摘要   化學實驗是獲取化學知識的重要手段，其學習過程是培養學生主動學習行為提高學習能力的良好載體。通過化學實驗轉變學生學習方式和教師教學行為達到激發學生學習興趣，形成學生探究性學習方式，培養學生自主學習能力，從而有力地推動化學課堂有效教學，落實新課程 “以學生發展為本” 的思想。
關鍵詞   有效教學  化學實驗  新課程
 
 “有效教學”理念源于西方的教學科學化運動，其核心就是教學中的效能問題，“有效”是指學生在接受教師的教學后獲得的提高，“教學”是指教師進行的促進學生學習的行為，都主要通過課堂教學完成。從新課程 “以學生發展為本” 的思想出發結合“有效教學”理念的化學課堂有效教學不僅要求學生學會化學知識，更要求學生通過學習過程培養創新意識和學會學習的能力，滿足從學生終身學習和社會發展的需要。
 如何推動化學課堂有效教學？毋庸置疑，化學實驗是一個很好的載體：它既是學生獲取化學知識、進行知識創新的重要手段，又是學生進行科學探究促進科學思維、提高科學素養的主要方式，還是學生最喜歡的化學內容和學習方式，有利于激發學生學習興趣，它對全面落實化學課程目標具有重要作用。但是通過調查發現，學生初學時對化學實驗充滿好奇和向往，隨著教學延伸學生漸漸對化學實驗失去興趣，到后來部分學生發展成對實驗的恐懼。究其原因：一是在傳統教學中初中化學實驗多是驗證性質的實驗，忽視學生主動探究的主體意識，接受式的學習方式使學生漸漸失去學習興趣。二是教師在教學上以演示實驗為主，剝奪了學生親身體驗、實踐的過程，不利于培養學生在知識形成過程中質疑、探究能力和養成科學方法等方面的意義，嚴重影響學生的學習質量。三是個別教師甚至將化學實驗異化為“紙上談兵”式的實驗題，“唯分數論”導致“背實驗”的極端情況出現，這種做法使化學實驗淪為知識灌輸的附庸和點綴，學生產生厭煩情緒。
 二期課改初中化學新教材在化學實驗方面有很多改進，不但增加了實驗的比例，而且實驗形式多樣以探究性試驗為主，這為化學實驗教學提供了良好的素材。但是真正讓化學實驗推動課堂有效教學，還需要一線教師通過改變教與學的方式進行實踐研究。
 一、關注學習基礎，激發學生認知內驅力。
 建構主義認為：學習就是基于學生的問題和探索，學生原有的認知結構是構建新知識的基礎。化學實驗中最吸引學生的是明顯的實驗現象，但是這種注意力并不是學習興趣，只是學生的“無意注意”，如果不能及時轉化為學習需求很快就會消失，只有教師因勢利導地將實驗現象和學生的生活經驗、知識積累、價值取向等設計成化學實驗背景聯系在一起形成“最近發展區” ，激發學生對變化本質的探究的強烈動機，從而使化學學習的對象和任務從學生的間接需要變成直接需要，才能激發學生真正的學習興趣，產生認知內驅力。
 1、生活背景
 “知識回歸生活”是課堂教學的主旋律，化學知識源于生活，新課程已將化學知識生活化。教師根據教學內容選擇合適的化學實驗再結合有關生活經驗，讓枯燥的化學知識內容轉化為生活內容引導學生的主動獲取。例如，緒言課上的“魔術表演”。我將教學書上的演示實驗設計成了兩個魔術：“清水變牛奶（二氧化碳吹入石灰水）”，“一杯毒酒（把稀鹽酸倒在水泥地上）”，作為第一節化學課的開始。果然“魔術表演”極大地吸引了學生注意，迫切想破解謎團，此時我說明這些現象都是由物質的變化引起的，自然激發學生對化學的濃厚興趣為今后教學打下了良好的基礎。
 2、文學背景
 將化學實驗設計出一定的文學背景，文理結合不僅使學生產生新鮮感而且獲得豐富的感性材料。例如，在學習分子性質和指示劑顏色變化時我為分子在不斷運動實驗設計了“春風一度紅梅開（氨水使酚酞變紅）”的意境，浪漫的詩句使指示劑顏色變化不再需要機械背誦；又如，在復習石蕊試劑在酸性、堿性溶液中變色時，我要求學生用石蕊溶液、氫氧化鈉溶液和稀硫酸在宣紙上畫一幅“雨落葉出紅花開”，這種實驗復習形式學生感到別開生面，積極思考設計方案，教學效果極好。
 3、人文背景
 從民族自豪感、歷史軼聞、化學史等出發引出化學實驗，例如，從林則徐虎門銷煙為將收繳來的鴉片徹底銷毀苦思冥想引出氧化鈣溶于水放熱的實驗；又如，從侯氏制堿法誕生的時代背景引出化學反應等不僅僅是激發學習興趣落實化學知識，更是進行情感態度和價值觀、科學的態度等方面最好的載體。
