高中化學(xué)學(xué)生實驗教學(xué)的嘗試

　　所謂化學(xué)實驗就是根據(jù)化學(xué)實驗?zāi)康�，實驗者運(yùn)用實驗儀器、設(shè)備及裝置等物質(zhì)手段，在認(rèn)為特定的實驗條件下，變革化學(xué)實驗對象的狀態(tài)或性質(zhì)，通過實驗觀察獲得各種科學(xué)事實（即化學(xué)實驗事實）的一種科學(xué)研究方法�；瘜W(xué)實驗要素是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)和精華�；瘜W(xué)實驗的教學(xué)功能主要體現(xiàn)在：

　　第一，化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)知識的源泉。

　　納入教學(xué)中的化學(xué)實驗服從化學(xué)教育教學(xué)任務(wù)的需要。教學(xué)中的化學(xué)實驗以其自身的實踐性和生動性為學(xué)生的認(rèn)識從感性到理性的飛躍提供了可靠的源泉和推動力，是使學(xué)生認(rèn)識深化發(fā)展的最佳途徑。

　　第二，化學(xué)實驗是訓(xùn)練科學(xué)方法的有效途徑

　　學(xué)生的學(xué)習(xí)活動歸根結(jié)底是獲得知識經(jīng)驗和行為變化的過程。讓學(xué)生做化學(xué)實驗恰能自然貫通地使獲得知識經(jīng)驗和行為變化協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮大腦左右半球的機(jī)能結(jié)構(gòu)，有利于創(chuàng)造思維的發(fā)展，這正是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法訓(xùn)練的理論依據(jù)。

　　從方法論來考察，化學(xué)實驗是重要的一種科學(xué)方法。學(xué)生要完成化學(xué)實驗，要在理性指導(dǎo)下選擇和安裝儀器，使用試劑，觀察，操作，對照，分析，判斷，理想化等，都是讓學(xué)生經(jīng)受科學(xué)方法訓(xùn)練切實有效的方式和途徑。

　　第三，化學(xué)實驗是養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的必由之路

　　科學(xué)態(tài)度是人們能夠正確對待客觀事物的一種持久的內(nèi)在的反應(yīng)傾向，是經(jīng)過實踐活動而習(xí)得和養(yǎng)成的。

　　化學(xué)實驗有不同的分類方式。按照實驗實體的不同，可分為演示實驗和學(xué)生實驗。學(xué)生實驗是學(xué)生獲取知識、形成技能、培養(yǎng)智能和發(fā)展個性的最佳途徑。按照實驗在認(rèn)識過程中作用的不同可分為探究性實驗或驗證性實驗。這兩種實驗類型在化學(xué)教學(xué)中各起著不同的作用。驗證性實驗可以證實、檢驗所學(xué)過的化學(xué)知識，起到復(fù)習(xí)鞏固和加深記憶的作用。探究性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生獨立探究能力，使學(xué)生受到科學(xué)方法的系統(tǒng)訓(xùn)練。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自進(jìn)行實驗探究活動，能最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)主體的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

　　我國現(xiàn)行化學(xué)教科書（人民教育出版社編，《高中化學(xué)（必修）（選修）》）在學(xué)生實驗內(nèi)容的編排上存在以下幾點不盡如人意的地方：

　　第一，對于如何全面發(fā)揮實驗教學(xué)的功能缺乏系統(tǒng)的考慮，只是著重把學(xué)生實驗當(dāng)作驗證，鞏固課堂知識的手段，與演示實驗重復(fù)過多。驗證性實驗安排的比例過大（達(dá)85%），探究性實驗（表現(xiàn)為實驗習(xí)題）比例過�。�約占10%），不利于對學(xué)生實驗?zāi)芰�、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生個性愛好的發(fā)展。

　　第二，由于國情所限，定量實驗安排甚少，這對學(xué)生的科學(xué)方法訓(xùn)練有一定影響。

　　第三，實驗用品，實驗方案極盡詳盡，雖能保證實驗的順利進(jìn)行，但不利于學(xué)生的主動發(fā)展。為此，我們對中學(xué)化學(xué)實驗進(jìn)行了以下模式的改進(jìn)。

　　一、進(jìn)行實驗改進(jìn)的目的

　　幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解和鞏固化學(xué)知識，掌握化學(xué)實驗技能；培養(yǎng)學(xué)生收集處理信息、獲得新知識的能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)助和社會活動能力；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣。

