關(guān)于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗改革的思考與實(shí)踐

1、關(guān)于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗改革的思考與實(shí)踐課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心 王 晶化學(xué)是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。在化學(xué)課程改革中，化學(xué)實(shí)驗的改革是非常關(guān)鍵的一部分。全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗稿）（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）提出了化學(xué)實(shí)驗改革的新理念，更推動了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗改革的深入進(jìn)行。本文僅談一談在編寫人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書化學(xué)(以下簡稱“新教科書”)的過程中，對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗改革的思考與探索。 一、構(gòu)建實(shí)驗體系的基本原則 1以課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求為根本,合理選擇實(shí)驗素材 課程標(biāo)準(zhǔn)從知識與技能、過程和方法、情感態(tài)度與價值觀等目標(biāo)上，對于化學(xué)實(shí)驗都有明確的要求，體現(xiàn)了化學(xué)以實(shí)驗為基礎(chǔ)的思想。新教

2、科書中實(shí)驗的設(shè)計，力求體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在內(nèi)容的選擇上，首先根據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)來安排實(shí)驗，如實(shí)驗基本操作、氣體的制備實(shí)驗、溶液的配制實(shí)驗等；同時，參考“活動與探究建議”，根據(jù)知識安排選擇部分實(shí)驗。此外，根據(jù)知識內(nèi)容的安排，自行設(shè)計編寫了一些實(shí)驗，如摸擬酸雨的危害等。通過這樣的素材，以達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗?zāi)繕?biāo)和內(nèi)容要求。 2根據(jù)學(xué)生和學(xué)校的實(shí)際，確定實(shí)驗的難度、數(shù)量和用品 新教科書的實(shí)驗編寫，考慮了學(xué)生和學(xué)校的實(shí)際。從學(xué)生的實(shí)際看，初中生剛開始接觸化學(xué)，對于化學(xué)知識很陌生，而實(shí)驗會令他們感到新奇有趣。所以，在教科書中針對不同的內(nèi)容，安排了較多切實(shí)可行的實(shí)驗。同時，考慮到初中生的化學(xué)知識有限，對實(shí)驗內(nèi)容

3、和操作的難度都有所限制，選擇內(nèi)容基礎(chǔ)、操作簡便的實(shí)驗，以保證實(shí)驗的順利完成。從學(xué)校的實(shí)際看，由于經(jīng)濟(jì)等因素的影響，各學(xué)校的實(shí)驗條件存在著差異。考慮多數(shù)學(xué)校的實(shí)際情況，實(shí)驗的內(nèi)容和操作都不宜過難，特別是實(shí)驗用品，應(yīng)選擇簡單、便宜、易得的儀器和藥品。新教科書中的儀器，仍以試管為主，并使用了一些生活中的代用品。 3.充分發(fā)揮實(shí)驗的作用，淡化演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗的界限 長期以來，由于實(shí)驗條件等因素的限制，教科書中的實(shí)驗主要以教師演示為主，學(xué)生實(shí)驗則多是重復(fù)一些演示實(shí)驗的內(nèi)容，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)驗?zāi)芰ΑＤ芰Φ呐囵B(yǎng)是與活動密切相關(guān)的，在化學(xué)學(xué)科中，實(shí)驗是最主要的活動手段，通過學(xué)生親自動手進(jìn)行實(shí)驗，不但可

4、以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、動手等能力，還可以加深對相關(guān)知識的認(rèn)識和理解。為此，在考慮實(shí)驗體系時，我們以淡化演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗的界限為原則，對實(shí)驗作了如下處理：沒有嚴(yán)格區(qū)分演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗，不再單列學(xué)生實(shí)驗；實(shí)驗內(nèi)容與化學(xué)知識緊密配合，提倡在教師指導(dǎo)下學(xué)生親自體驗的教學(xué)形式,或者說是學(xué)習(xí)形式。對于學(xué)生可能難以完成的實(shí)驗，加注說明由教師來演示；這樣的實(shí)驗一般是有一定危險性的，如濃酸、濃堿的稀釋操作，學(xué)生在操作不熟練時自己實(shí)驗比較危險；或是對環(huán)境有一定影響的，如硫在氧氣中燃燒，大量學(xué)生實(shí)驗會污染空氣。學(xué)生實(shí)驗的增加，無疑會給一些實(shí)驗條件差的學(xué)校帶來困難，但我們認(rèn)為，這樣編排有利于促使學(xué)校改進(jìn)實(shí)驗條件

