此文發(fā)《中國新課程教育教研》2016.1.

在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力    

湖北省恩施市第三高級中學(xué)   譚志勇  郵編：445000

【摘要】本文從老課程高中化學(xué)實驗教學(xué)的視角，討論探討新課程高中化學(xué)實驗教學(xué)。首先探討新課程化學(xué)實驗教學(xué)的特點，化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)更明確，內(nèi)容變化、方式多樣等。然后結(jié)合自己的理解對實驗教學(xué)，從實驗改進補充、實驗探索、環(huán)境保護、實驗體驗、實驗過程優(yōu)化等方面進行了實踐。同時從學(xué)生觀、實驗改進、實驗組織方式、對教師的要求等方面作反思。以期對高中化學(xué)實驗有效教學(xué)提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】新課程；高中化學(xué)；實驗教學(xué) ；

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的一門自然學(xué)科?；瘜W(xué)實驗是高中化學(xué)教學(xué)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)生獲取化學(xué)概念、理論、計算等知識和檢驗化學(xué)知識的重要手段,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要內(nèi)容和途徑，有效的實驗教學(xué)是新課程化學(xué)教學(xué)順利進行的重要保障?？墒?，新課程高中化學(xué)實驗教學(xué)與老課程高中化學(xué)實驗教學(xué)有較大的變化，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評價等都有變化，為了更好地理解這些變化，很需要了解新課程高中化學(xué)業(yè)實驗教學(xué)的特點；然后討論新課程化學(xué)實驗教學(xué)為的方法，以及實踐和反思。

1、新課程理念下化學(xué)實驗教學(xué)的新特點

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出 “通過實驗探究,掌握基本的化學(xué)實驗技能和方法,進一步體驗實驗探究的基本過程,認(rèn)識實驗在化學(xué)科學(xué)研究和化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用,提高化學(xué)實驗?zāi)芰Α！毙抡n程背景下的高中化學(xué)實驗教學(xué)呈現(xiàn)了一些有如下特點。

1.1 化學(xué)實驗教學(xué)的目標(biāo)更明確。新課程背景下的化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)，不僅有知識和能力方面的要求，而且技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)水平從低到高有層次。如初步學(xué)習(xí)（分離混合物、制取氣體）；初步學(xué)會（取用藥品、加熱、選擇儀器、連接儀器、配制溶液、檢驗物質(zhì)、使用化學(xué)用語、觀察記錄、簡單計算）。從而培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力、主動探究能力和創(chuàng)新精神，同時培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活和社會的意識。

1.2化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的介入方式多樣化。新課程背景下的化學(xué)實驗教學(xué)，除了教材外，高中化學(xué)課程“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”和“活動與探究建議”、“觀察與思考”中都涉及到了化學(xué)實驗內(nèi)容，化學(xué)實驗教學(xué)可以采用分散與集中相結(jié)合的方式。

1.3化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容有新變化。新課程背景下的化學(xué)實驗教學(xué)，出現(xiàn)生活化、探究化、綠色化、現(xiàn)代化和人性化的統(tǒng)一。

2．新課程化學(xué)實驗教學(xué)的方法

在新程背景下，化學(xué)實驗教學(xué)由激發(fā)學(xué)生積極地接受學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥靥剿鲗W(xué)習(xí)，由學(xué)會知識、會學(xué)知識到求異創(chuàng)新。特別是由驗證性實驗轉(zhuǎn)向探究性實驗；由封閉性實驗轉(zhuǎn)向開放性實驗等。為了達到這一目標(biāo)，筆者針對不同的教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)方法上進行研究和嘗試。

2．1合理改進實驗和補充實驗。

案例1：《化學(xué)2》中“化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化”探究[實驗2]，“在100ml小燒杯中加入約20g經(jīng)研磨的氫氧化鋇晶體[Bad(OH)₂.8H₂O]，然后加入約10g氯化銨晶體，用玻璃棒攪拌，使之充分混合。用手觸摸燒杯外壁，反應(yīng)混合物的溫度有什么變化？”實驗揮發(fā)出來的氨氣有很強刺激性，學(xué)生都用手捂著鼻子，而忽視本實驗的有效現(xiàn)象是溫度的降低，筆者針對問題加以改進。

