如何利用好新教材中的化學實驗

　　摘 要： 與舊教材相比，化學新教材從只注重培養實驗操作能力向培養實驗思維能力和培養實驗操作能力并重轉變，改變以往為“教”設計實驗變為“學”設計實驗。但是，現在很多學校由于實驗條件、課時、可操作性等原因，將大部分探究性試驗改為了教師“演示實驗”，學生動手實驗的機會反而比老教材時期少多了。本文就如何利用好新教材中的實驗來提高學生的實驗操作能力進行了探討。
　　關鍵詞： 化學新教材 化學實驗 實驗操作能力
　　
　　1.引言
　　與舊教材相比，化學新教材改變以往為“教”設計實驗為“學”設計實驗，使實驗更好地配合學生的主動學習，打破以往教師壟斷實驗方案的設計向教師幫助、指導學生參與實驗方案的設計的轉變，這就是所謂的化學實驗的探究化。另外，新課標不再硬性劃分演示實驗和學生實驗，而是給教師創造性和學生的主動性提供空間。本文就如何在條件允許的情況下利用化學實驗提高學生的實驗操作能力進行了探討。
　　2.新舊教材中化學實驗對比
　　與舊教材相比，新教材在實驗教學方面有以下幾個主要方面的轉變。
　　2.1從只注重培養實驗操作能力向培養實驗思維能力和培養實驗操作能力并重轉變，改變以往為“教”設計實驗變為“學”設計實驗，使實驗更好地配合學生的主動學習，打破以往教師壟斷實驗方案的設計向教師幫助、指導學生參與實驗方案的設計的轉變，這就是所謂的化學實驗的探究化。
　　改變化學實驗“照方抓藥”的關鍵，是加強化學實驗的探究化設計，這對于更好地發揮化學實驗的功能，促進學生科學素養主動、全面地發展具有重要的意義。例如：必修1中“驗證鐵能否與水蒸氣反應”的探究實驗，教材一方面提供了實驗必要的儀器和藥品，讓學生來設計實驗方案，另一方面又提供了一個實驗方案，讓學生參考并嘗試利用該方案進行實驗，最后讓學生小結交流探究活動的收獲。這樣的實驗教學，在指導學生學習設計實驗的同時又鍛煉了學生進行實驗探究的動手能力。
　　2.2從只重視理論到理論與實際相結合的轉變，更加重視化學實驗與生活、技術的聯系，注重用實驗探究的方法解決實際問題；使學生的課內學習轉變為課內和課外相結合的模式，更適應開放式學習的需要，這就是所謂的化學實驗的生活化。
　　新課標“注重從學生已有的經驗出發，讓他們在熟悉的生活情景中學化學”，幫助學生“從科學、技術和社會相互聯系的視角認識化學”，從歷史和現實的結合上了解化學。在新課程的教材中就有很多這樣的實驗素材。諸如必修2中“用生活中的材料制作簡易電池”實驗；選修1中“鮮果中維生素C的還原性”實驗；選修2中“用淀粉自制吸水材料，并進行模擬保水”實驗；選修4中“溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”實驗；選修5中“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”實驗；選修6中“用氧化還原滴定法或電化學分析法測定污水中化學耗氧量”實驗，等等。
　　2.3從只應用近代實驗方法向適當應用現代實驗方法和儀器，重視中學實驗向現代化轉變，這就是所謂的化學實驗的現代化。
　　化學實驗的現代化科學手段的發明與使用，是和人類對物質的組成和結構的探索分不開的。鑒定物質的化學成分需要定性分析，測定物質的各組分的含量需要定量分析，確定物質的結構需要結構分析。高中化學新課程在化學分析方法的定量化和實驗手段的現代化方面，跟以往的化學課程相比有了很大的改進。在高中化學新課程中引入了現代儀器分析的四大類儀器或方法（光譜類、色譜類、質譜類、電化學類）。例如：選修5中，“用質譜法測定相對分子質量”，“用紅外光譜、核磁共振氫譜等方法鑒定分子結構”；選修6中，“用化學方法或紅外光譜法檢驗鹵代烷中的鹵素”實驗，“用中和滴定法或氣相色譜法測定醋酸中醋酸的含量”實驗，等等。值得注意的是，對于這些現代實驗分析儀器和方法的學習并不是要求學生都要掌握它們的具體的原理和應用技術，不同的實驗技術所要求的程度是有區別的。有的只是屬于介紹性質，只要求學生掌握其最基本的原理，達到拓展科學視野的目的就可以了。