5、，重視實(shí)驗的作用；同時，可以促進(jìn)中學(xué)學(xué)生實(shí)驗的全面實(shí)施，推動實(shí)驗教學(xué)改革的全面開展。 4.正確處理實(shí)驗操作技能與實(shí)驗內(nèi)容的關(guān)系 正確的操作是順利完成化學(xué)實(shí)驗的基本保證，在初中化學(xué)中必須學(xué)習(xí)一些最基本的化學(xué)基本操作技能，如固體和液體藥品的取用、收集氣體、加熱方法，以及一些簡單儀器的使用等。以前的教科書將基本操作安排在學(xué)生做具體實(shí)驗前提前訓(xùn)練。對于一些較復(fù)雜的操作，學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)有關(guān)化學(xué)知識前進(jìn)行操作，既沒有興趣，也有一定困難。考慮到基本操作與實(shí)驗內(nèi)容、化學(xué)知識的密切關(guān)系，新教科書對于基本操作的處理采用了以下幾種呈現(xiàn)方式：對于很簡單的操作，在開始單獨(dú)練習(xí)，如固體藥品的取用、試管的洗滌等；對一些稍復(fù)

6、雜的操作，結(jié)合具體的實(shí)驗，配合觀察具體化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象進(jìn)行練習(xí)，如量筒、滴管的使用、加熱方法等；對某些重要儀器的使用，在基本操作中融入探究性思考，如酒精燈的使用；對一些常用的操作，通過習(xí)題的形式，讓學(xué)生利用代用品在家中練習(xí)；以附錄的形式介紹儀器的用途和使用注意事項、實(shí)驗室藥品使用規(guī)則，以及儀器裝置的使用、連接方法等。 5通過實(shí)驗培養(yǎng)學(xué)生的合作精神 課程標(biāo)準(zhǔn)要求的情感目標(biāo)之一是“發(fā)展善于合作、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新和實(shí)踐的科學(xué)精神”。合作精神是科學(xué)實(shí)驗成功的要素之一，對于中學(xué)生今后的發(fā)展也非常重要。由于目前的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗多是小組實(shí)驗，學(xué)生在實(shí)驗中的合作配合是完成實(shí)驗的關(guān)鍵之一。所以，新教科書

7、中實(shí)驗的設(shè)計應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。根據(jù)這一原則，實(shí)驗的編寫在這方面作了嘗試，將實(shí)驗與探究結(jié)合，完成小組的實(shí)驗活動。例如，驗證質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗活動，要求每個小組在進(jìn)行實(shí)驗后派代表匯報實(shí)驗結(jié)果和有關(guān)的分析說明；制酸堿指示劑的實(shí)驗活動，要求每個小組做12種，最后進(jìn)行交流。合作不但能使實(shí)驗得以順利完成，也能使學(xué)生在合作的過程中增強(qiáng)集體榮譽(yù)感。 二、實(shí)驗改革的特點(diǎn) 初中化學(xué)實(shí)驗無論是學(xué)生實(shí)驗還是教師演示實(shí)驗，做到現(xiàn)象明顯、操作簡便，是最基本的要求。在此基礎(chǔ)上，新教科書的編寫更注重實(shí)驗內(nèi)容本身的改革，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在這樣幾個方面。 1探索性增強(qiáng) 多年以來，教科書中的實(shí)驗一直是以驗證性實(shí)驗為主，由此

8、招致不少的批評，許多人主張應(yīng)將驗證性實(shí)驗改為探索性或研究性實(shí)驗。驗證性實(shí)驗和探索性、研究性實(shí)驗都有不可替代的作用，關(guān)鍵是如何有效地發(fā)揮它們的功效。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，驗證性實(shí)驗是一種非常重要的科學(xué)實(shí)驗方法，在中學(xué)化學(xué)中引入驗證性實(shí)驗，可以使學(xué)生了解科學(xué)研究的一種方法，認(rèn)識到科學(xué)理論或發(fā)現(xiàn)都必須經(jīng)過驗證才能被確認(rèn)；并且，學(xué)生在完成驗證性實(shí)驗的同時還可體會得到結(jié)果的樂趣，加深對知識的理解；所以說驗證性實(shí)驗的作用是不可忽視的。但是在初中，由于受學(xué)生掌握的化學(xué)知識和技能的限制，通過簡單現(xiàn)象來驗證結(jié)果、對于過程和方法照方抓藥的驗證性實(shí)驗過多，沒有真正發(fā)揮驗證性實(shí)驗的作用，容易造成學(xué)生不能正確認(rèn)識科學(xué)的研究方法。所