　　二、在學(xué)生實驗中采用的教學(xué)模式

　　依據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)和策略，在實驗中主要采取實驗演繹模式和實驗探究模式

　�。ㄒ唬�實驗演繹模式

　　實驗演繹模式是基于學(xué)生的理性認(rèn)識進(jìn)行擴(kuò)展、推理，或論證、加深的一種教學(xué)模式。這類教學(xué)模式可用下面的圖示表示：

　　實驗主題        實驗事實         印證已有結(jié)論

　　在實驗中選擇有代表性、普遍性的實驗實例，由學(xué)生去完成，使他們體驗"科學(xué)理論的真理性要經(jīng)受實踐的檢驗"

　　為了保證初、高中學(xué)習(xí)方法的連續(xù)性，使學(xué)生盡快適應(yīng)高中的學(xué)習(xí)生活，在高一我們除了在課堂教學(xué)中逐漸滲透研究性學(xué)習(xí)的理念外，在學(xué)生實驗中主要采用了這種教學(xué)模式，同時在實驗中注意加強(qiáng)學(xué)生基本實驗技能的訓(xùn)練。如：鈉的性質(zhì)的教學(xué)，實驗→現(xiàn)象→結(jié)論→驗證

　�。ǘ�）實驗探究模式

　　實驗探究模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生進(jìn)行實驗研究、自行概括得出結(jié)論。與其他教學(xué)模式相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高、學(xué)習(xí)氣氛活躍。實驗探究模式圖示如下：

　　實驗探究主題         正確的事實和現(xiàn)象         結(jié)論和應(yīng)用

　　實驗探究必須靠學(xué)生自己獨立完成，同時需要自行設(shè)計實驗方案，而不是按課本規(guī)定的步驟"照方抓藥"。

　　當(dāng)學(xué)生已逐漸適應(yīng)高中的學(xué)習(xí)方法之后，從高一的第二學(xué)期開始在學(xué)生實驗中逐漸加入探究性實驗，在高二的學(xué)生實驗中我們以實驗探究模式為主。

　　三、實施過程

　　（一）實驗的準(zhǔn)備階段

　　1．教師方面

　　對高中所有學(xué)生實驗和一些教師認(rèn)為應(yīng)做的實驗進(jìn)行分類，整理。我們所做的學(xué)生實驗有：

　　容量瓶的使用 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制（高一）

　　氯、溴、碘的性質(zhì)、 鹵離子的檢驗（高一）

　　硫酸的性質(zhì) 硫酸根離子的檢驗（高一）

　　硫酸銅結(jié)晶水含量的測定（高一）

　　堿金屬及其化合物的性質(zhì) 焰色反應(yīng)（高一）

　　同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變（高一）

　　氨的制備和性質(zhì) 銨離子的檢驗（高二）

　　硝酸和硝酸鹽的性質(zhì)（高二）

　　常見陰離子的性質(zhì)（高二）

　　常見陽離子的性質(zhì)（高二）

　　化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡（高二）

　　弱電解質(zhì)的驗證 電化學(xué)原理和應(yīng)用 膠體的性質(zhì)（高二）

　　滴定管的使用 滴定分析 中和熱的測定（高二）

　　重量分析（高二）

　　有機(jī)物的制取和性質(zhì)（一）（烴）（高二）

　　有機(jī)物的制取和性質(zhì)（二）（烴的衍生物 高分子）（高二）

　　實驗前，教師將本組實驗?zāi)康摹⒁�求、實驗�?nèi)容列出提綱，在學(xué)生寫好預(yù)習(xí)報告后對學(xué)生實驗設(shè)計中有關(guān)實驗室安全性和污染物的處理問題進(jìn)行檢查，對學(xué)生設(shè)計的實驗方案做到心中有數(shù)，備齊所需實驗用品但不對學(xué)生明示正誤。

　　2．學(xué)生方面

　　每3-4名學(xué)生自由結(jié)合成一個固定的實驗小組，實驗前根據(jù)教師提供的實驗提綱認(rèn)真預(yù)習(xí)，明確實驗?zāi)康�，分組討論或自行進(jìn)行實驗設(shè)計，每個實驗內(nèi)容提供多種實驗方案。在預(yù)習(xí)報告上寫明實驗儀器、裝置、方法、步驟，列出未提供的用品清單。鼓勵學(xué)生開動腦筋，實驗方案不拘一格，大膽突破。

