《自然界的水》的實驗教學素材

一、第三單元實驗內容概述

（1）《水的組成》：水的電解實驗；設計實驗證明植物體內含水。

（2）《分子和原子》：品紅在水中擴散實驗；活動探究氨的擴散；家庭小實驗：1+1是否一定等於2。

（3）《水的淨化》：過濾液體；用肥皂水區分軟水和硬水；製取蒸餾水；家庭小實驗自制簡易淨水器；

二、本單元實驗內容的特點

（一）實驗選材的生活化

化學是一門應用性和實踐性都很強的科學，化學知識滲透在實際生活的各個方面。為了彌補學生所學知識及社會生活經驗的不足，教材充分發揮了實驗的作用。如課題2，首先從學生熟悉的日常現象──水在常温下的揮發及品紅在水中的擴散實驗現象入手提出問題，引起學生思考。再如課題3中用肥皂水區分軟水和硬水，從生活用水的角度引出過濾和蒸餾等實驗操作的學習。實驗的生活化還體現在實驗用品上，如課題2中“家庭小實驗”利用黃豆與綠豆、水與酒精等體積相混合探究“1+1是否一定等於2”；課題3中利用飲料瓶、紗布、砂石等自制簡易的水的淨化器；課題1實驗設計證明植物體內含水則更具有開放性，可利用樹葉、水果、塑料袋、玻璃瓶、陽光等。

（二）實驗呈現方式的多樣化

能力的培養是與活動密切相關的，在化學學科中，實驗是最主要的活動手段。本單元的實驗內容編排，改變了以往主要由教師演示為主，輔以少量重複性的學生實驗的格局，淡化了演示實驗和學生實驗的界限，倡導課堂實驗由教師指導學生親自動手進行的原則；擴充了趣味性較強的家庭小實驗，如自制簡易淨水器，乙醇與水的混合等；增加了以實驗為載體的探究活動如氨的擴散，過濾液體；首次嘗試了以習題的方式呈現實驗，如證明植物體內含水，培養學生應用所學知識和技能分析解決問題的能力及實驗操作的能力，樹立大膽探索的意識。上述四種呈現方式對學生實驗能力的要求也逐步提高，體現了學習活動的漸進性。此外，36幅彩色實驗插圖既有顯示裝置和儀器的，如製取蒸餾水的裝置；更多的則是凸現了一種語言文字無法表達的提供資源信息的功能，如用掃描隧道顯微鏡獲得的分子圖像，通過移走硅原子構成的文字，自來水廠淨水過程示意圖等，使學生對實驗中多彩的現象、嚴密的過程、精美的儀器及狀態各異的物質等一目瞭然。

（三）強化實驗操作技能的應用價值

正確的操作是順利完成化學實驗的基本保證。以往的國中化學教材側重於讓學生提前訓練，從而與相關化學知識脱節，造成學生失去興趣。本單元則一改上述安排，如課題3從水的淨化角度，按照除雜質的順序安排了靜置沉澱、吸附沉澱、過濾、蒸發等實驗，將基本操作與生活中水的淨化過程聯繫起來，把硬水、軟水和硬水軟化知識作為含可溶性雜質水淨化的例子，與蒸發操作結合起來，從而使實驗基本操作不再單調、枯燥，體現出實驗操作在化學與生活、生產中的應用價值。

（四）培養科學探索的精神

現代教學的理念是培養學生的個性和創造性，培養學生探究的興趣和批判性思考的能力。長期以來，化學實驗多是以驗證性實驗為主。新的課改理念認為化學教學中的實驗，其功能不只是單純的驗證知識和結論，還應該使學生能感受和體驗獲取知識的探究過程，受到科學過程和科學方法的訓練，形成科學情感、態度與價值觀。本單元的實驗安排很好地把握了探究性實驗和驗證性實驗的關係：首先是增加了探究性實驗，並且根據國中學生的實際，突出對實驗中某一過程而非實驗全過程的探究，如關於分子不斷運動的活動探究，首先做一個氨水使酚酞試液變紅的試驗作為知識鋪墊，然後再試驗分別將盛有濃氨水和酚酞試液的'兩個燒杯放在一個密閉容器中，觀察現象，並探究得出變化的原因是分子不斷運動。家庭小實驗先以日常生活中的1體積黃豆和1體積綠豆混合時總體積小於2體積的宏觀現象作為鋪墊，再試驗酒精與水等體積混合後的總體積是否等於兩者原體積之和，由此設想到乙醇和水的分子大小不同，分子間有間隙，二者混合時，分子運動使有些空隙被擠佔了。另外，教材通過在驗證性實驗中融入探索和研究的成分，來增強驗證性實驗的探索性和研究性。如在觀察並分析了電解水實驗的現象後，結合前一單元“物質的變化”的概念，安排了“討論”：在水的電解實驗裏，有新物質生成嗎？水發生了什麼變化？這組“討論”是學生在實驗基礎上認識水的組成所不可缺少的重要的中間過程，學生能從中體會科學研究和思維的方法，認識實驗研究和創新思維的重要性，並養成在觀察基礎上分析、歸納實驗現象的能力和習慣。

三、教學中的建議

（一）水的組成

探討水的組成，課題實驗“水的電解”在教學中應起到以下作用：①正確顯示水通電後的現象，驗證產物，在此基礎上探究推斷水的組成；②與實驗前後的點題史實及課題討論相呼應，使學生體驗科學家認識客觀世界的過程和方法，從而對陌生的科學問題產生興趣和親近感，激發學生的思維；③培養學生對實驗現象的觀察、歸納和分析的習慣和能力；④使學生在親手實驗中掌握檢驗氫氣的操作規範。

實驗習題──設計實驗證明植物體內含有水，不要對學生有任何限制，學生一般都能經過獨立思考選擇合理的實驗用品、操作步驟和方法並實際操作。可用交流的方式鼓勵學生的這種嘗試和探索。

（二）分子和原子

實驗插圖“水為什麼會減少”能使學生首先回憶起一些熟悉的日常生活中的現象，結合“品紅在水中的擴散”實驗，自然地引出歷史上的科學家對這些現象的思考──物質由微小的粒子構成（該課題的第一個知識點），緊接着實驗插圖“用掃描隧道顯微鏡獲得的苯分子圖像”“通過移走硅原子構成的文字”則能使學生真切地感受到分子或原子微粒的存在，並與前面的史實呼應，使學生體驗到人類科技的發展成果。實驗探究“氨的擴散”應達到：①培養學生的學習興趣，理解分子是不斷運動的；②在學生親身實驗的基礎上，引導學生思考、討論“步驟2中密閉容器外盛酚酞試液的B燒杯在實驗中的作用是什麼？”……使學生關注科學實驗及科學探究的過程、方法及其設計，培養學生的科學態度。

（三）水的淨化

過濾和蒸餾是國中化學中的實驗基本操作，在教學中應該充分發揮新教材的編排優勢，緊緊圍繞水的淨化問題逐步展開，使學生在實際應用中掌握操作技能。