新課程下高中有機化學實驗之教學反思

摘要:本文通過分析普通高中課程標準實驗教科書化學(江蘇教育出版社，2008年5月第一版)《有機化學基礎》選修模塊以及化學必修2專題三有機化合物的獲得與應用中涉及到的有機化學實驗，分別從實驗數量與形式、實驗目的與要求、實驗內容與儀器進行對比，從中了解蘇教版有機化學教材內容的思路和特點，探討蘇教版有機化學教學的設計與教學策略，反思課程改革過程中筆者在教學中的疑惑。

關鍵詞:有機實驗教學;反思

文章編號:1008-0546(2010)01-0026-04中圖分類號:G632.0文獻標識碼:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.01.010

一、引言

目前課程改革的現狀，似乎進入了一個相持階段，新教育理念與應試教育現實不斷地沖撞交織，作為教師的我們在夾縫中求生存，既要體現教育課程的新理念，又不能使學生失之于分數之上。我想就實際教學中的實際問題做一些探討，分析新課程教材中與以往教材的異同，關注教學過程中的細節，然后在教學中作出調整，以適應現階段的教學要求。

對于教材的認識可謂仁者見仁，我想先從實驗入手，從實驗來看新教材的思路和特點，看新課程在學習內容以及方式上到底有什么樣的轉變，希望能從對我們的教學方法、思想的反思中獲得啟示。

二、分析

普通高中課程標準實驗教科書化學(江蘇教育出版社，2008年5月)(以下簡稱“蘇教版”)打破了以往的學科中心系統，將有機知識分散于化學必修2以及化學選修《有機化學基礎》中，遵循循序漸進的原則，將學生帶入奇妙的有機化學世界。下面筆者從實驗數量與形式、實驗目的與要求、實驗內容與儀器方面進行簡單的分析。

1.實驗數量和形式

“蘇教版”中，由于模塊課程設置，在《化學2》中涉及有機化學實驗的內容出現在“專題三 有機化合物的獲得與應用”，其他實驗絕大部分在《有機化學基礎》中。《化學2》中的有機化學實驗包括:10個“觀察與思考”實驗，9個“活動與探究”實驗。《有機化學基礎》中有機化學實驗包括:10個“觀察與思考”實驗，26個“活動與探究”實驗。一般情況下“觀察與思考”實驗通常由教師演示，“活動與探究”實驗通常設計為學生分組實驗。

從高中階段有機化學實驗數量上分析，新課程“蘇教版”設計的化學實驗數量比之前的化學課程設置要多得多(比人民教育出版社2003年6月出版的全日制普通高級中學教科書《化學(第二冊)》中有關有機化學部分的實驗要多20個)，而且“ 探究與活動”的數量大大超過了“觀察與思考”。這說明新課程更關注學習過程中學生的參與，要求較高的實驗操作能力和實驗方案設計能力，更要求學生有分工合作的意識，才能在有限的學習時間中完成既定的數目眾多的實驗任務。

2.實驗目的與功能

以前教材的實驗步驟、現象敘述非常詳細，能夠減少學生筆記的負擔，便于學生復習整理，更適合學生的自學，還能依據教材的敘述對教師實驗以及實驗結果進行評價。正因為實驗現象及實驗結論的翔實，且不少實驗還是在給出物質的性質甚至有關方程式之后再做，使得在教學中如果學生進行預習的話，就會出現教師實驗還沒有做，學生已經知道最后的現象，失去了觀察實驗的興趣。此外當演示實驗與教材敘述現象有差異時，學生也會產生疑問，他們可能認為是教師實驗當中出了差錯，而不一定能意識到實驗中由于各種因素的影響而可能產生各種意想不到的現象。所以以往教材安排的實驗目的驗證性較強，探究的含義較少，其目的就是要驗證物質的性質或者進行比較，以此鞏固學生對學科知識內容的理解。

“蘇教版”與之前的教材有很大的不同，教材中較少出現描述實驗現象的內容，更多的是需要學生將實驗現象填入教材中的表格。在這點上，如果教師事先沒有做實驗的話，自己也不清楚實驗的現象到底是什么(或者說:實驗現象應該是什么)。

我個人認為，“蘇教版“這樣的安排看似簡化了實驗現象的描述，但是要求更高，更能體現新課程對學生的要求:

