小議校內化學實驗技能競賽的開展

陸象

一、開展中學生化學實驗技能競賽的重要性

從學生科學素養發展的三個維度（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀）上看，化學實驗不僅具有認識論和方法論功能，而且具有激發學習興趣、創設教學情景、轉變學習方式、體驗活動過程等多方面的教學功能。這些功能的發揮，并不是教師的實驗演示所能解決的，它需要學生親自參與，關鍵是給學生提供動手機會， 讓學生感受到化學實驗的魅力，使實驗成為培養和保持學生對化學興趣的一條有效途徑，成為學生學習化學知識的一個生長點，成為學生自主實驗活動的一個支點。

中學課本和資料中涉及很多實驗，對于課本的實驗，大多數學校普遍采取的是教師演示，學生觀察分析的教學模式，學生實驗操作機會少，動手能力差，被動接受知識，缺乏主動性。而對于資料練習中的實驗，如課本實驗的改進、綜合實驗設計，教師一般采取理論講解的模式，學生很難想象實驗現象，理解不透實驗原理，答題效果差，以致討厭寫化學練習。換一個角度，如果將這類實驗設計成為一個競技類的比賽，給學生一個探究合作、交流學習的平臺，效果會不一樣。

二、開展化學實驗技能競賽的原則

1.可行性

實驗的目的是激發學生學習興趣，讓學生體驗實驗成功帶來的喜悅和成就，但由于學生實驗技能水平有限，過難的實驗容易導致現象不明顯或者失敗，讓學生產生挫敗感。如氨氣的催化氧化實驗，該實驗需要高溫高壓，操作困難，另外該實驗的轉化率比較低，不容易成功，應該避免這樣的實驗。

2.安全性

考慮到實驗過程中有難以意料的意外，學生實驗安全意識不強，缺乏對實驗意外的處理，不能做到冷靜從容應對。在選擇實驗時，教師應該選擇風險小、易操作、可操作的實驗，應該避免爆炸性實驗和涉及危險藥品的實驗。教師在學生實驗之前，應該對學生設計的實驗內容很熟悉，對學生實驗設計中存在的風險進行綜合評估，對可能出現的危險情況事先有準備或應對方案。

3.趣味性

化學學習興趣是學生對于化學事物特殊的認識傾向，是學生力求認識化學事物、獲得有關化學知識，帶有感情色彩的意向活動。若學生對化學產生了濃厚的興趣，對化學的感受就會既敏銳又牢固。而中學化學實驗大多是驗證性的實驗，學生能預見實驗結果，實驗缺乏趣味，對這樣的實驗學生沒有興趣，缺乏主動性。對于少數的探究性實驗，由于教師限定實驗方案，學生思維受到限制，從而不愿意主動探究。所以，在安全的前提下，應該選擇實驗現象明顯、刺激、震撼的實驗，而且讓學生自由設計、自由探究、自由驗證。

比如設計噴泉實驗。

圖1圖1是資料書中最常見的一種噴泉實驗裝置。我們常常理所當然認為引發噴泉實驗的方法就是打開止水夾，利用熱毛巾捂住燒瓶，放開后，形成噴泉。但當學生用滾燙的毛巾捂住燒瓶時，發現燒杯內久久才冒幾個泡，放開手后，根本沒有形成噴泉。這個實驗讓學生產生深深的思考，為什么會出現這樣的現象。

實踐是檢驗真理的唯一標準，學生感受到要挑戰“權威”帶來的喜悅。在這種成就感和好奇心、探索欲望的驅使下，學生對圖1進行改進：將燒杯改成礦泉水瓶，采用直接擠壓礦泉水瓶，將礦泉水瓶內的水壓到燒瓶從而使燒瓶內壓強減少，引發噴泉，最終看見噴泉。

圖2同樣在圖2中，當打開止水夾a、c讓兩種氣體混合反應后，打開止水夾b的那一刻，紅色噴泉、藍色噴泉同時噴射而出，顏色鮮艷，對比明顯，場面相當壯觀。

4.創新性

時代的發展，對人才的要求已由知識型、智能型向創新型方向轉變，教育也由傳統教育、應試教育向素質教育、創新教育方向轉化。在這樣的大環境下，對中學化學實驗競賽進行創新已成為必然。化學實驗創新應具備以下特點：新穎性、啟發性、探究性、綠色性、趣味性。通過實驗創新，學生的思維得到了激勵，創新能力得到了提高，學生會主動吸取和獲得知識。