將在敞口的小燒杯進行的反應(yīng)改成塑料薄膜袋中進行?！皩⒐虘B(tài)的[Bad(OH)₂.8H₂O]和NH₄Cl置入塑料袋，再把裝水塑料袋扎緊，這時只要稍稍揉搓塑料袋中固體混合物，立即就可以感到明顯的溫度降低的現(xiàn)象。” 不僅沒有污染，藥品只需用教材原實驗用量的二之一，而且現(xiàn)象十分明顯，手會感覺冰冷，學(xué)生有深刻的體驗，達到教學(xué)效果 。

案例2：必修《化學(xué)2》《天然氣的利用甲烷》“觀察與思考2”是甲烷的取代反應(yīng)實驗，這是中學(xué)生所接觸的第一個典型有機反應(yīng)類型。實驗的成功對學(xué)生理解取代反應(yīng)的實質(zhì)和掌握有機反應(yīng)的特點尤為重要。筆者針對按教材實驗效果不明顯的缺陷作了改進和補充：
　　由于甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，生成氯代甲烷的混合物。這個實驗用日光直接照射，較難控制反應(yīng)的進行。因此，可以采用高壓汞燈或日光燈作為光源。其實驗效果都較好。

1、實驗方法（如圖）

（1）先在兩只塑料袋里，分別收集好氯氣和甲烷，其體積比約為4：1，再按圖安裝好實驗裝置。

（2）松開活塞，把氯氣壓進盛有甲烷的塑料袋中。

（3）大約1分鐘之后，讓學(xué)生觀察塑料袋內(nèi)壁出現(xiàn)的現(xiàn)象，他們很容易發(fā)現(xiàn)壁上有油狀小液滴出現(xiàn)。再打開活塞，排出廢氣，使廢氣對準(zhǔn)沾有氨水的小棉球，立即有白色濃煙產(chǎn)生。說是生成了氯化氫氣。

2、實驗效果的運用

教師根據(jù)以上甲烷分子中氫原子能被氯原子取代的實驗事實，利用結(jié)構(gòu)式，讓學(xué)生自己寫出生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的取代反應(yīng)的方程式。然后讓學(xué)生自己分析、歸納出取代反應(yīng)的定義，完成了本節(jié)教學(xué)重點和難點的突破。

像這樣的改進，達到了通過有效的實驗現(xiàn)象說明化學(xué)反應(yīng)原理的目的，教學(xué)效果明顯提高。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生探索、發(fā)現(xiàn)的能力。

案例3：按照“問題分析--實驗設(shè)計--動手操作”三步思路，讓學(xué)生通過解決“用多種實驗方法鑒別濃硫酸和稀硫酸?！眮磉_到硫酸性質(zhì)的復(fù)習(xí)。

   1、教師分析啟發(fā)：“濃硫酸，稀硫酸各有哪物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？你能從這些性質(zhì)出發(fā)尋找區(qū)別的方法嗎？學(xué)生積極進行求異思維，思考、歸納各自的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

    2、學(xué)生發(fā)散思考，教師收斂歸納：

    3、動手操作

按學(xué)生設(shè)計好的這十幾種方法，讓每組學(xué)的一位學(xué)生抽簽選擇實驗，先設(shè)計裝置，交由實驗老師準(zhǔn)備藥品和儀器，下節(jié)課再動手實驗操作，操作過程中，教師加以引導(dǎo)、協(xié)助和點撥，鼓勵學(xué)生之間進行實驗協(xié)作探究；實驗結(jié)束后，學(xué)生就觀察到的現(xiàn)象、分析的思路以及得到的結(jié)論進行相互交流、展開討論；對出現(xiàn)錯誤和偏差的實驗進行了分析總結(jié)，找出失敗的原因。  

新課程背景下很多教學(xué)內(nèi)容，按探究實驗的程序組織教學(xué)，不僅加深了對有關(guān)化學(xué)知識、實驗原理的理解，更重要的是鍛煉了探索、發(fā)現(xiàn)、解決新問題的能力對復(fù)習(xí)課的效果非常好。

