“教学做合一”理念引导改进碳酸氢铵热分解实验

“教学做合一”理念引导改进碳酸氢铵热分解实验

马凤

镇江市外国语学校 

摘要：陶行知先生的“教学做合一”理论[[1]]在学校中最直接的体现即“教学与反思”，反思不止于思考更注重“做”即思考后的践行与改进。“教、学、做”似紧拧的一股绳，将师生紧连在一起，挖掘隐藏的问题并努力解决。沪教版九年级化学第一章第一节“加热碳酸氢铵实验”，利用教材装置进行实验后，学生反馈：气味刺鼻有污染、现象不明显等不好的“初印象”，问题导向方法，教师遂尝试创新改进，设计出另一套新装置，更好的服务教与学。

关键词：陶行知 教学做合一 碳酸氢铵 实验改进创新

实验是九年级化学教材与课堂教学的灵魂，上下两册书共9章内容中以“活动与探究”等形式呈现的演示实验57个、学生基础实验8个，化学实验永远是化学课堂中最值得期待的部分，可以说初三学生一年的化学学习是在实验的陪伴下快乐进行的，因为实验学生对化学总饱含热情！这份热情让人感动、也激励和促进我的教学，但教师要严防部分学生被热情冲昏头脑、切忌走马观花似的实验学习！如何利用好实验教给学生知识方法与生活道理呢？

一、立足化学实验，兼顾每一位学生，有效的“教”

提高教学效率即将初中化学学科核心素养渗透于每一节化学课[[2]]，从教师的备课到教学后的反思一直要关注，如备课时做到烂熟于心：今天化学课中实验教学需要抓住并突出重难点是什么？预设用于突出实验重难点内容的问题何时以何种方式呈现？实验开始前应交给学生什么样的观察方法？有无实验提示？实验过程中的观察任务是什么？实验后教师的评价角度有哪些？等等；课堂上注意倾听学生的表达并教予实验学习方法：密切关注学生描述表达实验现象和归纳实验结论时的广度、深度有无达到该生应有的能力水平？他的解决问题的方法是否准确？是否同时有其他学生的适时补充或更佳方法等等；只有日积月累的课堂教学将化学知识体系化传授，学生才会逐渐发现知识间的联系，生成自己的化学学科知识体系，进而才能有更深入的实践与创新。课余教师自身要勤思考、多方学习：学生刚跟我反馈的相关信息很重要，课余我是否需要实验或教学的改进？如何改进？查阅文献、深思熟虑创新设计、反复实验验证设计装置的科学性，最后确定最佳装置与实验方法并再次应用于课堂教学，对比实验效果、反思总结。现介绍一例自己实验教学改进：九年级化学教材第一个教师演示实验“加热碳酸氢铵实验”，借由碳酸氢铵这种化肥和一套基础实验装置，引导学生认识化学特征是研究身边的物质、帮助了解实验是学习和认识物质的重要手段。本节学习评价主要是看学生化学学习兴趣、热情、态度的变化，注重提升积极性，所以学生对该实验的“初印象”很重要。但当我完全利用教材装置（如图2）进行实验教学时，前排学生立即向我反映“气味太刺鼻！”、随即滋生化学是有污染和伤害的这一类的质疑！而中后排大部分学生又反馈说“蒸发皿里面一片白色”，没能看到老师刚说的一些现象，老师你是骗我们的吧？可不可以再做一遍？当然可以再重做一遍，但实验装置不变，现象肯定还是一样的“前后不一”。怎样才能兼顾前后排所有学生呢？改进实验装置是方法之一，但不是唯一。因为教材外还有学生的差异性，差异性是客观存在的，同样的内容，不一样的感受！备课时要考虑到这一点，实验开始前花一点时间详细说明实验观察的方法、步骤和要求、以问题形式呈现具体实验目的并且预设分层提问、让不同学生都有的放矢，培养提升学生实验观察能力及实验教学效率[[3]]，避免走马观花。

二、树榜样，抓兴趣，一起“学”