 化學實驗設計呈現背景，學生從已有的知識和經驗中產生新的問題，有助于激發學生產生認知內驅力積極主動地透過現象去思考變化的本質，在探索解決問題的過程中進行有效學習。
 二、重視教學設計，鼓勵學生探究創造
 1、問題式教學
  問題式教學是教師把教學內容設計成引導學生提出問題或者是制造需要解決的矛盾，引導學生圍繞問題和矛盾積極思考、主動探究，通過知識再發現的過程和方法使學生學會學習，掌握知識。問題式教學的一般過程：提出問題→解決方案→歸納總結→反思質疑。通過化學實驗可以將問題情景真實地展現在學生面前，讓學生主動發現問題，積極思考解決方案然后再次通過實驗自我驗證，最后的反思質疑的效果更佳。
 例如：《制取氧氣》中我首先用對比試驗（木條在空氣中/氧氣中燃燒）引入，讓學生認識氧氣的助燃性，體驗純凈的氧氣對人類的重要性，引出制取氧氣。
 然后演示氯酸鉀在二氧化錳催化下加熱制氧氣的實驗過程，請學生自主提問，即興回答，討論反思，陸續歸納出實驗室氯酸鉀制取氧氣的順序、注意事項、儀器選擇等。但學生對二氧化錳的催化作用不甚理解，還質疑二氧化錳加熱后是否會產生氧氣？學生討論分析后認為關鍵是加快反應速率并提出可以做對比實驗證明，于是我和學生一起設計三組對比實驗：氯酸鉀加熱 二氧化錳加熱 氯酸鉀和二氧化錳混合加熱，實驗結果有效地解決了前面的問題，但學生反思后又提出：中白色說明產物氯化鉀是白的，說明二氧化錳加熱不反應，結合的實驗結果是否可以推論反應后試管內黑色殘留物是氯化鉀和二氧化錳？而且二氧化錳質量是否應該不變？…
 問題式教學通過知識問題化的處理，將知識傳授的過程轉化為一個個環環相扣的問題，一個問題的解決同時生成另一個新問題，使學生的思維不斷受到激發處于活躍狀態，化學實驗讓他們進一步體驗、參與、感悟學習過程，教師站在學生背后調控課堂，使課堂松而不散有效教學。
 2、支架式教學
 “支架式教學”應當為學習者建構對知識的理解提供一種概念框架，學習應該充分調動學生原有的學習基礎形成新知識生長的支架，通過舊知識的遷移達到新知識的構建。以通過化學實驗學習知識為例，可以將探究實驗和驗證試驗相結合。
  例如：在《酸的性質》一課中，（1）設計生活背景鐵生銹了該如何除銹？引出工業上一般用酸洗。（2）探究實驗：將帶銹鐵釘放入足量鹽酸中。（3）觀察現象探究反應的生產物是什么？說明鹽酸有哪種化學性質。（4）思考氧化銅和鹽酸能反應嗎？（5）實驗驗證。（6）鹽酸換稀硫酸反應還能進行嗎？（7）實驗驗證（8）歸納酸的性質。
    3、實驗“意外”教學
 “意外教學” 充分尊重學生的主體地位，愛護他們的好奇心和自尊心，鼓勵學生積極思考、主動思維，培養了學生嚴謹的科學態度，發現問題的能力，而以學生為中心的課堂也必然是有效的。
 例如：完成演示實驗“CO2和NaOH溶液反應”后，進一步思考能否根據實驗原理用更簡單的裝置驗證？我原本打算在塑料瓶中進行實驗，讓學生觀察到塑料瓶“內凹變癟”的現象，沒想到，一個學生竟然拿出鋁制的易拉罐。雖然和我的預計不同，但我就因勢利導用鋁罐進行實驗，果然反應一段時間后易拉罐先“內凹變癟”，學生都覺得理所當然；但是接著“癟了的罐重新鼓起來”學生大吃一驚，這打破了學生原有的思維定勢，情緒一下激動起來，為什么呢？當即學生分析物質發生變化時，只從加入的物質來考慮，“癟了的罐重新鼓起來”一定是生成氣體，進一步考慮到容器“鋁”與氫氧化鈉溶液或CO2也會可能發生反應？于是我就將問題作為拓展內容，讓有興趣的同學回家自己查閱資料，事后發現竟然一半以上同學通過各種途徑學習了鋁的性質。事后，學生們歸納出實驗心得：反應的容器不能和反應物反應，以免產生干擾實驗，實驗現象不能想當然，一定要仔細觀察。
三、轉變學習方式，培養學生學習能力。
 新的化學課程發揮學科優勢，將科學探究作為課程改革的突破口，科學探究是一種重要的學習方式，對發展學生的科學素養具有不可替代的作用。學生在進行科學探究活動中，可以從化學實驗引出問題，也可以通過化學實驗驗證假設，還可以根據化學實驗得出結論…這需要學生轉變學習方式，具有多種學習能力。
