实验教学的思考

对高中化学新教材（第一册）实验教学的思考

化学是一门以实验为基础的学科。实验教学对于激发学生的学习兴趣、帮助他们形成化学概念、巩固化学知识、获得化学实验技能、培养实事求是、严肃认真的科学态度和训练科学方法具有重要的意义，在培养学生观察能力和实验能力方面具有不可代替的作用。因此，加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。

随着素质教育的全面推进，“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”是新课程的基本理念，也体现了化学学科的特点。因此，化学教学应跟上时代步伐，更新化学实验教学的观念，特别是要抛弃应试教育下急功近利的实验教学观，从素质教育的高度全面认识化学实验教学的真正价值，树立素质教育的实验教学观，把化学实验教学真正全面纳入到素质教育的轨道上来。

一、关于培养学生化学实验能力的再认识

尽管教师从理论上都知道化学实验教学在化学教学中有着不可替代的作用，但在对学生化学实验能力培养的认识上还存在误区。

一部分教师认为：培养学生化学实验能力就不能纸上谈兵，就应让学生做实验，使学生具有熟练的基本化学实验技能，能顺利完成“规定的学生实验”。

又有一些教师认为：有的学校教师和学生很少或根本不做化学实验，只在黑板中画画——“黑板实验”，口头说说——“叙述实验”，学生的高考化学成绩不是照样不错，甚至进入大学的化学专业学习，难道能说高考中没有考查学生的实验能力？

以上两种认识简言之是“做”和“说”的矛盾，而且往往是在理智上倾向于“做”者，在情感上倾向于“说”者。其实这两种认识都源于对学生化学实验能力理解的偏差，如何全面地认识化学实验能力呢？我们不妨先分析化学实验的全过程：

从化学实验的全过程来看，学生化学实验能力由多种要素组成，它包括发现、选择和明确课题的能力；构思、选用实验方法和设计实验方案的能力；使用和加工仪器的能力；实验操作的能力；观察实验，收集有关事实、资料、数据的能力；分析研究和处理事实、资料、数据，形成概念，作出判断、推理和发现规律的能力；表述实验及其结果、最终解决问题的能力等。所以化学实验的能力应该是涵盖实验的全过程的一种综合能力，不能把化学实验技能当作化学实验能力，能力是一种个性心理特征，而技能属于活动方式范畴，两者是不同的概念，不应该混为一谈。否则势必影响化学实验能力的培养，充其量只能把学生培养成“照方抓药”的操作员。

发现、选择和明确课题的能力；构思、选用实验方法和设计实验方案的能力，长期来被“游离”于实验能力之外，其原因在于这些能力的体现，主要通过“说”或“写”的形式而不是通过“做”的形式。所以学生化学实验能力的培养，不是不能“纸上谈兵”，而是需要“纸上谈兵”，这好比造楼房先得搞设计、画图纸。化学实验操作能力不强的学生，能在高考实验考题中得比较好的分数，是由于传统的书面考试尚不能对学生实验操作能力进行有效的考核，对学生实验能力的考查仍具有很大的局限性和片面性。

当然化学实验能力的培养也不能光是“纸上谈兵”，所谓的“黑板实验”、“叙述实验”绝不是一般意义的化学实验，它们之所以在教学中能起一点作用，其原因是在于利用了学生的想象力。学生的化学实验经验越丰富，这种对化学实验的想像能力也越强。从理论上讲“黑板实验”和“叙述实验”的实验结果不是学生通过亲自操作、观察得到的，具有间接经验的性质，它的获得必需以有关的直接经验为基础。从实践方面讲，如果学生化学直接经验一点也没有，他对化学实验的想像就难免走样、变形。化学实验操作能力关系着实验方法和实验方案的具体实现，因而在化学实验能力的各种成分中占有显要的地位，是绝不能忽视的。在当前“应试”的功利导向作用下，化学实验操作能力的培养更具有重要的现实意义。化学实验操作能力包括选择、装配、使用化学实验仪器和化学试剂的能力；设计、组织和完成实验操作，控制实验条件，实现预期化学过程，以及进行各种预处理，后处理的能力等。化学实验的技能的形成离不开实践和练习，化学实验对于实验技能的形成的作用是其他任何教学活动无法代替的。实验技能的运动和操作成分逐渐内化、高度概括化，并向个性心理特征转化就形成了实验操作能力。所以化学实验能力的形成和发展尤其强烈地依赖化学实验活动。

