新課程理念下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和思考

新課程理念下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和思考

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取知識(shí)、進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度、提高學(xué)生探究能力的重要途徑?！痘瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》明確指出：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)課程目標(biāo)的全面落實(shí)具有重要的作用?！蹦敲矗谛抡n程實(shí)施中如何進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的作用呢？下面結(jié)合我們幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勑抡n程理念下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些想法。一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要體現(xiàn)趣味性“興趣是最好的老師”，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)和保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段。而初中化學(xué)又是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙階段，更應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)的趣味性，唯有如此，才能使學(xué)生折服于化學(xué)世界的神奇魅力，形成持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在教學(xué)中，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)于“嚴(yán)肅”的面貌，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)情境，從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的興趣。如在學(xué)習(xí)“二氧化碳”一課時(shí)，為了說(shuō)明與水反應(yīng)，傳統(tǒng)的做法是將通入水中，加入紫色石蕊試液，觀察顏色的變化（圖1）。但我們?cè)诮虒W(xué)中覺(jué)得這個(gè)實(shí)驗(yàn)效果不夠好，于是進(jìn)行了如下改進(jìn)：先將石蕊試液噴到1朵干花上，然后再進(jìn)行如圖2所示的實(shí)驗(yàn)。圖1傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖（Ⅰ）（Ⅱ）噴稀醋酸和水，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明酸能使紫色石蕊試液變紅而水不能；（Ⅲ）（Ⅳ）將花直接或噴水后放入中，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明與水反應(yīng)。這樣，通過(guò)1朵干花的一系列變化，強(qiáng)烈地激發(fā)了學(xué)生的興趣，吸引了學(xué)生的注意力，從而引發(fā)了學(xué)生的思考。圖2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)圖二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要凸顯探究性《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》指出：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式；化學(xué)實(shí)驗(yàn)要體現(xiàn)學(xué)生的自主性和探究性；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄現(xiàn)象、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、通過(guò)分析推理獲得結(jié)論的全過(guò)程是實(shí)現(xiàn)探究學(xué)習(xí)的重要途徑?！币虼耍處熢诮虒W(xué)中要注意改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，精心設(shè)計(jì)各種探究性實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)，逐步學(xué)會(huì)探究。如在進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)的教學(xué)時(shí)，為了說(shuō)明微粒之間是有一定空隙的，教材安排了“水與酒精混合”實(shí)驗(yàn)，通過(guò)水與酒精混合后體積變小了這個(gè)事實(shí)，說(shuō)明微粒之間是有一定空隙的。那么，如何將該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性呢？我們是這樣考慮的：1.在明確了要解決的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題后，首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)，使學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的情況，大膽地進(jìn)行猜想與假設(shè)。2.在“明確問(wèn)題”、提出“猜想與假設(shè)”之后，引導(dǎo)學(xué)生“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”，并要求學(xué)生按照“實(shí)驗(yàn)條件的控制方法”進(jìn)行設(shè)計(jì)，即保持物質(zhì)的體積不變，只改變物質(zhì)的種類，如讓50mL水分別與50mL水、50mL酒精混合；讓50mL酒精分別與50mL水和50mL酒精混合。3.對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案加以實(shí)施，“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”“收集證據(jù)”，在這里應(yīng)該是對(duì)混合前后物質(zhì)體積進(jìn)行測(cè)量、記錄。4.