]思考家里的厨房中存储白糖、食盐、碱面、酒以及醋的容器有何不同？为什么？（见图1和2）

[学生体验]1.用宽口瓶喝水；2.用细口径瓶取固体

[教师小结]对学生的操作进行补充纠正，并总结固体药品存、取、放的知识图（见图3）

[学生]演示液体药品的取用。

[教师小结]对学生的操作进行补充纠正，并总结液体药品存、取、放的知识图（见图4）。

[教师过渡]那么对于一定量地液体药品如何取用呢？既然是一定量的液体需要用到什么仪器？为什么量筒要做成现在这个形状：底座的目的是什么？为什么将量筒做得细长且均匀？能否用量筒来加热？量筒怎么读数？

[学生]思考回答。

[教师讲解]请每位同学用桌子上的量筒量取5ml的水，量取三次，分别平视、仰视、俯视量取，记录三次量取的结果（见表2）。

[教师讲解]另外在量筒中加入一定量的水进行读数，分别平视、仰视、俯视读数，记录三次读数的结果（见表2）。

[学生实验]量筒使用。

设计意图：应用生活类比和迁移，仪器设计的技术原理和对比正误方法的体验学习等多种形式，帮助学生理解化学实验，而不是简单罗列种种条目去强迫机械记忆。

（四）液体药品的加热

[教师过渡]生活中有哪些可以用来加热的方法？

[教师提问]你想探究酒精灯的哪些问题？例如：酒精灯火焰哪一层温度最高？酒精燃烧产生什么？熄灭酒精灯有什么方法？用酒精灯怎么加热液体？

[学生]分成小组讨论，并利用实验器材合作完成探究。

[教师讲解]酒精灯的使用注意事项，并总结（见图5）。

[学生讨论]（1）加热时试管内的液体的量应为多少？（2）能否用手拿试管？（3）如何用酒精灯加热？（4）能否直接加热？（5）如果试管外壁有水的话，能否不擦干直接加热？为什么？（5）加热试管里的液体时，能否将试管口对着人？为什么？（6）将液体加热至沸腾的试管，能否立即用冷水冲洗？为什么？

[教师讲解]给液体加热时的注意事项（见图6）。

[小组合作]利用所给器材（酒精灯、试管、试管夹、水）进行给液体加热的操作。

设计意图：再次突出生活体验作为联系学生前概念和新认知的桥梁。介绍实验室中加热方法以及酒精灯的使用注意事项时，在安全性保障前提下，教师可以做适当的错误演示，展现一定不良后果给予学生警示，这也是一种突出实验安全的重要途径。由于学生在其他学科实验中多少对本环节操作有所接触，所以采取小组合作探究和讨论的方式，以期学生对酒精灯加热操作有更加深入的了解。

（五）仪器认识及使用

1.仪器的连接

[教师提问]：为什么要连接仪器？怎么连接仪器？连接仪器不当可能会造成怎样的后果？

[学生实验]仪器的连接和气密性检查。教师对学生实验过程中出现的问题进行指导。

设计意图：强化学生对仪器连接重要性的认识，再次将生活与实验室的注意事项紧密联系。

2.仪器的清洗体验

[教师过渡]生活中用完的碗、锅、杯子、茶壶等需要及时洗净，我们刚刚使用的实验仪器也需要及时洗净。

[学生实验]让不同组同学采用不同程度的清洗，然后比较清洁的标准差异。

[教师讲解]强调清洗实验仪器的相关规则。

设计意图：“既不聚成水滴，也不成股流下”仅仅成为很多学校同学只会背诵和在考试中填写的“洁净要求”，很多一线教师在教学实践中也并不能展现这一符合要求的试管，所以这一环节往往只是纸上谈兵的摆设。将这个机会还给学生体验，分组开展清洗实践，清洗时间、清洗力度和仔细程度各有差异，学生在过程中会发现什么叫“聚成水滴”、什么才是“成股流下”；而只有用心清洗之后，方能真正体验到这一清洁标准。

3.仪器的分类

[学生活动]对本节课所用的仪器进行分类，并说出分类依据。

[教师总结]举一种仪器分类的方法，如：仪器加热类型的分类（见图7）。其他分类方法由学生课后讨论完成。

设计意图：作为本课的小结，从另一角度重新审视化学实验的载体——仪器，在整理分类过程中初步建构分类观——本应在具体物质学习过程中才接触