二、新教材中化学实验编写的新变化

1.实验的呈现方式更为丰富

不区分演示实验和学生实验，根据实验内容和学校的不同条件，可由教师演示，也可边讲边实验或学生探究。同时为学生自己进行实验提供必要的引导或建议。

2.实验的探索性增加

多年以来，教科书中的实验一直是以验证性实验为主，由此招致不少的批评，许多人主张应将验证性实验改为探索性或研究性实验。验证性实验和探索性、研究性实验都有不可替代的作用，关键是如何有效地发挥它们的功效。应当承认，验证性实验是一种非常重要的科学实验方法，在中学化学中引入验证性实验，可以使学生了解科学研究的一种方法，认识到科学理论或发现都必须经过验证才能被确认；并且，学生在完成验证性实验的同时还可体会到结果的乐趣，加深对知识的理解；所以说验证性实验的作用是不可忽视的。教材中的实验大多仍为验证性实验，但编者在验证性实验中融入探索和研究的成分，增强验证性实验的探索性和研究性。

3.进行化学实验和探究时应该注意的安全问题增加

如试剂的存放、试剂的取用、实验操作和实验过程中废液等废弃物的处理等方面考虑。例如：

①氧化剂不能与还原剂一起存放；

②取用化学试剂时不能用手直接去取；

③不能用鼻子直接闻气体；

④酒精灯内酒精的量要适当；

⑤不能给燃烧着的酒精灯添加酒精；

⑥点燃可燃性气体前要验纯；

⑦加热固体时试管口要略低于试管底；

⑧加热液体时要放碎瓷片；

⑨有加热和洗气（或气体吸收）装置的实验要防止液体倒吸；

⑩稀释浓硫酸时要使浓硫酸慢慢沿器壁流入水中。

……

4.实验的绿色化意识增强

在使学生了解化学重要性的同时，还使他们认识到化学也可能给社会带来不好的影响，如对环境的污染。人们一直在力求通过各种途径来消除和防止这一影响，而实际上，化学本身就具有解决这一问题的能力。近年来，人们提出了“绿色化学”这一新的概念。简单地说，绿色化学就是环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。

5.反映科学、技术、社会的相互关系

新教材提供了丰富的与学生生活背景相关的素材，从学生的已有经验和兴趣出发，以激发学生的学习兴趣，增强对科学的亲切感并学习实用性知识。积极引导学生将所学知识应用于实际，从学科角度对日常生活、生产和其他学科中出现的某些实际问题进行研究，以便学生全面了解化学、技术和社会的相互关系。

6.实验的科学性更为严密

教学中强调实验的规范，让学生掌握实验程序：实验名称→实验目的→实验药品与装置→实验操作步骤→实验结果。要求学生做到：实验前做好预习，熟悉实验的内容，制定实验的方案，了解安全操作事项，检查实验的仪器和药品；实验时要认真观察与记录、分析实验现象并得出结论。要使学生认识到良好的实验习惯是实验顺利进行和实验取得成功的保证。

三、对新教材实验教学策略

1.强调实验室规则，严格规范实验行为，培养学生良好的实验习惯

新教材把“化学实验”作为专题内容，还把它安排在第一章，突出了化学实验的基础性，既起到与初中化学实验以及化学知识的衔接，又为高中化学新知识的学习穿针引线，通过实验把学生引入化学世界，本章以化学实验方法和技能为主要内容和线索，结合基本概念等化学基础知识，将实验方法、实验技能与化学基础知识紧密结合。本章从实验室安全注意事项入手，主要提醒学生从实验室规则、安全措施和正确的操作方法等方面重视安全问题，并通过让学生讨论一些实际问题而加深对安全的认识。