對(duì)所收集的事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行整理和加工。為幫助學(xué)生進(jìn)行分析，對(duì)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)盡可能地采用圖表的形式。5.在加工事實(shí)和證據(jù)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所探究的問(wèn)題進(jìn)行“解釋”，并“得出結(jié)論”。在實(shí)驗(yàn)中可以將“解釋與結(jié)論”設(shè)計(jì)成“想一想”“議一議”的形式，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)思考、討論，來(lái)獲得對(duì)問(wèn)題的解釋，得出結(jié)論?；谏鲜隹紤]，我們將該實(shí)驗(yàn)作了如下設(shè)計(jì)：用量筒分別進(jìn)行如表1所示的實(shí)驗(yàn)，事先預(yù)測(cè)結(jié)果并與記錄值進(jìn)行比較。教學(xué)實(shí)踐證明，這樣設(shè)計(jì)的效果較為理想。表1用量筒做實(shí)驗(yàn)的對(duì)照表體積變化情況預(yù)測(cè)結(jié)果測(cè)量結(jié)果50mL水與50mL水混合50mL酒精與50mL酒精混合50mL酒精與50mL水混合說(shuō)明：想一想，為什么會(huì)出現(xiàn)體積差異？三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力既是全面推進(jìn)素質(zhì)教育的關(guān)鍵，又是新課程改革的要求。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，既是理論和實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)，又是體現(xiàn)人的認(rèn)識(shí)過(guò)程從思維到再創(chuàng)造的最生動(dòng)典范。因此，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，不僅是一條有效的途徑，而且應(yīng)成為首選的途徑。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，獨(dú)立思考，善于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的疑點(diǎn)，并鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，勇于探索，解決問(wèn)題；要鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)積極思考，對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)；鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)合作討論，設(shè)計(jì)出新穎的、不同凡響的實(shí)驗(yàn)方案。例如，在介紹“二氧化碳的物理性質(zhì)”時(shí)，為了說(shuō)明二氧化碳比空氣重，教材采用了天平衡量的方法，但在實(shí)際的操作中，由于天平的偏移，坐在教室后面的學(xué)生難以觀察清楚，另外空氣的流動(dòng)也會(huì)引起天平傾斜，實(shí)驗(yàn)不易成功。在這種情況下，我們因勢(shì)利導(dǎo)，設(shè)計(jì)了這樣幾個(gè)問(wèn)題：課本上的演示實(shí)驗(yàn)有什么不足之處？怎樣改進(jìn)或設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)?zāi)兀孔C明“氫氣比空氣輕”的演示實(shí)驗(yàn)是如何操作的？如果直接證明“二氧化碳比空氣重”有困難，那么你能否反過(guò)來(lái)進(jìn)行考慮呢？在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，學(xué)生興趣盎然，思維活躍，紛紛提出各種改進(jìn)方案，最后師生一起進(jìn)行歸納、分析，共同設(shè)計(jì)出最佳方案：在大燒杯中放進(jìn)1只吹滿空氣的小氣球，小氣球沉入杯底，然后往燒杯中通入二氧化碳?xì)怏w，氣球很快上浮。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)直觀、有趣、醒目，學(xué)生感受很深，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新精神也得到了很好的培養(yǎng)。四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要貼近學(xué)生生活化學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的科學(xué)，化學(xué)知識(shí)已廣泛深入地滲透到個(gè)人和社會(huì)生活的各個(gè)方面?；瘜W(xué)現(xiàn)象、化學(xué)變化無(wú)時(shí)不在、無(wú)處不在。現(xiàn)代社會(huì)的文明進(jìn)程與化學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)。因此，貼近生活、貼近社會(huì)，已成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。新的化學(xué)課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會(huì)發(fā)展的需要出發(fā)，發(fā)揮學(xué)科自身優(yōu)勢(shì)，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)拉近學(xué)生與化學(xué)科學(xué)間的距離，讓學(xué)生體驗(yàn)到知識(shí)的實(shí)用性和價(jià)值性。例如，“我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”“使用pH試紙測(cè)定唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸堿性”“用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法區(qū)分棉纖維、羊毛纖維和合成纖維織成的布料”“酸雨危害的模擬”等實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真切感受到化學(xué)就在我們身邊，化學(xué)與我們的生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。