2.3讓學(xué)生體驗到知識的實用性和價值性。

案例4：本校課外家庭小實驗1，石子的轉(zhuǎn)化探究實驗。取一小燒杯，盛少許蒸餾水，加入2-3滴酚酞溶液，溶液顯無色。將一小塊潔凈的石子放入溶液里，溶液顯顏色不變化。從溶液中取出石子，用鑷子夾住石子在酒精燈火焰上灼燒，約5—8min后石子燒紅，可聽見輕微的炸裂聲，將石子放入燒杯的溶液里，燒杯里的溶液立即變成紅色。通過玻璃導(dǎo)管，用嘴向上述溶液里吹氣，一會后，溶液變渾濁，紅色褪去。再繼續(xù)吹氣，燒杯里渾濁的溶液變澄清。通過探究實驗，使學(xué)生掌握碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣之間的關(guān)系。這個實驗貼近生活，聯(lián)系實際，現(xiàn)象明顯，說明問題。

    案例5：本校課外家庭小實驗2，必修《化學(xué)2》學(xué)習(xí)了葡萄糖和淀粉等重要知識后，課后布置了自制甜酒釀的家庭小實驗，強調(diào)自己釀制，眾人品嘗，這個小實驗看起來很簡單，但是光有課本上的化學(xué)知識，根本完不成。同學(xué)查資料，問有經(jīng)驗的師傅，才知道自制甜酒釀的工藝流程，在家里多次試驗才釀造成功。當(dāng)同學(xué)一起分享的時候，除品嘗到了甜酒釀的甜美醇香外，還有探索、創(chuàng)造、成功的甘露以及失敗的苦澀。在學(xué)生關(guān)于自制甜酒釀的小論文中，學(xué)生普遍談到這個特殊的家庭小實驗的意義與收獲。

新課程背景下的化學(xué)實驗教學(xué)倡導(dǎo)從學(xué)生和社會發(fā)展的需要出發(fā)，發(fā)揮學(xué)科自身優(yōu)勢，通過化學(xué)實驗拉近學(xué)生與化學(xué)科學(xué)間的距離，使學(xué)生真切感受到化學(xué)就在身邊，化學(xué)與生活和社會發(fā)展密切相關(guān)，讓學(xué)生體驗到知識的實用性和價值性。家庭小實驗就是加強化學(xué)教學(xué)與生活、社會聯(lián)系一種手段。課余家庭小實驗的完成，不僅能驗證理論知識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，學(xué)以致用，到達化學(xué)為生產(chǎn)生活服務(wù)的教學(xué)效果。

2.4強化環(huán)境保護意識和社會責(zé)任感。

案例六：二氧化硫性質(zhì)實驗的改進：1、實驗裝置（如圖）

　2、實驗步驟
　?、偃∫恢i燒瓶，向燒瓶中加入1.5g左右的Na₂SO₃晶體。
　?、谌∫桓鶐慰紫鹌と牟ＡО簦瑥纳系较乱来斡猛髂z帶粘牢濕潤的紫色石蕊試紙、濕 潤的品紅試紙。然后插入燒瓶中間管口。
　?、廴芍慰兹淖⑸淦?，分別吸入2mL左右的氫氧化鈉溶液和濃硫酸（70%），然后分別插入燒瓶左右兩個管口。
　?、芡苿幼⑸淦骷尤霛饬蛩?，觀察試紙顏色變化。觀察完畢，加入氫氧化鈉溶液，吸收未反應(yīng)的SO₂氣體。
　　3、實驗說明
　 ①氫氧化鈉溶液濃度宜大些。
　 ②為加快氣體產(chǎn)生速度，可在燒瓶底部稍微加熱。
　 ③為證明SO₂的還原性，也可以在玻璃棒上粘貼KMnO₄溶液或溴水潤濕的濾紙環(huán)。
　　4、實驗優(yōu)點
　　整個實驗在密閉系統(tǒng)中進行，而且用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，可防止有毒的二氧化硫氣體的逸出。另外實驗藥品消耗少，有利于節(jié)約。

環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展使綠色化學(xué)實驗成為教學(xué)的更高追求。這樣綠色化學(xué)實驗，不僅可以大大減少污染，而且能使學(xué)生受到直觀的環(huán)境保護的教育。寓環(huán)境保護教育于化學(xué)教學(xué)之中是宣傳化學(xué)，使學(xué)生熱愛化學(xué)的有效方法。

實驗時要讓學(xué)生掌握消除或減輕環(huán)境污染的簡單原理和實際操作，也可改進化學(xué)實驗和采用微型化學(xué)實驗，實驗后回收、清理工作也要做好。