9、以，改進(jìn)驗證性實(shí)驗，增加探索、研究性實(shí)驗是非常有必要的。為此，我們嘗試采用了將驗證性實(shí)驗與探索性、研究性實(shí)驗相結(jié)合的編寫方法，主要從幾方面改革：增加探索性和研究性實(shí)驗。在這里有一個對探索性、研究性實(shí)驗的認(rèn)識問題。要求初中化學(xué)實(shí)驗中的探索、研究性實(shí)驗都能體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗的全過程是有一定困難的，但是，體現(xiàn)探索的某一過程，如實(shí)驗現(xiàn)象探索、實(shí)驗結(jié)果探索、實(shí)驗方案探索等，也可以起到引導(dǎo)學(xué)生探究的作用。在驗證性實(shí)驗中融入探索和研究的成分，增強(qiáng)驗證性實(shí)驗的探索性和研究性；將驗證性實(shí)驗作為探究活動的一種活動形式，配合思考與分析，以達(dá)到探究的目的。 2趣味性提高 化學(xué)是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗作為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化

10、學(xué)興趣的一種手段是其他學(xué)科無法比擬的。以往，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗在內(nèi)容上存在較強(qiáng)的學(xué)術(shù)味，加上過分強(qiáng)調(diào)規(guī)范的操作，造成實(shí)驗?zāi)茉鰪?qiáng)化學(xué)趣味性的功能沒有充分地發(fā)揮出來。近年來，人們對這一問題作了許多的思考和研究，在教科書中相繼設(shè)置了趣味實(shí)驗、家庭小實(shí)驗等有趣的實(shí)驗，供教師和學(xué)生選做。但是，由于受考試、課時等因素的影響，這樣的實(shí)驗往往被忽視。新教科書在實(shí)驗趣味性方面的改革，沒有局限在家庭小實(shí)驗上，而是從課堂實(shí)驗入手，在課堂實(shí)驗中引入一些有趣的實(shí)驗，如燃燒條件的探索、粉塵爆炸、金屬熔化溫度的比較、氫氧化鈉的腐蝕性等。并且，還通過有趣味性的實(shí)驗來進(jìn)行探究活動。 3與生活實(shí)際緊密聯(lián)系 化學(xué)是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)

11、的科學(xué)，它與實(shí)際的聯(lián)系非常密切，化學(xué)知識滲透在實(shí)際生活的各個方面。在中學(xué)階段，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識和接觸社會的機(jī)會有限，通過實(shí)驗來了解化學(xué)在實(shí)際中的作用，可說是一條很好的途徑。近年來實(shí)驗的改革正在向著生活化的方向進(jìn)行。在安排實(shí)驗時，我們充分考慮到這一點(diǎn)，選擇了一些與實(shí)際生活密切相關(guān)的素材，如硬水和軟水的區(qū)分、模擬煤氣中毒、模擬酸雨的危害、乳化作用的應(yīng)用、測定身邊物質(zhì)的pH、溶液酸堿性對頭發(fā)的影響等。另外，實(shí)驗的生活化還體現(xiàn)在實(shí)驗用品上，使用一些生活中的物品，如在粉塵爆炸實(shí)驗中利用金屬易拉罐和小眼藥瓶，測pH選擇生活中的一些物質(zhì)等，這樣的代用品實(shí)驗雖然不多，但它能啟發(fā)教師在實(shí)驗條件較差和經(jīng)費(fèi)較少的情況

12、下，利用現(xiàn)有的材料安排實(shí)驗，也能啟發(fā)學(xué)生在生活中隨時利用生活中的物品進(jìn)行一些簡單的實(shí)驗探索。我們希望通過這樣的實(shí)驗安排，使學(xué)生了解化學(xué)對個人生活和對社會的重要作用，認(rèn)識學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性，同時提高他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 4實(shí)驗綠色化 在使學(xué)生了解化學(xué)重要性的同時，還應(yīng)使他們認(rèn)識到化學(xué)也可能給社會帶來不好的影響，如對環(huán)境的污染。人們一直在力求通過各種途徑來消除和防止這一影響，而實(shí)際上，化學(xué)本身就具有解決這一問題的能力。近年來，人們提出了“綠色化學(xué)”這一新的概念。簡單地說，綠色化學(xué)就是環(huán)境友好化學(xué)，它的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。綠色化學(xué)的著眼點(diǎn)是使污染消滅