2.增添和改进演示实验，提高演示实验技能

既然我们已经明确实验教学的作用不仅仅只是为了训练学生的基本操作技能或者验证某些知识，而是具有多种功能。那么就应使化学实验贯穿于教材的各个环节，我们可以设计出更多的演示实验来满足教学的需要。如新课的引入，重点、难点的突破，设疑和研讨，小结和复习，习题和课外活动等，以尽可能地发挥实验教学的综合效益。

对于和新教材的内容密切相关但在新教材中已予删去的实验，由于这些实验经教师的长期使用，已积累了比较丰富的教学经验，并已被以往的教学实践所证实能产生较好的教学效益，不要轻易丢弃，教师应理解新教材的编写意图，对实验加以改进和补充，使其继续发挥作用，当然既然这些实验已被新教材所删除，若重新选用，选用的目的应更偏重于学生能力的培养，而不必在实验的具体知识中下太大的功夫。对新教材中规定的演示实验也可根据教学需要进行改进，尤其是教材中新增加的实验，教师更应花较大的力气去进行反复的试验和改进，并做好教学设计，以保证实验在较短的时间内产生明显的实验现象，收到较好教学。如【实验4－8】该实验只有在持续加热时，才有稳定的SO₂气流。反应完毕，冷却后，把试管里的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管里，可观察到溶液呈现蓝色。

在做这个实验时，试管底部往往会出现黑色沉淀物，溶液也显得发黑，持续加热的时间长一些，颜色可变浅。由于反应复杂，不宜过多介绍。

此实验也可稍作改进（如图1）。改进后的实验可证明SO₂的产生；证明SO₂溶液为酸性；证明SO₂不能漂白石蕊溶液；强调尾气处理的方法。

图1

现象：浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊溶液变红或使品红溶液褪色的气体。反应后生成物的水溶液显蓝色。

3.进一步增加实验的研究性和探索性

实验的体验和成功，有利于激发学生学习化学的兴趣。在新教材中，不区分演示实验和学生实验，提倡教师多采用边讲边实验的教学方式。这样有利于学生掌握实验技能，培养观察、思维、独立操作等能力，容易获得成功感。在实验过程中，教师通过分阶段讲解实验的操作要点和注意事项，提高学生的注意力，并可减少实验过程中不规范的操作。在教学中，教师应该做好以下几方面工作，充分发挥教师的引导、示范和调控作用。

●切实做好实验的组织和准备工作

首先根据实验内容准备好实验仪器和药品，教师应预先做实验，保证实验成功；其次要把实验内容、要求和注意事项在黑板上写清楚；再次是要求学生做好实验预习。

●加强对学生实验的全面指导

实验开始时教师应检查学生的预习情况，针对实验的目的向学生讲清实验的内容和要求，强化注意事项。实验过程中教师要进行巡视，发现学生实验中存在的问题要及时纠正。

●及时做好实验的评价

实验完成后教师应作简要的总结，评价学生实验完成的情况。

●组织学生完成药品回收、仪器清洗和实验室整理等工作

对于一些重要的实验和操作，教师可先演示。演示实验是教学双方协调活动的一种实验方式，在根据一般要求进行教学时，还应该注意：

①操作规范

学生实验技能的形成，往往从模仿教师的行为开始，教师应该严格要求自己，一丝不苟地按规范化的要求操作，起好示范作用。力求做到玻璃仪器透明洁净，试剂、装置排放井然有序，介绍仪器名称、实验原理清晰、简捷，实验操作准确、熟练，实验速度快慢适当等。

②现象清晰

为增加实验的直观性，应选择那些反应时有明显颜色改变、气体产生、沉淀生成、物质溶解、热量变化、发光发热、燃烧爆炸（应保证安全）等鲜明现象的实验；尽可能使用大型仪器，使演示实验的整个装置位于全体学生的视野范围内；借用白色或黑色纸屏衬托，或作空白对比；如果是试管、烧杯等简单仪器内的反应，教师可作巡回演示；一些难以直接看清的实验，可采用投影放大等方法。

③力求成功

实验前必需做好充分准备，演示实验前教师要亲自动手实验，有把握再进教室。对一些难做的实验，要设法改进，能很好地控制化学反应的条件。实验中要确保学生的安全，要努力减少学生对化学实验的恐惧心理。

