浅析二期课改下的化学实验教学

摘要   随着二期课改的全面推开,新教材在教学内容和编排体系上颠覆性地提高了实验在化学教学中的地位，顺应了实验在化学学科中的核心地位。本文从巧设开放性问题、增设探究性实验等几个方面探讨如何引导学生主动参与实验设计，激发学生的探索精神,培养学生的创新能力,从而提高化学实验教学效果。
 关键词  二期课改  化学实验教学  探究性实验  实验设计   改进实验
 
 随着“二期课改”的全面推开,二期课改的理念也在不断地贯彻在日常的教学活动中:只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教学要求既传授化学知识和技术，更要训练科学方法和思维，还要培养科学精神和品德。
 在化学教学中,化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。化学实验以其丰富的内涵在化学教学培养学生的素质中发挥独特的功能。在中学化学教学中充分发挥化学实验教学的作用，不但能巩固学生的化学知识和实验技能，而且培养学生观察问题和解决问题的能力，激发学生的探索和创新精神。
 二期课改的新教材在教学内容和编排体系上颠覆性地提高了实验在化学教学中的地位，顺应了实验在化学学科中的核心地位。新教材高一化学第1章《从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型》中，就明确提出了由化学实验而得出化学理论的思想方法以及根据实验的结果提出模型的思想。高二化学第10章《学习几种定量测定方法》，高二化学第13章《检验一些无机化合物》，用两章的篇幅来安排实验的内容，新中国成立以来人民教育出版社的各版本和各省市教育出版社的各版本上没见先例；与上海原教材，一期课改的两个版本教材比对，也属首创。
 新教材中定量实验内容产生重大变化。定量实验作为实证思想的重要内容走进课堂。不准确的中和热测定被删除，准确地测定一摩尔气体体积成为对每个学生的要求。并且使用了化学工作者特别研制的专用组合测量仪器。对实验的误差可以进行精确的矫正与分析。第13章《检验一些无机化合物——混合物检验的实验设计》中明确把实验设计的准备、要求、方案设计写入教材。
 新教材对化学实验给予了足够的重视，增加了许多学生实验及教师课堂演示实验, 但是,仍有不少化学实验在教学过程中很容易成为验证性实验,使学生在化学实验过程中形成了一成不变的思维定势，做实验目的变成了化学原理的简单验证，或者是书本上实验的简单、枯燥的再现,致使学生缺乏做实验的积极性，不会主动思考问题，不能将实验过程与所学的知识理论有机联系起来. 因此，为了培养学生思考与探究的主动性，提高学生对事物的应变能力，更好地实现二期课改目标，在实验教学中,我们要做到以下几点,不断深化实验改革，“授人以鱼，不如授人以渔”,让学生参与实验的设计和改进，从而增强学生的实验兴趣，培养学生灵活的观察能力、思维能力和创新能力，提高他们的思考、探究能力。
 一、积极引导，培养学生的观察能力
 化学作为一门实验性很强的学科，化学实验是化学教学的基础，它的直观性、形象性为学生提供了丰富的感官信息，通过实验演示，并让学生亲自动手、仔细观察、认真分析实验现象和积极总结实验成果，对培养学生的创造性思维及创新求异能力具有独到的效果和作用。而实验观察能力的培养则是化学实验教学中首要的任务。观察能力的强弱不仅直接影响学生的学习成绩和学习兴趣，而且是培养学生创新能力的基础和前提。
 在化学教学实验中，教师要善于培养学生的观察力，注意引导学生观察实验现象，避免学生在实验过程中仅仅停留在“有趣”的层面上，要及时提醒学生观察那些不明显或稍纵即逝但却反映变化本质的实验现象，以培养学生敏锐的观察能力。
 例如：镁在空气中的燃烧实验结束后，学生往往只能观察到“耀眼的白光”这一明显、“有趣”但却是次要的现象，而对于“大量白烟”、“生成不同于镁的白色固体”这些重要的现象却毫无知觉。
 许多化学实验现象很复杂，如果只是笼统的要学生看实验，而不引导学生有方向、有目的性地观察，学生往往会忽略对那些相对较为隐秘但又十分重要现象的观察，而将次要的、非本质的现象当成主要的、本质的现象。
 例如，在讲氢气性质时，课本中讲到“氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰”。在做实验时要提醒学生注意氢气在空气中燃烧发出的是黄色火焰，让学生思考为什么会出现这样的情况呢?