　　2.4重視綠色化學思想與可持續發展觀念在實驗中的體現，這就是所謂的化學實驗的綠色化。
　　高中化學新課程在設計上十分注重“體現綠色化學思想”。例如：選修6（實驗化學課程模塊）中，將“形成綠色化學的觀念”作為一項重要目標，將“樹立綠色化學思想，形成環境保護的意識”單獨作為一條“內容標準”，將“查閱資料：符合‘綠色化學’思想的化工產品的生產”作為“活動與探究建議”中的一項學習活動。
　　3.化學實驗的重要性
　　化學實驗就是根據化學實驗目的，實驗者運用實驗儀器、設備及裝置等物質手段，在人為特定的實驗條件下，變革化學實驗對象的狀態或性質，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。化學實驗要素是化學教學的基礎和精華。化學實驗的教學功能主要體現在以下幾點。
　　3.1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展的最佳途徑。
　　3.2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底是獲得知識經驗和行為變化的過程。學生做化學實驗能自然貫通地使獲得知識經驗和行為變化協調發展，發揮大腦左右半球的機能，有利于創造思維的發展，這正是對學生進行科學方法訓練的理論依據。
　　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，就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，等等，都是讓學生經受科學方法訓練切實有效的方式和途徑。
　　3.3化學實驗是養成科學態度的必由之路。
　　科學態度是人們能夠正確對待客觀事物的一種持久的內在的反應傾向，是經過實踐活動而習得和養成的。
　　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、培養智能和發展個性的最佳途徑。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學生獨立探究能力，使學生受到科學方法的系統訓練。學生在教師的指導下親自進行實驗探究活動，能最大限度地發揮學習主體的積極性、主動性和創造性。
　　4.如何利用化學實驗提高學生素質
　　4.1利用好演示實驗，進行實驗探究式教學。
　　化學演示實驗原本就在化學課堂教學中深受學生的喜愛，是化學教師教學的重要手段，是化學教學用以吸引學生注意力，增強說服力，調節課堂氣氛的法寶。若在改進演示實驗方面動些腦筋，把部分化學演示實驗改成化學魔術實驗，增加部分趣味實驗，穿插于化學課堂教學之中，那將能更好地調動學生的學習積極性，極大地活躍課堂氛圍，變枯燥學習為快樂學習，讓嚴肅的課堂成為一場探索原理的魔術表演，教學效果良好。更為重要的是，學生會因教師對實驗的改革創新而受到啟發，教師以實際行動帶動學生的創新思維，進而培養學生的創新能力，比教師自己不搞改革創新，只在口頭號召學生改革創新的效果好得多，能起到真正的身教作用。
　　例如無論是老教材還是新教材都是采用傳統裝置：圓底燒瓶、雙孔膠塞、膠頭滴管和橡膠導管。在圓底燒瓶中收集滿氨氣或者氯化氫氣體倒置，膠頭滴管中蓄滿水，將橡膠導管插入盛滿水的燒杯中。在演示時，擠壓膠頭滴管，噴出水柱，氣體大量溶解，燒瓶中壓強迅速減小，燒杯中的水被大氣壓壓入燒瓶中，形成噴泉。
　　