13、在生產(chǎn)的源頭，使整個生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝對環(huán)境友好，這是從根本上消除污染的對策。在化學(xué)界，人們也在提倡實(shí)驗的綠色化或清潔化。新教科書的編寫，對于實(shí)驗的綠色化非常重視，主要體現(xiàn)在在這樣幾個方面：盡量做到選擇的實(shí)驗其反應(yīng)物和生成物無污染或污染小。如果是污染性較強(qiáng)的反應(yīng)物，則在密閉的裝置內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗；如無法進(jìn)行密閉實(shí)驗時，在通風(fēng)櫥進(jìn)行或采取其他防護(hù)措施。對于產(chǎn)生的污染物做到有效地回收和處理。為了防止學(xué)生操作不熟練而造成污染，對于一些有污染性而又需要制備的物質(zhì)，由教師在實(shí)驗前制備好分給學(xué)生。 三、實(shí)驗的呈現(xiàn)方式 新教科書的實(shí)驗，主要以下面幾種方式呈現(xiàn)。 1課堂實(shí)驗 根據(jù)實(shí)驗選擇的原則，新教科書淡化了學(xué)生實(shí)

14、驗和演示實(shí)驗的界限，課堂實(shí)驗以教師指導(dǎo)學(xué)生親自動手為主，個別有一定危險或?qū)Νh(huán)境影響較大的實(shí)驗則由教師演示。與原教科書相比，課堂實(shí)驗大量增加。這些實(shí)驗通過顯示現(xiàn)象，驗證或探索性質(zhì)、推斷結(jié)果，與內(nèi)容緊密配合。將更多的實(shí)驗融入課堂教學(xué)，對于幫助學(xué)生理解知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣會起到有效的作用，也能更好地體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。 2以探究為目的的實(shí)驗活動 中學(xué)化學(xué)中，以實(shí)驗為載體的探究活動可以說是探究活動的主要形式。在新教科書中，共安排了26個“活動與探究”，其中有16個是以實(shí)驗為主要活動內(nèi)容，可以說實(shí)驗是探究活動中重要的環(huán)節(jié)?！盎顒优c探究”中的實(shí)驗，更加側(cè)重于探索和研究，這樣的實(shí)驗不是單純地以理解

15、知識和培養(yǎng)興趣為目的，而是以實(shí)驗為活動的載體，通過學(xué)生的親身體驗來完成科學(xué)的探究活動。 3家庭小實(shí)驗 家庭小實(shí)驗作為學(xué)生課外實(shí)驗的一種形式，對于培養(yǎng)學(xué)生的興趣將會有很好的作用。家庭小實(shí)驗既可以作為學(xué)生的家庭實(shí)驗，也可以作為興趣小組的實(shí)驗。這類實(shí)驗的趣味性比較強(qiáng)，內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合緊密，實(shí)驗用品簡單易得。在編寫上，注意了實(shí)驗方法的指導(dǎo)。 4實(shí)驗習(xí)題 新教科書的編寫嘗試以習(xí)題的形式呈現(xiàn)實(shí)驗，目的是鼓勵學(xué)生在家中獨(dú)立完成實(shí)驗，與家庭小實(shí)驗不同的是，對于實(shí)驗習(xí)題，編寫時沒有給出方法上的指導(dǎo)，側(cè)重在對所學(xué)知識和技能的應(yīng)用上，促使學(xué)生自已思考實(shí)驗的步驟、用品、操作方法等，并實(shí)際操作，具有一定的探索性。 四、發(fā)揮實(shí)驗插圖的作用 插圖是教科書的重要組成部分，實(shí)驗插圖也是教科書不可缺少的一部分。以前教科書中的實(shí)驗插圖多是為顯示儀器和裝置而設(shè)，并沒有更多的作用。隨著教科書的改革，插圖也有了越來越多的功用，不再只是單純地配合知識，而是具有了提供資源信息的功能，并開始成為知識的一部分。而作為與實(shí)驗有關(guān)的插圖，也有了更多的作用。例如： 1清楚地顯示實(shí)驗現(xiàn)象和過程 由于新教科書采用了彩色版，對于一些實(shí)驗現(xiàn)象，可以通過彩圖的形式顯示出來。通過插圖來顯示實(shí)驗的操作過程，一目了然，避免了用語言敘述的煩瑣。這樣做并不是說可以不做實(shí)