 在实验教学中，教师对一个将要进行的实验，应当引导学生用已有的知识去分析可能会出现的现象，并从中设法抓住最主要的观察内容，应使学生明确“观察什么”，“注意什么”。要注意引导学生全面、仔细地观察实验，及时纠正学生的片面性，特别是对学生进行实验观察方法的指导等。学生掌握了正确的观察方法，就会充分调动各种感觉器官，对实验进行全面细致的观察，从而养成良好的观察习惯并进而提高观察能力。
 如“气体制备实验”的观察重点是“装置”、“试剂”及“操作”，而“元素性质实验”的观察重点是“条件”和“现象”等等。应当让学生熟悉这些化学实验基本观察范围，并在此范围内选择重点观察现象。如：做镁条燃烧的实验，燃烧时发出耀眼的强光学生观察到了，同时也要引导学生观察有光泽的金属变成白色固态物质。又如：做原电池原理的实验，锌片和铜片用导线连接后，插入稀硫酸中，引导学生不仅观察锌片上有气泡而且注意铜片上也有不少气泡冒出，达到这个实验的目的。
 二、巧设开放性问题，培养学生的发散型思维
 “照方抓药”型的实验虽然能够提高学生的操作技能，但不能培养学生的创新意识，会导致学生形成一种思维定势，从而限制了学生的思路，阻碍对新问题的解决。在实验化学实验教学中，无论是课堂演示实验还是课后学生的自主探究实验，老师可以通过精心设计一些“开放性”的实验，促使学生去积极思考，培养学生的探索兴趣，使学生认识到同一实验可以有不同的实验方法，注意引导学生养成发散型思维的习惯，从而提高对事物的应变能力。
 案例：“你能用多少种方法鉴别氯化氢气体和空气？”
 在学习氯化氢的性质时，教材上直接讲解氯化氢的性质，我想何不把它改为“你能用多少种方法鉴别氯化氢气体和空气？”。结果在课堂上学生议论纷纷，气氛非常活跃，学生给出的答案也很多，例如：用鼻子闻一闻，用蓝色石蕊试纸，用pH试纸，用水做喷泉实验，用氨气鉴别，用硝酸银，用氢氧化钠，用绿色植物，用金属铁，用大理石等，先后研究出10种不同的办法，其中有些方案，理论上可行，但实际操作可能存在问题。于是，课堂上就选做了几个方案，例如，用鼻子闻，用蓝色石蕊试纸，用pH试纸等，还有喷泉实验等，当看到氯化氢气体形成美丽的喷泉时，学生激动万分。引导学生进一步思考，为什么会形成喷泉，还有什么气体可以形成喷泉，使学生通过积极的思考，自己得出结论，获得极大的成就感，也极大地开阔了学生的学习思路。
 再如，在课堂上制备Fe(OH)2时 ,因为Fe(OH)2极易被氧化，所以看不到Fe(OH)2的白色沉淀，得到的往往是墨绿色的沉淀，随后又会转变为红褐色的沉淀。根据这种情况，可以引导学生进一步探究，怎样才能得到白色的Fe(OH)2沉淀？通过学生的思考与探究，只要使反应隔绝氧气，避免被氧化，就能看到白色的Fe(OH)2，学生想出很多种方法来隔绝氧气，避免氧化Fe(OH)2，例如：使用蒸馏水配置溶液，在溶液的上方用液体石蜡覆盖隔绝空气，用长胶头滴管把FeSO4注入到NaOH溶液内部等，取得很好的效果。
 在此实验中，很好地体现了学生是学习的主体，使学生学会观察、学会思考、学会探究，使学生掌握实验的科学方法。
 又如，如何证明某黑色粉末是氧化铜和木炭粉的混合物，可以让学生设计各种不同的实验方案，让其分析推理得出合理的结论。在探索实验的操作过程中，学生思维的流畅性、变通性、灵活性、能动性、独特性、多维性能得到充分发展。因此对培养其创新思维，提高其创新能力有着积极的作用。
增设和改进实验,激发学生的探索兴趣
 由于验证性实验的现象和结果都是学生已知的，学生做实验只是被动地验证、机械地重复，缺乏主动性、能动性，因此，过多的验证性实验不仅不能激发学生的学习兴趣反而会挫伤其学习积极性，也不利于学生创造力的培养。相对于验证性实验，探究性实验的现象和结果则是未知的，学生必须通过仔细观察、认真分析，经过多次实验才可能得出正确结论。因此，教师在实验教学过程中，可以和学生一起发现问题，分析问题，让学生参与到课堂实验的设计中来，不断改进和设计实验，加强实验的设计性和探究性，使学生在实验过程中变被动为主动，这样不仅可以培养学生的批判精神和创新能力，而且能有效激发学生学习的主动性和创造性，体会到创造的乐趣，使学生在实验技能、知识应用、分析问题和解决问题等方面的能力得到全面训练。
 例如，在“钠的化合物”教学中，教材中只有过氧化钠与二氧化碳反应的知识点，而没有相关的实验，为了使学生获得高级知识，激发他们的探究意识，打破思维定势，可以和学生共同设计实验，经过多次探索和实践，特设计如下实验装置：
 实验步骤及现象：①用疏松的棉花将约0. 2g Na2 O2粉末包住，放在石棉网上;②把玻璃管的一端直接与棉花团接触，用口对着长玻璃管另一端慢慢地吹气，片刻可观察到棉花团剧烈燃烧，最后留在石棉网上为白色粉末(进一步实验检验为碳酸盐)。
