高中化學學生實驗教學的嘗試

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

　　第一，化學實驗是化學科學知識的源泉。

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

　　第二，化學實驗是訓練科學方法的有效途徑

　　學生的學習活動歸根結(jié)底是獲得知識經(jīng)驗和行為變化的過程。讓學生做化學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能結(jié)構(gòu)，有利于創(chuàng)造思維的發(fā)展，這正是對學生進行科學方法訓練的理論依據(jù)。

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

　　第三，化學實驗是養(yǎng)成科學態(tài)度的必由之路

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

　　化學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生實驗。學生實驗是學生獲取知識、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教學中各起著不同的作用。驗證性實驗可以證實、檢驗所學過的化學知識，起到復習鞏固和加深記憶的作用。探究性實驗旨在培養(yǎng)學生獨立探究能力，使學生受到科學方法的系統(tǒng)訓練。學生在教師的指導下親自進行實驗探究活動，能最大限度地發(fā)揮學習主體的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

　　我國現(xiàn)行化學教科書（人民教育出版社編，《高中化學（必修）（選修）》）在學生實驗內(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)揮實驗教學的功能缺乏系統(tǒng)的考慮，只是著重把學生實驗當作驗證，鞏固課堂知識的手段，與演示實驗重復過多。驗證性實驗安排的比例過大（達85%），探究性實驗（表現(xiàn)為實驗習題）比例過小（約占10%），不利于對學生實驗能力、科學態(tài)度和科學方法的培養(yǎng)，也不利于學生個性愛好的發(fā)展。

　　第二，由于國情所限，定量實驗安排甚少，這對學生的科學方法訓練有一定影響。

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

　　一、進行實驗改進的目的

　　幫助學生形成化學概念，理解和鞏固化學知識，掌握化學實驗技能；培養(yǎng)學生收集處理信息、獲得新知識的能力；培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度、科學方法；培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)助和社會活動能力；培養(yǎng)學生科學探究精神和創(chuàng)新思維習慣。

　　二、在學生實驗中采用的教學模式

　　依據(jù)實驗目標和策略，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生的理性認識進行擴展、推理，或論證、加深的一種教學模式。這類教學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，由學生去完成，使他們體驗"科學理論的真理性要經(jīng)受實踐的檢驗"

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

　�。ǘ�）實驗探究模式

　　實驗探究模式強調(diào)學生進行實驗研究、自行概括得出結(jié)論。與其他教學模式相比，學生的學習積極性高、學習氣氛活躍。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)論和應用

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

　　當學生已逐漸適應高中的學習方法之后，從高一的第二學期開始在學生實驗中逐漸加入探究性實驗，在高二的學生實驗中我們以實驗探究模式為主。

　　三、實施過程

　�。ㄒ唬�實驗的準備階段

　　1．教師方面

　　對高中所有學生實驗和一些教師認為應做的實驗進行分類，整理。我們所做的學生實驗有：

　　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（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）

　　化學反應速率 化學平衡（高二）

　　弱電解質(zhì)的驗證 電化學原理和應用 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）

　　有機物的制取和性質(zhì)（一）（烴）（高二）

　　有機物的制取和性質(zhì)（二）（烴的衍生物 高分子）（高二）

　　實驗前，教師將本組實驗目的、要求、實驗內(nèi)容列出提綱，在學生寫好預習報告后對學生實驗設計中有關實驗室安全性和污染物的處理問題進行檢查，對學生設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生明示正誤。

　　2．學生方面

　　每3-4名學生自由結(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真預習，明確實驗目的，分組討論或自行進行實驗設計，每個實驗內(nèi)容提供多種實驗方案。在預習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兩節(jié)連排課。學生實驗時利用這兩節(jié)連排課進行，如遇某些情況個別組未能完成時，可利用其后自習時間，每次實驗大約2.0小時左右，有興趣的學生可自愿延長，實驗過程中可適當休息。實驗過程由任課教師及實驗教師共同負責。

　　2．實驗操作

　　在實驗過程中教師注意學生操作的安全性并對學生進行必要的指導，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（包括化學藥品、實驗儀器、裝置和化學實驗操作等）和測量方法的正確，適當調(diào)整實驗方案。

