中学化学实验“对分”教学模式的实践思考

【摘要】实验是化学的灵魂，是激发学生学习兴趣的主要源泉。为有效提高中学化学实验教学质量，就必须探索、改进化学实验教学模式。文章针对中学化学实验教学现状，思考并实践“对分”教学模式下中学化学实验教学改革之路，结合复旦大学理论指导和相关实践案例，提出课前预习、课内学习、课后反思的教学模式，以期丰富中学化学实验教学的多样性，提高化学实验教学效率。

【关键词】中学化学；实验；对分教学模式；“碱的变质”

【中图分类号】G633.8【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）01—0075—04

为了提高学生的化学学科素养，探索、改进课堂教学模式成为教师新的教研方向。复旦大学张新学教授首次提出的“对分”教学模式下强调学生学习的自主性和教学过程的互动性，有助于提高学生的综合能力[1]。下面，笔者将结合一线教学经历，谈一点对核心素养背景下中学化学实验“对分”教学模式的思考。

一、中学化学实验教学中存在的问题

1.重教师演示，轻学生参与。在化学实验教学中，教师往往过分强调学生对化学基础知识的掌握，而忽略学生动手操作能力和观察能力的培养，实验主要通过教师演示或多媒体展示的方式进行，有的教师甚至采用向学生描述实验现象和结果的方式教学，没有给学生亲手操作和认真观察的机会，学生也只有在中考实验考试前的短短几天时间可以自己动手操作，从而导致学生对化学知识的理解不够全面[1]。

2.重结果，轻过程。化学实验本身就是一个探索的过程，教师在进行化学实验教学时忽视了学生对化学实验过程的感悟，直接告知学生实验的正常现象与结果[2]。然而实验的结果与实验的条件与操作等因素息息相关，这些需要学生在化学实验探索中才能发现。这种实验教学模式不利于培养学生的探索精神。

3.重定性分析，轻定量研究。定量化实验是化学实验发展的趋势，但是由于受实验仪器、设备和药品上的种种限制，定量化实验的实践之路比较艰难，单一的定性分析不利于培养学生科学、严谨的实验态度[3]。

二、“对分”教学模式的概念

2014年复旦大学张新学教授提出了一种课堂教学新模式——对分课堂。对分课堂将课堂教学时间分为教师讲授、内化吸收、讨论等三个过程[4]。教师主要讲授知识框架、重点和难点，学生课后进行个性化学习，从而对知识内化吸收，课堂上再进行分组讨论和教师答疑[5]。对分课堂的理念是强调学生学习的自主性和教学过程的互动性，在教师讲授的基础上，学生主动思考，自主学习，学思结合[6]。这种教学模式的核心在于从“以教师为主”转化为“以学生为主”，符合“注重学生自主发展，提高个人修养，全面推进素质教育”的新课改指导思想。

笔者认为，结合“对分”教学模式的理论指导和实践案例，笔者所在学校对该教学模式的实践可以分为以下三个部分：

1.课前预习。教师在学期初给学生发送本学期所有实验的视频作为课前预习的资料。视频可以是教师自制的，也可以来自网络。学生在实验前对教材内容及视频资料进行预习，对实验过程有了最直观了解。同时，针对教师在视频中提出的启发性问题，学生可以在观看视频的过程中找到答案，从而提高学生思考问题和解决问题的能力。学生通过观看实验视频，结合课本内容，撰写预习报告。预习报告内容包括“亮考帮”。首先，学生在预习后要总结出自己感受最深、受益最大的内容，这一过程称为“闪亮亮”；其次，把别人可能存在困惑的地方用问题的形式表达出来，用来挑战别人，这一过程称为“考考你”；最后，把自己不懂的地方提炼出来，在讨论时求助同学，这一过程称为“帮帮我”。例如，在九年级下册第十单元“酸和碱”中，学生预习探究碱的变质实验时，学生为总结出石灰水部分变质和完全变质的情况，通过观察法无法得到正确的判断；因此如何判断石灰水是部分变质还是完全变质，采用什么样的实验方法，此时提出了“考考你”；最后，在完成这项实验时，学生会发现在部分变质和完全变质的溶液中加酸均可以观察到气泡产生，由此分析现象产生的原因，比如制备石灰水的Ca（OH）2是否已经变质等，在实验原理的理解方面又提出了“帮帮我”。以上过程需要学生单独完成。学生在自我预习的基础上，进行小组讨论，时间和形式自定，要求学生围绕作业，互相切磋学习，共同解决问题。这样不仅能够给予学生足够的交流机会，还能够提高学生的协作能力和凝聚力，提高学生的学习兴趣。同时，教师借助QQ群、微信群发放资料和检查预习报告，帮助学生总结预习中出现的问题。学生由被动学习转变为主动学习，激发了学生的学习兴趣，实现了更广泛的合作学习。