新教育理念下教师主导学、学生主体学，个人认为教师既然树有“终身学习”理念，那么与学生一起学何乐不为？教师也是学生最好的榜样，所以要立足教学日常善于多方学习提升自身素养，课堂中教学专业基础要夯实、秉持师生相长理念，严慈并济地管理学生；课堂外与同事愉快相处、言行得体、对学生要尊重爱护；育人为先，讲台下师生间和教师同事间的日常相处反而能教予学生学习更多的生活道理。授之以鱼，不如授之以渔，教予学习方法时更要关注学生差异性，因为总有部分学生由于惰性或没有学习兴趣只愿意捡你白给的“几条小鱼”而很少学你的“捕鱼之法”。激发学习兴趣首当其冲，实践证明，要根据能力水平分层预设问题、分配学习任务、留课后作业，以及个别辅导，想方设法为不同层次的每位学生提供成功机会、提升自我效能感[[4]]。成就感可以激发兴趣并且促进学生的持续学习，但切记个别学生需要反复抓抓反复，逐渐培养形成良好的学习习惯。抓到兴趣的学习是愉快的学习！比如前述实验中立即向我反映“气味太刺鼻！”的前排学生就是一位后进生，但实验中他观察积极投入且实验后他大声说出自己切身的感受“气味太刺鼻！”，这个实验对于他就是成功的，给予适当表扬的同时可以引导他继续描述所有观察到的现象、提供表现自己的机会，引发兴趣进而培养下一阶段持续学习的热情。

三、“做”实验改进，提高教学效率

教学中出现的知识问题即学生学习难题所在，如何解决共性问题，教师必须马上做一些优化改进。受到学生的启发，课后马上查阅

“碳酸氢铵受热分解”相关资料、反复试验，反复进行部分学生和同组其他教师的试观察，收集每次的试观察的评价，反思再优化，最后创新设计了一套加热碳酸氢铵且能同步处理氨气尾气的实验装置，可改进教材中装置不便于所有学生观察变化过程且气味刺鼻、色彩单一等不足。改进后添加实验色彩与趣味，激发学习热情、减少排出氨气以防污染环境、一次鉴别碳酸氢铵分解的三种产物。实验证明，色彩丰富、安全易操作、无污染、实验效果好、可以由学生动手小组实验，学生在合作实验的过程中自主挖掘问题，并积极思考、及时讨论，有利提升实验动手能力和培养自主探究精神[[5]]。接下来，我与读者分享所做的创新改进实验内容：

1 实验仪器及药品

1.1 实验仪器

三颈烧瓶（1个）、铁架台（带铁圈铁夹）、石棉网、酒精灯、烧杯、玻璃导管。

1.2 实验药品

碳酸氢铵（白色固体）、无色酚酞试液、无水硫酸铜（白色粉末）、澄清石灰水、棉花、保鲜膜、线。

2 实验装置图及原理

图1 改进后实验装置图

碳酸氢铵受热分解生成的水蒸气接触悬挂的无水硫酸铜粉末棉球使其变蓝、生成的氨气接触无色酚酞试液棉球使其变红（提供相关信息）、第三个产物二氧化碳气体直接通入烧杯中的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，由以上三种不同现象一次鉴别三种产物。此处还利用氨气极易溶于水且澄清石灰水是一种饱和的稀溶液两点特性同步进行氨气尾气处理，一举两得。过程中还可通过插拔导管来扇闻少量氨气的刺激性气味，了解氨气的特殊气味。

3 改进说明

3.1 仪器改进

用三颈瓶（如图3）替代教材使用的蒸发皿，实验时，水雾现象明显且持久；同时利用三颈分散气压、分散悬挂无色酚酞试液棉球、无水硫酸铜粉末棉球并导出气体，一次检验三种产物且同步氨气尾气处理，安全无污染、色彩缤纷。

图2 教材蒸发皿整套装置           图3 三颈烧瓶

教材中装置如图2，其中使用不透明白色内底的蒸发皿，不便于学生清晰观察白色碳酸氢铵固体受热后逐渐消失的过程；蒸发皿材质聚热也不易观察到其内壁水雾的产生。本实验必在每年的开学9月初做，9月温度还较高，即使蒸发皿内壁有水雾现象产生也是“昙花一现”，短到独教师一人欣赏，实在与愿违。改进后再实验（如图1）前后排所有同学可清晰观察颜色变化。

3.2 试剂改进

添加无色酚酞棉球、无水硫酸铜棉球，同步颜色变化清晰观察到氨气和水的生成。无色酚酞试液是教材第三章第一节“构成物质基本微粒”中将要学习认识的一种指示剂，用来指示氨气微粒的存在。而无水硫酸铜是一种白色粉末状固体，遇水即刻变蓝非常灵敏，是化学中专用于检验水存在的一种试剂，且九年级化学中考实验探究题中也将应用这一特性知识。开学初即选用添加这两种试剂（提供信息提示）既可以解决燃眉之急又为后续学习铺垫，两全其美。但这两种试剂均太过于灵敏，开始尝试实验时直接悬挂裸露的试剂棉球，总易现象早现，怎么解决？得给小棉球穿件衣服！首先想到去查阅文献求解，但未找到解决方法。后又联系生活中“纱布袋包香料”的应用，改进用纱布包裹悬挂，但实验时颜色又被遮挡不太明显，再优化，最后是选中了透明且热稳定的保鲜膜。选定试剂后再反复实验、现象明显效果好。