　�。ǘ�）實驗實施階段

　　1．時間安排

　　高一的學(xué)生實驗一般控制在40-50分鐘之間，即一節(jié)課左右。

　　高二每班每周有一個下午是化學(xué)兩節(jié)連排課。學(xué)生實驗時利用這兩節(jié)連排課進(jìn)行，如遇某些情況個別組未能完成時，可利用其后自習(xí)時間，每次實驗大約2.0小時左右，有興趣的學(xué)生可自愿延長，實驗過程中可適當(dāng)休息。實驗過程由任課教師及實驗教師共同負(fù)責(zé)。

　　2．實驗操作

　　在實驗過程中教師注意學(xué)生操作的安全性并對學(xué)生進(jìn)行必要的指導(dǎo)，包括觀察方法（實驗現(xiàn)象的觀察，實驗數(shù)據(jù)的記錄）和實驗方法。學(xué)生在實驗過程中密切配合，共同完成實驗內(nèi)容。注意實驗條件的控制（包括化學(xué)藥品、實驗儀器、裝置和化學(xué)實驗操作等）和測量方法的正確，適當(dāng)調(diào)整實驗方案。

　　3．實驗結(jié)果的分析處理階段

　　學(xué)生用化學(xué)用語和必要的表格、線圖對所獲得的化學(xué)實驗結(jié)果加以系統(tǒng)和整理。每個實驗小組將實驗結(jié)果以書面形式寫成實驗報告，全組成員簽名。還要對實驗進(jìn)行反思（結(jié)合自己在本次實驗中應(yīng)肯定和應(yīng)改進(jìn)或必須防范之處，為今后的學(xué)習(xí)、實驗提供指導(dǎo)）。

　　教師結(jié)合學(xué)生的實驗報告和實驗實施過程中帶有普遍性或傾向性的問題以及對發(fā)展學(xué)生智能及實驗技能水平的有關(guān)問題進(jìn)行評價性指導(dǎo)。

　　在整個實驗過程中注重讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的方法和探究過程。

　　四、改進(jìn)后學(xué)生實驗的特點

　�。ㄒ唬�實驗前由學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計

　　讓學(xué)生設(shè)計實驗方案的意義在于：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高思維能力；由于實驗設(shè)計需要學(xué)生靈活地和創(chuàng)造性地運(yùn)用已有的知識、技能，因而可以培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)實驗問題的能力和創(chuàng)造力；進(jìn)行化學(xué)實驗設(shè)計要求學(xué)生掌握各種科學(xué)方法，具有嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和敢于創(chuàng)新的精神，因而有利于學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。

　　在鑒別濃、稀碳酸鈉溶液的實驗設(shè)計中，學(xué)生設(shè)計出了不少于五種的實驗方案：測pH值；測等體積、等濃度的兩種溶液的質(zhì)量；加鹽酸觀察產(chǎn)生氣體的速率；以甲基橙為指示劑，用鹽酸溶液滴定；加氫氧化鋇溶液，觀察沉淀出現(xiàn)的快慢等。

　　（二）實驗中對大部分學(xué)生而言是教師在場的學(xué)生獨立實驗

　　學(xué)會獨立實驗是讓學(xué)生自主地掌握所研究的事物的過程，化學(xué)實驗中的實驗觀察不僅是提出化學(xué)問題的重要途徑，而且是使學(xué)生獲得化學(xué)實驗事實的根本方法，還是驗證假說和理論的直接手段。通過學(xué)生的親身體驗逐步建立正確的觀察順序并逐步掌握實驗觀察的目的性、客觀性、全面性和辨證性的原則。

　　在學(xué)生進(jìn)行實驗操作前教師不對學(xué)生的實驗方案的成功與否作結(jié)論性評價。學(xué)生在實驗中如果能依據(jù)自行設(shè)計的實驗方案成功地解決化學(xué)問題，能激發(fā)更大的熱情，成為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的強(qiáng)勁動力；如果實驗未出現(xiàn)預(yù)期現(xiàn)象，不但可以使他們通過實際操作結(jié)果加深記憶，而且從反面為學(xué)生提出了問題，通過他們的努力，分析原因并重新實施實驗，成功后將會有利于學(xué)生探索實驗成功的關(guān)鍵，提高思維能力。在實驗過程中不但能體會化學(xué)試驗手段是構(gòu)成科學(xué)認(rèn)知活動的不可少的要素，只有正確的實驗手段才能得出正確的概念和理論，還體會化學(xué)實驗事實是對化學(xué)物質(zhì)及其變化的外部特征和外部聯(lián)系的正確反映和描述、是化學(xué)科學(xué)理論賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。認(rèn)識到以先入為主的知識經(jīng)驗或機(jī)械地以書本中給出的結(jié)論為依據(jù)是違背科學(xué)態(tài)度的表現(xiàn)。