 1、形成學生的觀察能力
 化學研究的對象是物質，物質的變化是復雜多樣的，這要求學生有良好的觀察能力才能獲得全面和正確的感性認識，為后面的分析、綜合、結論提供正確的素材。培養學生良好的觀察能力：
 首先觀察的目的性要明確。例如鎂帶在空氣中燃燒，學生被那耀眼白光吸引，興高采烈地“看熱鬧”，過后一無所知。
 其次觀察的過程要全面（可以分反應前、反應中和反應后）。例如學生在收集氧氣時，只注意到向上排空氣法時，瓶口要向上，往往忽視導管應伸至接近集氣瓶底部，又如鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，學生一看到“火星四射”的現象就興奮不已，全然忽視了觀察反應前反應后生成的黑色固體。
 最后觀察的表述要正確。例如學生表述實驗現象時往往把現象和結論混為一談，鋅粒中加入鹽酸時的現象，往往回答是“生成氫氣”而不能準確描述為“鋅粒表面產生小氣泡，有氣泡逸出，放熱”。
 觀察能力越得到提高，就越能發現和提出問題，為接下來的思考和探究提供更多第一手素材，促進學生自主學習。
 2、提高學生的合作能力
 隨著化學探究性實驗比例的上升，小組合作學習顯得愈來愈重要，這是因為在合作探究過程中組員互相配合、共同提高，各小組間信息共享、辯論交流，既節約實驗時間（同問題下可能會有不同實驗方案，可分組完成），學生又可以得到更多收獲，是一種高效的學習方式。
 例如，在《制取二氧化碳》一課中，學生在實驗室制取氧氣的思路和方法指導下，全班分組討論實驗室制取二氧化碳的制取裝置，方案經過篩選后，同學們選擇不同的實驗裝置分組實驗，結果實驗過程中出現種種問題：
 （1）選大理石的和稀硫酸的學生組沒有收到二氧化碳，他們開始時還有氣泡產生但是很快就沒有了，他們以為硫酸不足就再加但是還是不反應。
 （2）用長頸漏斗添加稀鹽酸的實驗組也沒有收到二氧化碳，他們看到錐形瓶中產生大量氣泡，但是集氣瓶口的木條就是不熄滅后來他們急了將點燃的木條伸進去也沒滅，再將導管伸入石灰水才發現根本沒有氣泡出來。
 （3）用碳酸鈣粉末和稀鹽酸的實驗組發現產生大量泡沫，結果泡沫從長頸漏斗和導管口涌出，最后集氣瓶中留有很多液體。
 不同的實驗結果激發了學生的探究欲望，學生們通過和成功的實驗組比較、反思、討論和教師指點解決了以上問題。學生體驗到合作學習對擴大思維廣度，提高學習效率有很大幫助，獲得良好的教學效果。
 3、培養學生的反思能力
 在教學中發現學生往往是重復犯錯，這與學生的反思意識不強分不開。養成良好的反思習慣就對能對學習過程和結果中產生的問題中進行第二次精加工，加深理解降低錯誤的重復性，提高學習的效果。在化學實驗探究過程中，學生有較大的獨立性，培養學生反思意識有助于養成實事求是科學嚴謹的學習態度和習慣，有意識地引導學生對反思實驗過程中的各種現象、結果，有利用培養學生科學思維能力。
 例如，“測定空氣中氧氣含量”探究實驗：用一個大碗盛半碗水，取一小段蠟燭固定在小木塊上，使之浮于水面，用一個玻璃杯，按容積分成五等分，標上刻度，點燃蠟燭后，立即將杯子倒扣在蠟燭上，杯沿剛剛沒入水面封閉，在蠟燭逐漸熄滅并冷卻后，可觀察到水進入杯內，但明顯達不到1/5，和書本知識的差異使學生產生疑問，反思實驗結果誤差的多種原因，學生可以深刻理解實驗原理幫助學生學會思考。
 教師在課堂教學中對適合的教學內容盡量設計運用實驗解決問題，在實驗過程中教師要敢于放手讓學生親身體驗動手操作、問題分析、思考討論等真實的自主學習過程，通過開始引導學生觀察化學實驗現象，到幫助學生學會思考、分析、揭示事物的內在本質，最后達到學生學會運用化學實驗，使之成為認識學習對象的本質和規律的有效手段，實現學生學習方式的轉變，提高學生學習能力和素養，從而讓化學實驗有力地推動化學課堂有效教學，落實“以學生發展為本”的教學理念。

參考資料
1、《中學化學研究性學習的研究和實踐》主編：施其康
2、《中學化學教學技術指導》主編：張長江
3、《初中化學新教材教學的研究》主編：吳崢