2.课内学习。用10-15分钟进行课堂讨论，主要内容是小组汇报本组的“亮考帮”，本过程旨在通过全班讨论解决小组汇报时没有解决的问题，最后由教师总结学生在预习报告中多次出现的问题及实验的注意事项。其余时间主要进行一对一的实验指导。而实验指导过程中要关注学生的实验操作，纠正学生的不规范行为，避免学生在今后出现类似的错误。同时，教师对于实验过程中出现的异常现象进行解释，帮助学生分析异常现象的原因。另外，及时排除实验中出现的安全隐患也是教师在学生实验过程中非常重要的指导环节。

3.课后反思。学生撰写实验报告，需要阐明实验目的、实验步骤、实验现象和实验结果，以及实验反思与评价。评价标准也会结合学生在三个部分的学习——操作——反思这一过程中付出的努力，主观能动性的大小，参与度的高低，小组讨论中的贡献度，真正实现核心素养三个维度在学生评价中的实施。

三、实验教学案例——碱的变质

课前预习：

[环节一]观看实验视频并回答下列问题。

[提问]本实验用到了哪些仪器和药品？

[回答]仪器：试管；药品：未变质、部分变质、完全变质的NaOH溶液，稀盐酸，CaCl2溶液，酚酞溶液。

[提问]你看到哪些实验现象？

[回答]在三种碱溶液中加入稀盐酸，未变质的碱溶液无现象，部分变质和完全变质的碱溶液中有气泡产生，再另取部分变质和完全变质的碱溶液，继续加入过量的CaCl2溶液、酚酞溶液，部分变质的碱溶液显红色，完全变质的碱溶液无颜色变化。

[提问]请写出本视频中所有反应的化学方程式。

[环节二]“亮考帮”模式。

[闪亮亮]请总结预习过程中的最大收获。

[回答]NaOH溶液久置在空气中会变质，生成Na2CO3，加入盐酸可以辨别碱溶液是否发生变质，判断部分变质或者完全变质时再加入过量的CaCl2溶液、酚酞溶液。

[考考你]请解答组内其他同学困惑的问题。

[学生1提问]除了CaCl2、HCl和酚酞溶液，还有哪些试剂可以用来鉴别碱溶液是否发生变质？

[学生2回答]Ca2+、Ba2+都可以沉淀CO32-，盐酸可以用稀硫酸、稀硝酸代替，酚酞换成红色石蕊试纸等也可以。

[帮帮我]请提出一个问题，组内同学讨论。

[学生2提问]Ca（OH）2溶液久置在空气中会变质吗？如何判断一瓶未知Ca（OH）2溶液是否已经变质？NaOH溶液探究实验中的试剂可以继续使用吗？为什么？

[教师评价]分析问题思路清晰，观察实验认真细致，组内讨论能够落到实处。

课内学习：

[环节一]小组学习——根据预习报告内容，分析Ca（OH）2溶液变质的问题，现在有一瓶未知变质情况的Ca（OH）2溶液，请通过实验验证变质情况，并写出有关的化学方程式。

[回答]先取一部分Ca（OH）2溶液，加入稀盐酸，若有气泡产生则碱溶液已经变质，若无气泡产生则碱溶液未变质。如果碱溶液已经变质，再另取一部分溶液加入酚酞溶液，若溶液变红则部分变质，若溶液不变色则全部变质。

[环节二]实验指导——解释实验中出现异常现象的原因。

[提问]若只有新制NaOH固体，如何配制未变质、部分变质、全部变质的NaOH溶液？

[回答]未变质溶液可以直接用新制NaOH固体配制，部分变质的溶液可以用NaOH固体和Na2CO3固体配制，完全变质溶液可以用Na2CO3固体配制。

[提问]在判断碱溶液是否变质时，若加入过量的盐酸有气泡产生，接着加入过量CaCl2溶液和酚酞溶液，溶液没有变红，证明原碱溶液一定是完全变质，这个结论是否正确，为什么？如何改正？