4 实验操作要点、现象和结论

4.1 操作要点

（1）三颈烧瓶不能直接加热，需垫石棉网加热；

（2）实验结束先撤导管后灭酒精灯，防止倒吸；

（3）氨气气体气味要扇闻；

（4）室温高于20℃时碳酸氢铵未加热即自分解，无色酚酞和无水硫酸铜两种指示试剂现象易早现，此时可提前将指示试剂的棉球用保鲜膜密封备用，使用前用牙签等物扎洞。

4.2 实验现象和结论

实验人员可清晰观察到：无水硫酸铜棉球变蓝、无色酚酞棉球变红、澄清石灰水变浑浊、固体逐渐消失现象。上述现象说明：①碳酸氢铵固体受热易分解，产生水、氨气（刺激性气味）、二氧化碳气体。②碳酸氢铵这种化肥要密封保存于阴凉之处、农民最好在早晚温度较低时进行施肥。

5 改进意义

5.1 优点

（1）经反复实验证明：三颈瓶使用时不易弹塞、不易破裂，实验安全、简便易操作、氨气吸收完全、现象明显、色彩缤纷。结合希沃教学软件同步投影动态实验全过程，放大实验现象，便于所有学生观察、释放教师双手、增加师生互动机会，极大提高实验效率。

（2）饱和澄清石灰水浓度稀且氨气极易溶于水，检验二氧化碳的同时吸收处理氨气，一举两得。还可随时拔出导管扇闻氨气的刺激性气味，氨气性质检验全面。

5.2 不足

室温较高时，碳酸氢铵自分解且无色酚酞和无水硫酸铜试剂棉球均很灵敏，导致实验现象过早呈－现，但多次试验证明，可用保鲜膜密封棉球再扎洞后进行实验这一方法来解决。

5.3 服务教学

改进后再实验，学生实验热情高涨，每一位都是跃跃欲试。我也一直思考，实践出真知：教师应在保障实验装置安全并指导学生规范操作前提下，充分发挥学生主体地位，多放手让学生轮流多演示教材中的实验[[6]]；提供机会让学生感受书本理论指导实验实践、而实践是认识的来源。学生在学与做中掌握知识、教师在学与做中更好的教育，教学做合一，师生共同进步！

四、教学做合一、师生相长

将改进后的装置用于学生分组探究实验，让学生亲自动手做，培养学生科学探究精神、提高实验动手能力。提前一天提供给学生如下一份教学设计简稿用于预习，过程如下：

< 探究活动教学设计>

①提出问题：初中化学变蓝及变红现象可能原因？碳酸氢铵受热分解还是升华？

②搜集资料：学生课前查阅了解相关内容，并搜集适量资料。

③实验探究：学生分组实验“加热碳酸氢铵”，教师引导学生规范操作、学习观察方法。

④合作学习：根据课前搜集的资料，小组讨论分析实验过程现象，归纳实验结论。

⑤展示成果：各小组代表发表本组探究成果，教师引导思考分析对比，学生代表纠错。

⑥师生归纳：“加热碳酸氢铵”实验现象和实验结论。

⑦学以致用：说一说化肥使用方法和注意事项、感受知识服务生活的意义。

正式开课前收集学生的准备资料查阅，超出预料的好。大部分学生搜集并书面化材料，甚至一部分同学还用化学图片或思维导图的形式呈现，框架清晰、准确切题有条理。课堂实验过程中除因初次实验有个别同学摔碎仪器外整体向好。摔碎仪器这一事反而成为学生自我教育契机，埋下“一定规范做好实验”的种子！

陶行知先生教学做合一理念早已生根于我们教师的日常工作，在陪伴并促进学生学习成长的过程中我们自身内在也在持续成长、不断突破，只为在教与学中成为更好的榜样引领学生学会做更好的自己！

参考文献

[1]缪津娴.对陶行知教育理论的认识[J].教育教学研究,2015(8):164-165.

[2]吴长顺.碳酸氢铵受热分解实验的创新改进[J].实验教学与仪器,2017(1):29-30.

[3]应丹勤.初中化学实验教学创新中的一点尝试和反思[J].实验教学与仪器,2012(7):61-64.

[4]苏玉红.探索化学实验教学做合一[J].重庆陶研文史,2017(3):89-90.

[5]李秀芝.教、学、做合一在高中化学实验教学中的应用[J].中学化学,2015(12):0053-01.

[6]沈素萍.试论陶行知教育理念下的数学实验教学[J].创新教育（才智）:158.