    实验原理：人呼出的气体中含较高浓度的二氧化碳，该气体通过长玻璃管与棉花中的Na202接触时，便迅速反应产生高纯度的02。依靠反应放出的热量使疏松的棉花温度升高，当达到棉花的着火点时，在氧气的助燃下，棉花剧烈燃烧。
    实验结论：2Na2 02 + 2CO2 → 2Na2 C03 + 02
    在实验的设计与操作时，学生会积极动脑，想出各种各样的方法，极大地激发了他们学习的兴趣，并提高了他们设计实验、探究实验的能力。
 又如，在讲原电池的正负极时，学生根据铜锌与NaOH形成原电池的实验很容易总结出活泼的金属做负极，不活泼的金属做正极，这时老师可以出示镁铝与NaOH形成的原电池，电表的指针却显示铝做负极，而镁是正极，这个问题引起学生极大的兴趣，并通过讨论与探究得出结论：镁的表面不断生成的Mg(OH)2并没有形成沉淀，而是紧密覆盖于镁条的表面形成膜层，使镁条表面很快发生了钝化。铝极转变为负极，表面钝化的镁条为正极，电子从铝片流向镁条。
  通过增设和改进实验，可以极大地调动学生的积极性，使他们成为学习的主体，学生亲自完成的实验的设计与改进，是学生获取知识、形成技能、发展智能和个性品质的最佳途径。从中学化学教学实际来看，具有调动学生学习积极性、巩固和运用双基、发展智力和培养能力、培养学生优良个性品质等功能。
优化实验内容，实现课程习的综合化、生活化、社会化
 当今，现代化学正在帮助人类更好地解决能源、农业、环保、医疗、交通等方面的重大问题。作为化学教学重要部分的化学实验是化学理论应用于实践的桥梁，其功能不仅在于帮助人们把握化学的理论知识，还在于通过它能将知识反作用于科学探究和社会实践中，从而将对知识技能的培养与创新精神和社会责任感的培养有机结合起来，使化学实验教学在全面提高学生素质教育中发挥更大的作用。化学教学要挖掘教学内容与材料、能源、环保、生命、农业等科学的联系，
 近年来，“课程综合化、生活化、社会化”已成为国际课程改革的一种趋势。随着课程改革，化学实验的改革也正朝着生活化的方向发展，教师通过恰当地联系生产生活实际，让学生解决一些生活中的实际问题，这样既能做到理论联系实际，使学生感到生活中处处有化学，又能巩固课本知识，提高学习兴趣，培养动手能力，达到提高教学效果的目的。例如，通过让学生设计实验方案除去热水瓶中的水垢，除去馒头中的涩味等实际生活中的实验，激发学生的学习兴趣，调动学生学习化学的积极性，促使学生养成利用化学知识和已掌握的实验技能探索身边的化学奥妙的主动性。再如，让学生寻找消除“白色污染”的方法，调查农业生产滥施农药、化肥产生的不良后果，将探索性实验与生产生活实际问题紧密结合，使学生学到的知识用到实践中去，让学生感到化学知识在生活中重要性，培养学生的探索精神，锻炼了学生的创造思维能力，展示学生的创新才华，达到素质教育的目的。
 在《社会中的化学》一书中，牛奶的分析、维生素C的分析、食物中含铁量的测定等的实验与实际生活息息相关，很容易引起学生的兴趣。如果在教学中能重视教学内容与材料、能源、环保、生命、农业等科学的联系，就会促使学生生活中处处有化学，让学生形成一种理念：在科学技术和物质生产高度发展的今天，必须掌握一定的化学知识，从而激发他们热爱化学的情感和努力学习的动机.
 例如，在学习乙醇时，可以先让学生联系实际生活中哪里用到酒精，学生会根据自己的生活经验回答出很多答案，例如：白酒、固体酒精、烧菜时用的料酒，警察用酒精分析器测酒后驾车，乙醇汽油等等，结合生活中的例子，引导学生查阅资料如何制作固体酒精、酒精测定仪的工作原理是什么，学生非常感兴趣。于是，我又增加了一节实验课，制作固体酒精和重现酒精测定仪的工作原理。由学生根据自己查的资料，设计实验，操作实验，取得了很好的效果，不仅调动了学生的积极性，同时也培养了学生查阅资料、整理资料、设计实验、动手的能力。
 在学习高分子化合物时，也可以通过让学生区分他们身上的衣服布料是属于合成纤维，还是羊毛纤维或棉纤维？学生从各种不同的角度来思考，找到好几种方法来区分，并让学生回去查资料来研究这些高分子化合物的组成及性质等。
 五、善于学习，加强交流，调动学生学习的积极性
 为适应教学改革的需要，教师要针对教材内容以及自己的知识结构，有目的、有计划地进行学习，密切关注学科的新成就，认真研究实践中的新课题，更新知识、充实自己，将实验内容与社会进步、科技发展有机结合起来，将教学工作与教师的科研工作有机结合起来，使教学内容更符合实际需要。
 另外，笔者认为在今后的教研活动中，还可以通过多组织一些实验改进比赛，加强交流与学习，调动老师和学生改进实验的积极性。同时，教师还要多参加观摩课，及时了解到许多实验的改良，学习和借鉴先进的实验教学经验，从而可以更好的应用于教学中。

主要参考文献
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