比如設計氫氧化亞鐵的制備實驗：氫氧化亞鐵的易氧化性是一個重難點，如何防止氫氧化亞鐵氧化也是學生習題中的一個常見考點，對于此類實驗題，學生的答題情況很槽糕。

圖3是對課本實驗的改進，學生用新配制的硫酸亞鐵溶液和經煮沸處理的氫氧化鈉溶液反應，但制得的氫氧化鐵不夠白。學生實驗后推測，煮沸后的氫氧化鈉在停止加熱后又迅速溶解少量的氧，于是將煮沸的氫氧化鈉溶液改成氫氧化鈉固體；另外，用硫酸亞鐵固體溶于蒸餾水配制出來的溶液也含有氧，于是改用過量的鐵粉與稀硫酸反應制取硫酸亞鐵溶液。經過改進，終于得到了潔白的沉淀并能長時間保留。這種通過實驗檢驗，分析總結得出真理再成功運用于實踐的經歷讓學生充滿成就感，對學習化學充滿信心。

圖35.基礎性

化學實驗競賽應考查學生對基礎知識的掌握情況，強化化學實驗中基本操作、基本技能的重要性。

如設計用3 mol/L的硫酸配制0.1 mol/L的稀硫酸溶液。

一定量物質的量濃度的溶液的配制是高中階段的一個重要實驗，也是學生必須要掌握的一個實驗，課本實驗是用氫氧化鈉固體來配制一定量濃度的稀溶液，而用濃溶液配制稀溶液，一方面可以考察學生對課本實驗的熟練程度，另一方面，也可以考察學生知識的應用能力和遷移能力。學生在進行實驗時，容易犯的幾個錯誤有：遇到硫酸產生害怕心理造成取用硫酸時手抖；讀數時視線不正確；定容時多加水或者少加水；膠頭滴管的使用不規范、移液時玻璃棒的使用不規范。

三、開展化學實驗技能競賽的形式和流程

1.開展形式

合作探究是新課標倡導的一種學習方式，更適用于實驗技能比賽。考慮到實驗本身的局限性，合作小組人數以三到四人為宜。一個完美的實驗演示要求組內成員分工明確，而且組員各有所長，包括實驗設計能力、口才、領導能力、心理素質、實驗操作能力等；成員的選拔可以在班級內以不同形式競選出。為更好調動小組成員積極性及團結協作精神，每一個小組有一個響亮的組名，并選好組長，且有詳細的分工計劃。

2.具體流程

（1）自我介紹

（2）實驗介紹，包括實驗的原理、設計意圖、設計亮點、實驗步驟

（3）具體實驗演示

（4）回答教師提問

（5）完成實驗報告并提交

四、評價

評價是通過計算、觀察和咨詢等方法對某個對象進行一系列的復合分析研究和評估，從而確定對象的意義、價值或者狀態，是一個運用標準對事物的準確性、實效性、經濟性以及滿意度等方面進行評估的過程。評價應該是全面的、公正的、客觀的。在進行實驗評價的時候，可以從以下幾個方面進行綜合評價。

1.小組分工是否明確，成員間是否協調、團結

2.是否達到預期實驗效果

3.操作是否規范

4.設計是否有亮點

5.回答問題情況

6.實驗報告完成情況

五、獎勵

物質和精神獎勵同樣重要。物質上的獎勵小到一支筆、一本筆記本，都能給學生帶來無限的成就感和光榮感。而精神上的獎勵除獎狀外，對他們的優秀作品進行展示宣傳，編輯成校本教材加以保存和推廣，更是對他們成績的認可，同時也豐富校本教材，為下一屆的實驗技能比賽提供資料，使這項活動成為一個校園項目并不斷發揚光大。

筆者所在學校每年都進行這類比賽，在學生中引起很大的反響。對于學生而言，能夠參加校級實驗比賽，有機會在教師面前展示自己的科研成果，是一件很快樂的事情。

化學科學的形成和發展都離不開實驗，學生通過探究性實驗，可以探究未知世界，有利于形成化學概念，理解和鞏固化學知識，拓寬知識面，培養觀察能力、思維能力、實驗能力和探究能力。學校可以充分利用資源，為學生提供相互學習的平臺，讓學生多動手，體會化學的魅力，讓實驗真正成為學生學習化學的重要渠道，發揮實驗的作用。

（收稿日期：2016-04-10）