[回答]不正确，因为盐酸过量时，会反应掉溶液中的OH-，加入酚酞溶液，溶液不变色，无法判断碱溶液是部分变质还是完全变质，所以要重新取一部分碱溶液加入CaCl2和酚酞溶液进行实验。

[提问]若取部分变质和完全变质的NaOH溶液加入过量CaCl2溶液后，均产生大量沉淀，请分析原因？

[回答]因为Ca（OH）2在水中的溶解度很小，所以当大量OH-与Ca2+接触时会生成Ca（OH）2白色沉淀，因此碱溶液的浓度不宜过大，否则无法判断碱溶液是部分变质还是完全变质。

[教师评价]能够认真分析实验中异常现象的原因，思考实验的本质，课内学习效果显著。

课后反思：

实验报告——碱的变质

[实验目的]训练科学有效的探究方法，培养合作学习的思维意识，归纳完善碱变质的知识结构。

[实验步骤]

1.取一部分未知碱溶液，加入稀盐酸。

2.另取一部分未知碱溶液，先加入过量的CaCl2溶液，再加入酚酞溶液。

[实验现象与实验结论]

1.加入稀盐酸后若有气泡生成，说明碱溶液已经变质，若无气泡产生，说明碱溶液没有变质。

2.若加酸有气泡产生，另取一部分溶液先加入过量的CaCl2溶液，再加入酚酞溶液，若溶液变红色，说明碱溶液部分变质，若溶液不变色，说明碱溶液完全变质。

[实验分析]

[提问]常见碱溶液的保存方法是什么？

[回答]放在密闭容器中保存，不能接触空气。

[提问]探究NaOH溶液是否变质的实验中，能否选择其他的试剂？

[回答]酸可以换成稀硫酸和稀硝酸，CaCl2溶液可以换成含有Ba2+的溶液，酚酞溶液可以换成石蕊溶液。

[提问]探究Ca（OH）2溶液是否变质的实验中，能否选择其他的试剂？

[回答]酸可以换成稀硫酸和稀硝酸，酚酞溶液可以换成红色石蕊试纸等。

[反思与总结]碱的变质问题是第十单元酸和碱这一部分的重点内容，与中考化学中的探究题有关，后续需要反复练习相关习题，并且融会贯通，对于物质的变质问题形成一定的解题思路。

四、总结与展望

1.学生自主学习兴趣和参与科学探索的积极性得到提高。教育心理学指出：“构成学生学习动机的重要成分主要是学生的学习自觉性和对学习产生的直接兴趣。只有激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，形成知识体系，才能有效提高教学效率，提高学生学习成绩。”实验是化学的灵魂，更是培养和发展学生思维能力和创新能力的重要方法和手段。通过这种实验教学模式，学生对于化学实验的重要性认识得更加深入，更能有效帮助学生形成化学概念，理解和巩固化学知识，掌握基本技能与技巧。

2.学生的逻辑思维能力和创新能力得到加强。在实验教学实践中，引导学生通过自主学习，发现问题，解决问题，培养学生的主观能动性，通过各种途径（自学、实验、操作、观察、讨论、反思等）寻找问题的答案。以逻辑思维为主线，视听并举，脑手结合，有效促进学生创新能力的培养。

3.学生的动手操作能力及综合素养得到提升。通过学生亲自动手进行实验，增加学生的探究体验，培养学生的动手能力、观察能力、创新能力以及对实验相关信息进行思考和处理的能力，提高了学生的合作能力。

参考文献

[1]宰高峰.基于核心素养的初中化学实验教学探究[J].科学咨询（教育科研），2020（01）：237.

[2]杨新国.基于学科核心素养的初中化学实验教学的教学模式和教学策略[J].学周刊，2019（24）：21.

[3]王玉国.中学化学实验教学法改革研究——三段式实验教学法初探[J].学苑教育，2020（23）：87-88.

[4]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014（05）：5-10.

[5]涂春梅.基于“对分课堂”的线上教学模式初探[J].科教导刊（中旬刊），2020（09）：59-61.

[6]王晓婷，田晓娜.对分课堂教学模式的应用研究[J].教育现代化，2018（14）：247.

（本文系2020年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“基于化学核心素养的实验策略的实践研究——以初三化学实验教学为例”的研究成果，课题立项号：GS[2020]GHB0225）

编辑：张昀