同時(shí)，教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心我們身邊的事物，觀察和探究身邊的常見(jiàn)現(xiàn)象，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解釋問(wèn)題，不斷增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇心和探究欲望。五、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要滲透綠色化學(xué)思想綠色化學(xué)(GreenChemistry)也稱環(huán)境友好化學(xué)(EnvironmentallyBenignChemistry)、清潔化學(xué)(CleanChemistry)，它是指設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境沒(méi)有或者只有盡可能小的負(fù)面作用，并且在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上又可行的化學(xué)品和化學(xué)過(guò)程。相比于通常所說(shuō)的環(huán)境保護(hù)，綠色化學(xué)是對(duì)環(huán)境更友善的化學(xué)，它是一種主動(dòng)積極地防止化學(xué)污染、從源頭上阻止污染的化學(xué)。因此，綠色化學(xué)已成為當(dāng)今世界各國(guó)普遍接受和大力實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展方針的重要組成部分。這也正是《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》所提出的“使學(xué)生初步了解化學(xué)對(duì)人類文明發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)化學(xué)在實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處、促進(jìn)人類和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的地位和作用”這一基本理念的初衷。顯然，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是滲透綠色化學(xué)思想，正確培養(yǎng)公民環(huán)境意識(shí)的重要途徑。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)注重挖掘教材中的實(shí)驗(yàn)，充分利用一切資源，使綠色化學(xué)教育自然、生動(dòng)地滲透到元素及化合物等教學(xué)中。例如，在傳統(tǒng)的化學(xué)教材中，制取氧氣通常使用以下兩種。六、化學(xué)實(shí)驗(yàn)要考慮微型化《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》指出：“要指導(dǎo)學(xué)生利用生活中的常見(jiàn)用品和廢棄物制成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，或替代實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)藥品。這樣既有助于解決實(shí)驗(yàn)儀器、藥品的短缺問(wèn)題，又可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及節(jié)約和環(huán)保意識(shí)。如用貝殼或雞蛋殼代替碳酸鈣，用食用堿代替碳酸鈉，用廢棄的飲料瓶和小藥瓶作反應(yīng)容器等。”而這正是微型實(shí)驗(yàn)的一大基本特征。同時(shí)，由于同常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比，微型實(shí)驗(yàn)具有取材容易、操作方便、現(xiàn)象明顯等特點(diǎn)，故能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有效提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。事實(shí)上，微型實(shí)驗(yàn)的魅力不僅僅局限于此。第一，微型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生通過(guò)自制儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此可以訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時(shí)較大的實(shí)驗(yàn)成功率又可以增強(qiáng)學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。第二，微型實(shí)驗(yàn)的器材來(lái)源廣泛，可以做到人手一套。在教學(xué)中，教師只要積極引導(dǎo)，就能實(shí)現(xiàn)人人動(dòng)手的目標(biāo)，從而改變過(guò)去那種“一人做、大家看”的局面，使學(xué)生由過(guò)去被動(dòng)“等待”和“接受式”的學(xué)習(xí)方式，變?yōu)椤爸鲃?dòng)”和“探索式”的學(xué)習(xí)方式。第三，微型實(shí)驗(yàn)要求使用盡可能少的試劑，因而可以大大減少實(shí)驗(yàn)的“三廢”；同時(shí)它在一定程度上做到了對(duì)化學(xué)藥品的循環(huán)使用和回收利用，從而把預(yù)防化學(xué)污染的思想貫穿于化學(xué)教育的全過(guò)程中，有利于學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)的形成。例如，在“鐵的冶煉”一課關(guān)于冶煉原理的實(shí)驗(yàn)探究中，要用一氧化碳還原氧化鐵，實(shí)驗(yàn)藥品用量大，制氣的量大，耗能耗物多，毒性的危險(xiǎn)隱患大，學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)具有恐懼心理；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯出現(xiàn)時(shí)間晚，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，且由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的體形太大，不能巡回展示，出現(xiàn)“教室后方教學(xué)盲點(diǎn)”，教學(xué)效率不高；對(duì)還原性氣體未充分利用，原料的利用率低。對(duì)此，經(jīng)過(guò)討論后，我們嘗試設(shè)計(jì)了如圖3所示的微型化裝置：實(shí)驗(yàn)時(shí)，把沾上氧化鐵粉末的玻璃毛塞進(jìn)玻璃管，具支試管中注入4mL濃硫酸，滴管中吸入2mL甲酸，用自制微型酒精燈加熱，外纏鐵絲的橡皮管可隨時(shí)調(diào)節(jié)角度對(duì)玻璃管加熱，又可進(jìn)行尾