①讓學生一定要通過實驗獲得實際反應的現象。

②加強學生對化學實驗現象的描述能力。

③科學實驗的不確定性導致現象有可能不相同，不限定實驗現象必然怎樣，可避免產生沖突，即使出現意外，還有可能引導學生深入探討。

④在活動與探究之后，經常出現要學生對比歸納、探究設計的內容，教材給出結論較少，發散性強。

“蘇教版”中的教材內容安排往往是實驗在先，然后引導學生整理反應現象并得出結論，給出物質性質知識等。這樣的安排旨在突出學生的學習主體性，重視科學探究的一般過程，著力培養學生“實踐出真知”的科學素養。

3.實驗內容與儀器

在實驗內容與儀器的選擇上， “蘇教版”的編者顯然經過了深思熟慮，權衡利弊，對實驗的選擇、實驗分布和安排都作出了最優化的設計，對實驗的處理上也都非常注重化學實驗的科學性，注重實驗細節。

與之前的教材相比，“蘇教版”在有機教學中的過程中去掉了一部分實驗(主要集中在有機物實驗室制法)，但增加了更多實驗，如苯的溴化、硝化實驗，乙醇與氫鹵酸、酚醛樹脂的制備等等。

“蘇教版”還在一些實驗上的操作和裝置上進行了非常大的改動，如溴乙烷的水解和消去反應。“蘇教版”在實驗儀器的選擇上不拘泥于在中學實驗中的常見儀器，出現了一些中學階段不常使用的儀器(如三頸燒瓶)和特殊藥品(如茚三酮、五氧化二磷等)，這可能是考慮到社會的發展、學校實驗設備的完善，可以實現較為復雜的實驗裝置。如在硝化實驗中，實驗儀器中出現了水浴裝置還包括了溫度計，空氣冷凝器等。在苯的溴化實驗中，更是出現了三頸燒瓶和水冷凝器，組成一個非常龐大的實驗裝置。又如在溴乙烷與氫氧化鉀反應的裝置中，“蘇教版”的改動主要表現在反應物的量以及對生成物的鑒定方法上，變常溫反應為通過加熱加快反應進行，并且由于反應物量的增加又采用封閉式的實驗裝置，避免在反應中一些有毒物質揮發進入空氣中。

這種大膽的嘗試與更新，不僅給化學實驗帶來了新的活力，還能激發學生的興趣，在思考和探索更有效、更安全、更易獲得的實驗裝置的過程中不斷的潛移默化，激發學生的創新思維。

三、反思

通過對比，我認為“蘇教版”在實驗設置上一方面繼承了之前教材注意實驗細節，注重科學性的優良傳統，而且具有突出生產應用，注重聯系生活，在實驗裝置的設置和使用中關心學生身體健康，注重人文關懷等鮮明的特點。

1.注意實驗細節，注重科學性

化學是實驗科學，實驗的科學性在教學中顯得尤為重要。“蘇教版”在實驗設計上非常注重科學性與細節。不論是“觀察與思考”還是“活動與探究”在實驗條件和操作步驟過程都敘述得非常詳細，如“苯的硝化實驗”，特別強調了溫度的控制:在反應物的混合過程中，濃硫酸與濃硝酸混合時溫度要冷卻至50℃以下，加苯時混合物溫度不超過60℃，在反應時溫度需要控制在50～60℃，利用水浴和溫度計控制。在這樣嚴謹詳細的安排下，能讓實驗者順利地進行實驗，盡量減少實驗失敗的可能性。

“蘇教版”教材版本更新比較快，編者能根據教師在教學后的反饋，將一些不合理或者實驗現象不理想及時作出更正與修改。如溴乙烷的水解、消去反應，在“蘇教版”2004年的12月第1版中，溴乙烷的水解與消去反應的裝置如圖1所示，2008年5月第2版反應裝置如圖2所示。

“蘇教版” 的這種處理是增加反應物的量從而能讓學生觀察到更明顯的現象，能夠看到較為清晰的對比，在消去反應中還收集乙烯氣體，并通過提問復習鞏固乙烯的性質。但是實際實驗中很難收集到足量的乙烯，也難進行鑒定操作，所以在第2版中改成將生成的氣體通入高錳酸鉀溶液。由于乙烯與高錳酸鉀的反應比較容易，現象明顯，實驗對比的效果就比較好。

