基于学科教室的化学实验教学研究
文章编号：1005?C6629（2017）6?C0039?C03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
《义务教育化学课程标准》指出：化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。新课程下初中化学实验教学已逐渐呈现出以下特点：注重实际应用、学生是实验的主体、实验具有探究性、通过实验培养能力[1]。但实际教学中“讲实验”、“画实验”代替“做实验”的现象还普遍存在。究其原因，其中之一是学生做实验的“代价”较高，主要是教师准备量大，学生进实验室麻烦，许多实验是验证性的，不做也不影响学生考试成绩等等。长期下来，学生失去了探究的兴趣与动力，做实验也都变成了纸上谈兵。
在该背景下，各地的学科教室应势而建。学科教室是以服务师生学科教与学为宗旨，促进学生在内生动力驱使下主动学习的学科环境和学科资源的有效配置。它要求以培养学生学科核心素养为逻辑起点，构建学科情境，配置丰富的学科资源，开展学科教学、实验（体验）和研究，从而提升学生学习的内驱动力。今年我校新校改建完成，学科教室的建设为化学实验教学研究提供了环境、平台保障。
1 化学学科教室的建设
1.1 基本布局与结构
我校的化学学科教室是一间多功能的教室，它集普通教室、化学实验室、实验准备室功能于一体，由专人负责的供教师和学生研究与学习化学的场所。它的布局与结构如图1所示。
该学科教室设置了48个座位，平时教师讲课时，中间可坐32位学生，两边实验台边可坐16位学生。学生实验时，中间的学生分组到两边的实验台，实验结束回到原座位。
三边柜子里存放平时实验所用的仪器与药品，黑板、多媒体设备等与普通教室一样，还设置了高拍仪，可用于拍摄学生实验操作过程等。几台电脑可供学生查阅资料、播放视频等。
1.2 空间布置
教室四周的墙壁上挂了一些长期性和阶段性的挂图，如：元素周期表，实验室制取常见气体的发生装置、收集装置图，过滤装置图，蒸发装置图等。我们还特意开辟出一块展示园地，将学生自创实验的照片及研究性学习的成果进行展示。
教室后仪器药品柜的上方陈列了一些化学教学模型，如：初中常见的原子、分子结构模型等。中控台上放了一些化学杂志、化学资料，方便师生随时查阅。
总之，学科教室的布置有浓烈的化学学科气氛，让师生走进教室就产生“我的教学（学习）我做主”的自豪感，教室里丰富的化学学习资源也让师生产生“物为我所用的”责任意识与自律意识[2]。
2 基于学科教室的实验内容设计
《义务教育化学课程标准》指出“教师应结合具体的教学内容和学校实际，积极创造条件，通过多种途径，安排和组织学生完成基础的学生实验”。“燃烧的条件”是学生应该完成的与生活息息相关的实验活动。事实上，学生很少有时间深入观察、思考生活中的化学现象，即使生活中的火柴等物品很多学生甚至没有接触过，所以光凭学生的生活经验很难让学生理解燃烧的条件及灭火的原理。我们可以把学生的经验基础和相关心理作为化学实验教学的基本出发点，以培养学生的科学素质为目标，基于学科教室设计系列实验，使实验的安排具有一定的序列性，以提高和强化其教学效果，更好地发挥实验的教学功能[3]。
2.1 “燃烧与灭火”系列实验内容设计
以沪教版九年级《化学》上册第四章《认识化学变化》中的“燃烧与灭火”的知识为例设计系列探究实验（见表1）。
2.2 实验实施
五个系列实验的设计，既注重了基础性，又能满足不同学生的需要。不同的实验有不同的要求及实施方式：
实验1：让两位学生配合完成。实验前提醒学生：将手帕（或餐巾纸）放在混合液中浸透，然后取出拧干，用坩埚钳夹着点燃，燃烧时轻轻抖动。
实验2：这组对比实验过于复杂，在教室无法完成。应充分利用学科教室的多媒体电化教学设备，把实验过程制成教学软件在课堂上放映，学生也可以课后在电脑上自行观看。
实验3：这是一个改进实验，将原来的开放式装置改成封闭式装置，学科教室还装有排气扇，减少了对环境的污染。学生4～6人一组，实验现象明显，效果好。既培养了学生的操作能力，又锻炼了学生的思维。
实验4：要使燃着的蜡烛熄灭有哪些方法？这是一个开放性的实验，提供蜡烛、火柴、镊子、剪刀等仪器和用品让学生用不同的方法将蜡烛熄灭。该实验充分体现了学科教室的优势：仪器、水等用品即时可取。既增强了学生发现问题、解决问题的能力，又培养了学生的观察和思维能力。
实验5：看似简单的实验，让学生明白了：物质燃烧产生的二氧化碳及烟尘等密度小于空气，会上浮，所以发生火灾时接近地面的区域是比较安全的，学生由此懂得了自救的原理和方法。该实验可?学生课堂上做，也可课后在学科教室自行完成。
3 学科教室对实验教学的作用
学科教室的建立和建设，改变了原来为了做实验而去实验室的现象，它给学生提供了更多实验的机会，体现出以下几个优势：
3.1 同步性 化学学科教室由我们化学教师管理，所有的化学课均在学科教室里上，避免了每次实验都要去实验室的麻烦。更重要的是，学生学习化学知识的同时，相应的实验操作马上就能实现，达到了理论学习与实验同步的目的，使化学教?W回归其学科本质。如：当学生学习到溶液的配制时，通常都是在教室先学习溶液配制的方法、步骤，这种理论学习相当于是纸上谈兵，然后到实验室做配制溶液的实验，知识的学习和实验两条线分开，不利于学生实验探究能力的培养。在学科教室，就可由学生通过设计实验方案、动手实验操作，总结出溶液配制的方法、步骤，体会到配制过程中应注意的一系列细节，否则配制溶液的溶质质量分数就会有偏差。
3.2 即时性
在化学课堂中，我们常常遇到这样的情况，讲到某个难点知识时会发现借助实验可以帮助学生更好地理解，但因没有提前准备实验而只能作罢。在学科教室则不存在这样的问题，只需打开柜子就能取到所需器材，学生当场实验，既解决了利用相关资源的难点，又满足了学生的好奇心。
3.3 延时性
实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念、理解化学原理、构建认知体系。在平时的学习过程中，只有在我们安排的实验课上，学生才有机会动手实践。但有了学科教室后，学生可利用中午、自习课等时间到学科教室或完成自己在课堂上没有做好的实验，或做一些自己感兴趣的实验，开展研究性学习，让学生的实验探究从课上延伸到了课下。
3.4 数字化
我校的化学学科教室进行了数字化建设，整合化学教学与现代信息技术和传感技术，建立了智能分析平台，实现化学教学的多元化。学生在学科教室中，可通过传感器读出空气中氧气、二氧化碳的体积分数，测试酒精灯外焰、内焰、焰心的温度，体会其差别。通过展示先进技术的魅力，激发学生对未来科技的兴趣及勇于探究、乐于探究的科学态度[4]。
杜威曾说过：“要想改变一个人，首先必须改变他所处的环境。”学生的学习方式是与他拥有的学习资源、学习环境密切相关。学科教室提供的各种仪器、先进设备将进一步发挥功能，通过做中学、学中做，进一步增强学生的实验探究意识，培养学生的动手操作能力，为学生以后的学习探究奠定基础。