4.增加实验的趣味性和实用性

以往，中学化学实验在内容上存在较强的学术味，加上过分强调规范的操作，造成实验能增强化学趣味性的功能没有充分地发挥出来。近年来，人们对这一问题作了许多的思考和研究，在教科书中相继设置了趣味实验、家庭小实验等有趣的实验，供教师和学生选做。但是，由于受考试、课时等因素的影响，这样的实验往往被忽视。在实验趣味性方面的改革，不能光局限在家庭小实验上，而是从课堂实验入手，在课堂实验中引入一些有趣的实验，如实验：用两只洁净干燥的玻璃杯，一只滴入几滴浓盐酸，一只滴入几滴浓氨水，转动杯子使液滴沾湿杯壁，随即用玻璃片盖上，把浓盐酸的杯子倒置在浓氨水的杯子上，抽去玻璃片，逐渐便能看到满杯白烟。

在中学阶段，学生学习的知识和接触社会的机会有限，通过实验来了解化学在实际中的作用，可说是一条很好的途径。近年来实验的改革正在向着生活化的方向进行。我们可选择了一些与实际生活密切相关的素材，测定身边物质的pH、溶液酸碱性对头发的影响、用氢氧燃料电池制作音乐贺卡、制作有机材料的粘合剂粘补一些合成材料的用品等。另外，实验的生活化还体现在实验用品上，使用一些生活中的物品，如用小眼药瓶作为添加液体药品的仪器，不但使用方便而且还具有容量大的特点。又如用金属易拉罐做“先瘪后鼓”实验等。这样的代用品实验虽然不多，但它能启发教师在实验条件较差和经费较少的情况下，利用现有的材料安排实验，也能启发学生在生活中随时利用生活中的物品进行一些简单的实验探索。我们希望通过这样的实验安排，使学生了解化学对个人生活和对社会的重要作用，认识学习化学的重要性，同时提高他们学习化学的兴趣。

5.强化实验的绿色化，提高环境保护意识

在让学生了解化学重要性的同时，还要让他们认识到化学也可能给社会带来负面的影响，如对环境的污染。人们一直在力求通过各种途径来消除和防止这一影响，而实际上，化学本身就具有解决这一问题的能力。对污染性较强的反应物则在密闭的装置内进行实验。如铜和浓硫酸、稀硝酸的反应。实验时要选用细长的导线铜丝。这样既反应快，又便于及时抽出，污染少。

6.用化学实验作为开展研究性学习的一个途径

在各校开设的研究性课程中，许多学生对如何选择合适的研究课题颇费脑筋，其实学生研究发现、选择化学实验课题的能力也是实验能力的一个组成部分。通过加强化学实验教学提高了学生的实验能力，也有助于学生发现和选择新的课题的能力的提高。如果使学生勤于动手，积极参与大量的化学实验实践活动，又能认真、细心、善于思考的话，在实验中出现“异常”现象和“异常”情况是屡见不鲜的。而解释这种“异常”就孕育着丰富的课题，则需要学生提出假设，查阅资料，设计验证假设的实验方案，这就是很好的研究。另外不迷信权威，敢于怀疑和质疑也可从化学实验中找到很好的课题。

化学实验中课题的选择大致上有这么几个方面：

①关于化学实验原理的研究；

②关于实验现象和结果的解释的研究；

③关于实验装置的研究；

④关于实验条件的控制的研究；

⑤关于实验试剂的选择的研究；

⑥关于实验安全性的研究。

总之，新教材要求为每一个学生提供平等学习的机会，在“做科学”的探究实践中学习。实验作为化学研究和教育的主要手段，根据自身特点，为适应新课程的要求更突出探究性。教师充分认识到学生的创造个性和创造能力的重要性，并在此基础上，尽量发挥和培养学生的这种个性和能力。倘能如此，对学生，对教师或对化学教育本身，都是极有意义的！

参考文献：

1.人教版普通高中课程标准实验教科书——化学（第一册）

2.刘知新等，《化学实验论》，广西教育出版社