　�。ㄈ�）學(xué)生實驗時間適當(dāng)延長。

　　較寬松的實驗時間為學(xué)生的探索過程提供了可能。學(xué)生可以嘗試多種實驗方案，從中體會藥品用量、操作步驟的先后和實驗步驟的多少、實驗條件（溫度、濃度等條件）的選擇和實驗效果的明顯與否對實驗結(jié)果的影響，主動探詢最佳實驗方案。

　　（四）實驗內(nèi)容的安排盡量與實際相聯(lián)系

　　為了讓學(xué)生感到化學(xué)就在身邊，在實驗內(nèi)容的設(shè)置上盡量與實際聯(lián)系。如在設(shè)計乙酸乙酯的合成實驗時，是這樣表述的"飲料中很多水果味的香料都是人工合成的，請你合成香味的乙酸乙酯"。在做陰離子性質(zhì)實驗時，結(jié)合試劑瓶標(biāo)簽有被腐蝕的實際情況設(shè)計了"盛裝在細(xì)口瓶中的某無色溶液的標(biāo)簽右半部分被腐蝕，現(xiàn)只能看到在剩余的左半個標(biāo)簽上有Na2S的字樣，請通過實驗鑒別它的成分"。加強(qiáng)了實驗與實際的聯(lián)系。

　�。ㄎ澹┲匾晢栴}解決的思維過程，鼓勵嘗試。

　　"向?qū)W生預(yù)示結(jié)果或解決方法都會阻礙學(xué)生努力研究"。不注重結(jié)論的趨同，異中求優(yōu)。在鑒別濃、稀NaHCO3溶液的實驗設(shè)計中，雖然設(shè)計了不少實驗方案，但在操作中學(xué)生體會出不同的實驗方案，其實驗時間，實驗結(jié)果的可靠性大不相同。

　　五、體會

　�。ㄒ唬┙處燇w會

　　1．實驗內(nèi)容的編排上既要符合學(xué)生的知識、技能水平，又要與學(xué)生的認(rèn)知水平和心理發(fā)展水平相一致才能最大限度地發(fā)揮實驗探究的作用。

　　2．要求教師具有一定的實驗研究能力，具有一定的指導(dǎo)學(xué)生實驗的技巧，教學(xué)相長。

　　3．"有些同學(xué)合作能力、操作能力較弱，有些同學(xué)有畏難情緒，尚有待加強(qiáng)練習(xí)。"

　　4．實驗時間長，藥品需求量大，指導(dǎo)教師和實驗員的工作量相對增大。

　�。ǘ�）學(xué)生體會

　　"這種化學(xué)實驗，依據(jù)基本知識，又不拘泥于課本，它培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力、判斷能力、應(yīng)急能力、合作能力。在有趣的實驗中加深了知識的牢固程度，不僅為考試，更是為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。"

　　1．實驗鍛煉了動手能力，培養(yǎng)了合作精神。在實驗中大家忘記或疏漏的知識互相補(bǔ)充，鞏固。"不細(xì)心、沒耐心做不好實驗"。

　　2．實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們所掌握的知識不能光憑空想象就得出結(jié)論，必須付諸實施，才能得出正確結(jié)論。實際操作并不比實驗設(shè)計簡單，有時設(shè)想的結(jié)果沒有出現(xiàn)或出現(xiàn)意外，需要思考，探究原因，應(yīng)多設(shè)計幾種實驗方案。實驗前必須經(jīng)過嚴(yán)密考慮，需要考察到實驗的邏輯性、可行性。

　　化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)。雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，某些實驗可以用電視和計算機(jī)來模擬完成，但是視聽只能起到為教學(xué)提供感性材料的作用，而不能代替學(xué)生親自動手作實驗。因為實驗操作技能、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法只有在學(xué)生自己的實驗活動中才能學(xué)到。