　　該裝置有一缺陷，膠頭滴管雖已蓄滿水，但倒置后一部分水進入了膠頭中，滴管中沒有充滿水，擠壓時經常出現擠不出水的現象，導致整個實驗的失敗，大大降低實驗的成功率。
　　我用一個5ml的注射器來代替膠頭滴管，實驗前將注射器注滿水，實驗時，推動注射器柱塞，百分百能噴出水柱。
　　5ml的注射器與膠頭滴管粗細大小相似，不影響原實驗裝置的效果，而且改進后，操作簡單方便，提高了實驗的成功率。
　　4.2從教材中選出適合學生分組實驗的實驗并積極開展，悉心指導每一個分組實驗。
　　首先教師在演示實驗時，學生只是被動的觀察者，且常常因距離太遠，現象十分不明顯。分組實驗是學生與化學物質及反應的近距離接觸，親自操作，親自觀察，身臨其境地體驗化學驗證的全過程。其次，分組實驗本身蘊含著豐富的教學資源，如嚴謹的驗證性實驗本身蘊含著科學實證精神，實驗內容中有豐富的實驗方法、實驗設計、環保意識教育等，需要我們去充分認識和深入挖掘學生實驗的內涵。最后，驗證性實驗也并非個個實驗現象明顯，人人都能成功。失誤的操作、試劑的純度、條件的變化、知識的局限性等原因使驗證過程常常偏離預設的結論，產生不可多得的生成性學習資源，而這些突發的問題恰恰是進行探究實驗的最好題材和最佳時機。因此學生分組實驗自有其不可替代作用，我們應該理智回望學生分組實驗的過程，重拾精華。
　　4.3開展好課外實踐活動，保持學習化學的興趣。
　　新的化學課程倡導從學生和社會發展的需要出發，發揮學科自身優勢，通過化學實驗拉近學生與化學的科學間的距離，讓學生體驗到知識的實用性和價值性。在實驗教材的實驗中，像“粗鹽的提純”、“設計實驗探究市售食鹽中是否含有碘元素”、“鋁鹽、鐵鹽的凈水作用實驗”、“用生活中的材料制作簡易電池”等實驗，使學生真切感受到化學就在我們身邊，化學與我們的生活與社會發展密切相關。同時，在教學中注意引導學生關心我們身邊的事物，觀察和探究身邊的常見現象，從中發現問題、解釋問題，不斷增強學生對化學的好奇心和探究欲望。帶領學生走出學校，走向社會，親身感受化學知識的作用。
　　4.4利用現代信息技術，提高化學實驗教學質量。
　　國家對基礎教育大量投入，學校信息技術設備全面普及。借助高科技、多媒體手段，利用項目配發的教學光盤可以做大量的演示實驗，同時可以制作多媒體課件來優化實驗教學，有條件的學校可以通過Internet網來觀摩外地學校的教學資源，達到資源共享。
　　4.5多提供化學實驗設計的機會。
　　在實驗課上多設置一些開放性的實驗，多給學生機會，讓學生親自動手進行探究，使學生在實驗設計的過程中，體會實驗設計的重要性，認識實驗設計的基本原理，掌握實驗設計的基本方法。更重要的是考查學生運用課本知識解決實際問題的能力，通過學生自行設計方案，鼓勵學生自選儀器，自由想象，自由發揮，改變“照方抓藥”的考查模式，考查學生更高層次的能力。
　　如在鑒別濃、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量；加鹽酸觀察產生氣體的速率；以甲基橙為指示劑，用鹽酸溶液滴定；加氫氧化鋇溶液，觀察沉淀出現的快慢，等等。
　　展望未來，伴隨著新課程改革的全面進行，廣大的化學教師要在新的教學理念的指導下，認真、細致地學習研究新課程，提高認識，明確目標。圍繞實驗展開學習是中學化學教學特色的充分體現，真正落實化學實驗教學，對激發學生學習化學的興趣，培養學生的創造性思維，開發學生潛能，發展學生的個性將會產生積極的作用，也將為化學教育走素質教育之路發揮出獨特的功能。
　　
　　參考文獻：
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　　［2］馬志成.化學實驗探究教學模式研究與實踐［J］.化學教育，2002，(7-8).
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