　　3．實驗結(jié)果的分析處理階段

　　學生用化學用語和必要的表格、線圖對所獲得的化學實驗結(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。還要對實驗進行反思（結(jié)合自己在本次實驗中應肯定和應改進或必須防范之處，為今后的學習、實驗提供指導）。

　　教師結(jié)合學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)展學生智能及實驗技能水平的有關問題進行評價性指導。

　　在整個實驗過程中注重讓學生體驗科學探究的方法和探究過程。

　　四、改進后學生實驗的特點

　　（一）實驗前由學生進行實驗設計

　　讓學生設計實驗方案的意義在于：激發(fā)學生學習化學的興趣，提高思維能力；由于實驗設計需要學生靈活地和創(chuàng)造性地運用已有的知識、技能，因而可以培養(yǎng)學生解決化學實驗問題的能力和創(chuàng)造力；進行化學實驗設計要求學生掌握各種科學方法，具有嚴肅認真、一絲不茍和敢于創(chuàng)新的精神，因而有利于學生科學方法的訓練和科學態(tài)度的培養(yǎng)。

　　在鑒別濃、稀碳酸鈉溶液的實驗設計中，學生設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。

　�。ǘ�）實驗中對大部分學生而言是教師在場的學生獨立實驗

　　學會獨立實驗是讓學生自主地掌握所研究的事物的過程，化學實驗中的實驗觀察不僅是提出化學問題的重要途徑，而且是使學生獲得化學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。

　　在學生進行實驗操作前教師不對學生的實驗方案的成功與否作結(jié)論性評價。學生在實驗中如果能依據(jù)自行設計的實驗方案成功地解決化學問題，能激發(fā)更大的熱情，成為進一步學習的強勁動力；如果實驗未出現(xiàn)預期現(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生探索實驗成功的關鍵，提高思維能力。在實驗過程中不但能體會化學試驗手段是構(gòu)成科學認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，還體會化學實驗事實是對化學物質(zhì)及其變化的外部特征和外部聯(lián)系的正確反映和描述、是化學科學理論賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎。認識到以先入為主的知識經(jīng)驗或機械地以書本中給出的結(jié)論為依據(jù)是違背科學態(tài)度的表現(xiàn)。

　�。ㄈ�）學生實驗時間適當延長。

　　較寬松的實驗時間為學生的探索過程提供了可能。學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。

　�。ㄋ模�實驗內(nèi)容的安排盡量與實際相聯(lián)系

　　為了讓學生感到化學就在身邊，在實驗內(nèi)容的設置上盡量與實際聯(lián)系。如在設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)合試劑瓶標簽有被腐蝕的實際情況設計了"盛裝在細口瓶中的某無色溶液的標簽右半部分被腐蝕，現(xiàn)只能看到在剩余的左半個標簽上有Na2S的字樣，請通過實驗鑒別它的成分"。加強了實驗與實際的聯(lián)系。

　�。ㄎ澹┲匾晢栴}解決的思維過程，鼓勵嘗試。

　　"向?qū)W生預示結(jié)果或解決方法都會阻礙學生努力研究"。不注重結(jié)論的趨同，異中求優(yōu)。在鑒別濃、稀NaHCO3溶液的實驗設計中，雖然設計了不少實驗方案，但在操作中學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生的知識、技能水平，又要與學生的認知水平和心理發(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，具有一定的指導學生實驗的技巧，教學相長。

　　3．"有些同學合作能力、操作能力較弱，有些同學有畏難情緒，尚有待加強練習。"

　　4．實驗時間長，藥品需求量大，指導教師和實驗員的工作量相對增大。

　　（二）學生體會

　　"這種化學實驗，依據(jù)基本知識，又不拘泥于課本，它培養(yǎng)了學生的思維能力、判斷能力、應急能力、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。"

　　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充，鞏固。"不細心、沒耐心做不好實驗"。

　　2．實踐是檢驗真理的唯一標準。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計簡單，有時設想的結(jié)果沒有出現(xiàn)或出現(xiàn)意外，需要思考，探究原因，應多設計幾種實驗方案。實驗前必須經(jīng)過嚴密考慮，需要考察到實驗的邏輯性、可行性。

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