2.5利用現(xiàn)代信息技術(shù)，優(yōu)化實驗過程和效果。

案例七：在“原電池原理”的教學(xué)中，在做完銅鋅原電池實驗后，只能看到外在現(xiàn)象，并且效果不是十分明顯（負(fù)極仍舊有氣泡），在過去的教學(xué)中，教師多以掛圖、幻燈和模型來幫助學(xué)生想象，但因這些輔助手段的靜止和單一性，實際效果并不理想。

用現(xiàn)代信息技術(shù)，把認(rèn)知過程留給學(xué)生，成功地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)過程。首先，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)好學(xué)習(xí)、研究的環(huán)境：用心臟起搏器、常用電池、燃料電池、原電池等生動信息引入課題，運用清華同方化學(xué)教學(xué)素材庫素材編輯課件，使學(xué)生掌握了“什么是原電池？”，即原電池的構(gòu)成條件；“為什么能產(chǎn)生電流？”即原電池的工作原理解決了電子轉(zhuǎn)移和電流的形成的問題；“能否將電極材料（鋅板或銅板）用其他材料替換？” 把想象的空間留給學(xué)生，給學(xué)生留出二十分鐘的時間供學(xué)生實驗探究，從電極名稱、電極反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移方向及能量轉(zhuǎn)化到原電池的構(gòu)成條件，學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成了原電池原理的認(rèn)知全過程；在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察真實實驗或引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊實驗。克服實驗現(xiàn)象不明顯等缺點，從而提高實驗教學(xué)的有效性。把交流和評價的權(quán)利留給學(xué)生，學(xué)生相互交流取長補短，協(xié)作學(xué)習(xí)，相互評價，使學(xué)習(xí)任務(wù)完成得更完美。

3．反思與體會

新課程背景下的化學(xué)教師要加強學(xué)習(xí)和實踐，更新觀念，適應(yīng)新的教育教學(xué)要求。

    3．1樹立新的課堂觀和學(xué)生觀  明確教師是學(xué)生的引導(dǎo)者、組織者和合作者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人。教師要以學(xué)生發(fā)展為本的觀念，關(guān)注學(xué)習(xí)方法的形成，情感和態(tài)度的培養(yǎng)。

     3．2 重視實驗改進和補充  實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要手段，教師平時要多深入實驗室，自己動手改進和補充課本實驗。

3．3 重視實驗探究 在探究中獲得體驗 化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中起著十分重要的作用，實驗教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。由于實驗者或?qū)嶒灄l件的不同，往往得到的實驗產(chǎn)物也不相同，如果對實驗后的產(chǎn)物進行現(xiàn)研究，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進學(xué)生思維發(fā)展，發(fā)揮學(xué)生潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

     3．4開展課外化學(xué)實驗活動，培養(yǎng)對化學(xué)實驗的興趣。開展化學(xué)課外實驗活動，能鞏固和加深課堂教學(xué)的基礎(chǔ)知識，提高實驗操作基本技能，擴大學(xué)生的知識領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，有利于創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。因而根據(jù)學(xué)生的個人興趣，心理特征、知識層次和能力要求，通過豐富多彩的課外化學(xué)活動，可為學(xué)生個性特長的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供廣闊空間。

3.5開放實驗室，讓學(xué)生設(shè)計實驗，進入實驗室探究實驗。特別是高三復(fù)習(xí)階段，開放實驗室對學(xué)生深化、系統(tǒng)理解掌握化學(xué)知識、技能、方法等很有幫助。

3.6提升教師自身知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)水平。化學(xué)教師不但要有深而廣的化學(xué)專業(yè)知識，保證教學(xué)取得良好的效果，還必須掌握物理、生物和數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識，以形成合理的知識結(jié)構(gòu)；而提升教學(xué)水平還必須與新標(biāo)準(zhǔn)要求同步，掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體教學(xué)技術(shù)等, 善于把書本知識轉(zhuǎn)化為教學(xué)知識,轉(zhuǎn)化為學(xué)生易于接受的知識,也就是說通過教學(xué)過程把知識和才能轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力和素質(zhì),從而培養(yǎng)學(xué)生具有獨立的求知能力。

總之，在新課程理念下化學(xué)實驗教學(xué)有許多問題需要探索和實踐，但只要能活躍學(xué)生思維，開發(fā)學(xué)生潛能，使學(xué)生成為實驗教學(xué)的主體，就是有效的實驗教學(xué)。