苯酚性質實驗上的改進，“蘇教版”兩個版本也非常明顯。在“蘇教版”2004年的12月第1版中，將金屬鈉分別與乙醇和苯酚反應，試圖通過對比說明不同基團對官能團性質的影響，僅從結構上分析，應該是酸性較強的苯酚與鈉的反應更快，但是實際上反而是乙醇與鈉的反應劇烈。如果教師想要深入探討細究的話就會出現矛盾。因此2008新版教材舍去了這個對比實驗，而以和氫氧化鈉溶液反應并測定pH變化代替。有人認為，反應劇烈的程度不僅與物質性質相關，也受動力學因素的限制，與反應物密度、粘度等一系列的因素相關，因此要中學生理解或探究就顯得沒有必要。這樣的改進無疑是有利于學生學習和接受的，也避免教師硬套現象與性質關系出現科學性的問題。

2.突出生產應用，注重聯系生活

從教材整個體系的特點來看，蘇教版《有機化學基礎》“將有機化學課程的功能定位于學科性與社會性的統一，即既讓學生對有機化學知識系統有初步了解，又十分注重將有機化學知識與社會應用相聯系。”

“蘇教版”在教材編寫上往往圍繞著實際生產的需要，討論物質的獲得、組成與性質等，在《化學必修1》中就表現得非常明顯。在有機實驗部分，從有機物的生產與應用出發，研究有機物性質和用途的特點更為突出。如乙烯、乙炔的實驗室制法在之前的教材中是一個非常重要的內容，但是在“蘇教版”中這兩個實驗都沒有出現(乙烯的獲得在乙醇的消去反應中有涉及，但沒有明確其為乙烯的實驗室制法)，而且乙炔的性質在“蘇教版”中甚至就沒有出現。這一方面可能是“蘇教版”的編者試圖改變學科中心的教材體系，弱化了乙炔性質的學習，另一方面“蘇教版”卻較為詳細地介紹石化工業以分餾、裂化、裂解的方式獲得乙烯和乙炔的方法，其重視實際生產的意圖不言而喻。

又如，苯酚與三氯化鐵溶液的反應，在之前的教材中寥寥數語，而“蘇教版”不惜較大的篇幅來討論、探究和學習這一苯酚的檢驗的方法以及相關內容:先讓學生對苯酚在化工生產中的應用進行調查研究，繼而介紹苯酚對水體的污染危害，然后以“活動與探究”的形式來引導學生了解苯酚與三氯化鐵溶液反應的現象，詳細討論該反應在含酚廢水處理中的應用，最后又在拓展視野中介紹含酚廢水處理的知識。

所以我覺得“蘇教版”有機化學的體系更加注重化學知識的實用性，體現了“遵循社會發展原則，盡可能讓學生學習真實社會情景下的化學知識。”的思想。而且教材的這一思路不僅體現在實驗設置上，在其他教材欄目中也體現得淋漓盡致。如“拓展視野”欄目，出現了更多的與生活生產實際緊密聯系的內容，如《有機化學基礎》專題三第一單元“脂肪烴”中的“拓展視野”的“氯乙烯的生產工藝”等等。

3.關心學生身體健康，注重人文關懷

“蘇教版”在實驗欄目的設置上非常人性化，“探究與活動”中的實驗步驟一般較“觀察與思考”中的實驗步驟細化，實驗操作通常較為簡單，通常這些實驗中所需藥品也容易獲得且危險性小，便于對實驗操作并不熟練的學生順利進行實驗。“觀察與思考”一般是教師準備和操作的，實驗裝置就不求簡化而追求現象明顯，更特別注重實驗中有害物質的處理。如在苯的溴化實驗中，采用了三頸燒瓶和水冷凝器，還有兩個分液漏斗，整套裝置裝配好后非常龐大。這套裝置一方面是為了能讓學生清楚觀察到苯與溴在常溫時在催化劑的催化下發生反應的現象，另外通過分液漏斗加入氫氧化鈉溶液能消除溴的紅棕色，看到溴苯的本來面目。另一方面我認為封閉的整套裝置其實是為了保護學生的身體健康，因為溴化氫和溴蒸氣特別是溴蒸氣毒性很大，這套裝置能有效地隔離與吸收溴蒸氣和溴化氫，我想這也是編者設計該裝置的目的之一吧。

關心學生身體健康，突出綠色化學，對環境友好化學的理念在各個實驗中到處可見。如乙醇的消去反應，在2004年12月第1版中使用用石棉絨作催化劑而不是濃硫酸(如圖3)，這樣可以避免產生二氧化硫的副反應發生，反應后也不需要再處理濃硫酸。在2008年5月第2版中更是將石棉絨替換成五氧化二磷(如圖4)，減少了石棉對環境的污染。對于傳統的實驗室乙烯制法只是實驗之后介紹“實驗室中也常采用乙醇和濃硫酸共熱發生脫水反應來獲得乙烯或乙醚”。新教材的這些細節處處滲透著綠色化學的思想，散發著濃郁的人文主義的關懷之情。

四、啟示

通過以上的分析，我們不難看出“蘇教版”在實驗安排上的良苦用心。它是希望通過學生參與實驗活動，再現科學探究的過程，讓學生通過觀察實驗現象，記錄并分析，最后自己得出結論，從而建構自己熟悉的學科體系。它重視培養學生科學的思想方法，“以知識為載體，引導學生在獲取知識的過程中掌握科學方法。”在實驗設置中更側重引導學生對實驗目的、過程及結果的討論，著力培養學生自主獲取知識和技能，體驗和了解科學探究過程和方法，形成和提高創新意識。

因此，我認為教學中應該充分滲透新課程的理念，在實驗探究中更應該重視探究的過程與方法，不僅僅關注知識的傳授。探究實驗在實施的過程中我個人認為不宜局限在探究的“因果”之上，而是注重科學思維、科學方法的養成上。因為很多化學原理也是不完善的，也僅僅是對目前的認識的一種解釋，還不是終極真理。與其“究其竟”，不如學會如何“究其竟”。

在培養學生科學素養、獲得化學知識的同時，我們也要關注學生身心健康發展。化學的最終目的是為了提高人類的生活質量，指導人類與自然和諧相處。在化學實驗中，教師就應注重化學物質給學生、環境帶來的不利影響。設計實驗不宜只從藥品和實驗條件考慮，還需考慮反應物及生成物對學生的危害，要重視實驗廢液、廢渣的處理，做人性化的化學實驗，做環境友好的化學實驗。

雖然“蘇教版”新教材充分體現了新課程理念，新實驗器材與藥品的使用也開拓了學生的視野，但同時也給我們帶來一些困難。重視學生的探究活動和實際操作，就需要較多的時間，而目前實際教學課時的安排上化學必修與選修都不是很充裕。如果“活動與探究”完全設計為學生分組實驗，數量太多，實驗室安排非常困難。實驗需要的各種儀器和藥品種類繁多，有很多不是常用儀器和藥品，學校不易采購。如五氧化二磷由于其強烈的吸濕性，一方面不容易買到，一方面實驗室保存也是一個問題。

針對這些實際教學中的困難，我想解決辦法可以是:

①要在有限的課時完成眾多實驗教學任務，可以適當減少在實驗室的分組實驗，將部分探究活動改成課外化學學習活動。

②采用微型標準接口(磨口)的實驗裝置，可以大大減少學生搭配儀器時間，而且能保證裝置的氣密性，還能發散學生思維，組裝各種有趣的實驗裝置，提高學習和實驗的興趣。

③用生活常見器物代替實驗用品及儀器。以針筒為例，針筒在有機實驗中的應用非常廣泛。譬如在乙烯等氣體實驗中較大容積的針筒可以替代貯氣瓶，利用針頭可以方便進行有關性質的實驗，所需量較少而現象明顯。針筒還可以部分替代分液漏斗的功能作為滴液儀器等等。

五、結語

個人認為中學化學的教學應該教“實用的化學”，畢竟絕大多數的學生以后并不從事化學專業，但是每個學生都需要能正確的認識科學、技術與社會的相互關系，樹立科學價值觀，建立社會可持續發展的思想。化學實驗之目的更應該是能“學以致用”，當然這里的“學以致用”并非僅僅是指應用實驗中的原理，而是能夠在實驗中培養和提升科學思維、科學方法、科學素養，能夠在學生今后的生活、學習中得以發揚和應用。

參考文獻

[1]張天若，朱建寶.《有機化學基礎》內容分析與使用建議[R].

[2]“蘇教版”高中化學教材編寫組.《化學2》教材分析與使用建議[Z].