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1、多渠道开展化学实验教学的探索 汪兴源 王慧瑾 上海市南洋中学（200032） 摘要 叙述了基础型课程中课堂演示实验，课堂学生实验，课后实验操作，家庭实验操作的一些实例；介绍了拓展型课程、研究型课程与基础型课程紧密结合开展化学教学的一些方法。提出了多渠道开展化学实验教学探索的思路。 关键词 演示实验 媒体视频 课后练习 家庭实验 拓展研究 多米诺化学实验 仿真化学实验 化学实验的教学在高中化学教学中占了很大比重，在基础型课程、拓展型课程和研究型课程中都有其重要的地位，是非常重要的教学活动。 从二期课改新教材中有关化学实验教学的内容中可见，包括《实验与观察》、
2、《实验与实践活动》等8个项目的化学实验总共有120个，如表1： 表1 二期课改教材中有关化学实验的教学内容 走进实验室 实验与观察 动手做一做 实验与设计 兴趣实践活动 家庭小实验 实验与实践活动 探究活动 合计 14 33 5 2 4 5 32 25 120 《上海市中学化学课程标准》中关于基础型课程化学实验活动的主题叙述为：“化学实验是化学学习中最重要的探究手段，通过化学实验活动，使学生了解和体验科学研究的一般过程，学习必要的实验技能以及分析、综合、归纳和比较等科学思维方法，在增强实践能力的同时，培养科学精神、科学态度和创新能力。”可见“最重要的探究
3、手段”之含义。 而拓展型课程“提倡应用化学知识，通过观察和分析，发现并提出问题，设计化学探究实践途径和步骤；在实践过程中，要注意观察、记录和数据处理；提倡进行交流和讨论，加深对科学实践活动的理解和体验。”则提出了较高的能力要求。 在研究型课程中采用研究性的学习方式，培养创造性学力，在自主参与研究的实践活动中，发展探究化学问题的意识，体验科学的发展和知识形成的过程，感悟科学的思想和方法，培养合作意识与创新精神，是对学生提出了更高的学习要求。 如何在三类课程中达到课程标准中提出的教学要求，在具体的教学实践活动中，笔者感到有“多渠道开展化学实验教学的探索”的必要。 1. 课内与课外的互补
4、课堂教学中的化学实验教学，立足于对学生观察能力、思维能力的培养，这是一个特殊而有效的途径，可以达到培养高中学生的科学素养的目的。实践中还应以课内和课外相结合来进行互补。 1.1 课堂演示实验结合媒体视频播放 实验：浓度对化学平衡移动的影响 视频播放：在一个400mL的烧杯中，混合150mL 0.02mol/L FeCl3 溶液（黄棕色）和150mL 0.02mol/L KSCN溶液（无色），观察到混合溶液变成了红色。发生了如下反应： FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 演示实验：同视频播放的内容操作，在一个400mL的烧杯中，先倒入150mL 0.02mo
5、l/L FeCl3 溶液（黄棕色），再向烧杯中倒入150mL 0.02mol/L KSCN溶液（无色），搅拌一下，观察到混合溶液变成了红色。（这个实验可以请学生到讲台上来进行操作） 视频播放：将烧杯中的红色溶液倒出适量于另一洁净烧杯中，再滴入1mL 0.02mol/L FeCl3 溶液，看到溶液的颜色变成深红色。说明化学平衡发生了向正反应方向的移动。 Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+ 演示实验：同视频播放的内容操作，将烧杯中的红色溶液倒出适量于另一洁净烧杯中，再滴入1mL 0.02mol/L FeCl3 溶液，看到溶液的颜色变成深红色。 很多化学实验都可以采用这样的教学方
6、式，就是在进行化学实验演示时同步用媒体播放视频，既可以先播放视频，再进行演示，也可以先进行演示，然后播放视频，还可以播放一段停顿一下，进行一段演示和讲解以后再继续播放等等。 象这样的教学方法可以让学生有充足的时间来进行观察和思考，比之单单进行演示实验有可以回放重复观看的好处，学生对实验现象印象深刻，便于记忆，易于思维。 当然，采取将演示实验进行实况录像，当场回放进行观看，也能起到同样的作用。 1.2 课堂学生实验结合课后练习操作 实验：配制250mL 0.1mol/L碳酸钠溶液 ⑴ 从计算得出，配制250mL 0.1mol/L碳酸钠溶液需要碳酸钠2.65 g。 ⑵ 在电子天平上称取
7、2.65g碳酸钠固体。 ⑶ 将碳酸钠放入烧杯中，用适量的蒸馏水溶解。冷却至室温。 ⑷ 将溶液小心地注入250mL的容量瓶中。用蒸馏水洗涤烧杯内壁两次，并将每次洗涤后的溶液都注入容量瓶，振荡容量瓶，使溶液均匀混合。然后缓缓地把蒸馏水注入容量瓶，直到液面接近刻度2—3cm处，改用胶头滴管加水到刻度线，使溶液的凹面底部正好跟刻度线相切。 ⑸ 塞好瓶塞，反复摇匀。 在一节课时内完成以上实验操作，学生在熟练程度上一定存在着不足。所以，在课后就安排学生在班级教室内进行练习，提供一套所需仪器药品，让化学课代表带领班内同学，进行分组分别操作。同学们学习热情很高，纷纷争着进行操作练习，有的班级里还自发进
8、行比赛呢！ 1.3 校内化学实验结合家庭实验操作 实验：测定溶液的pH值 在室温下用pH试纸测定0.1mol/L的NH4Cl、NaCl、CH3COOH溶液的酸碱性。记录所测定的pH值。 以上实验在进行了课堂演示和学生实验后，发给学生若干条pH试纸，让学生回家自己进行各种溶液或液体的pH值测定，写出实验报告。这个回家作业让学生们兴趣大增，有的回家测了水，测了汤，测了盐水和糖水；有的测了泪水，雨水和各种饮料；还有的测了水果汁，汗汁，唾液和尿液等等，不亦乐乎。 学生们在家里当起了小老师，给家庭成员进行酸碱度知识的讲解。同学们还相互进行交流，谈论自己的作业体会。 这样小小的家庭化学实验挑起
9、了学生自主学习化学的热情，激发了学生体验科学探究的乐趣，从对生活和自然现象的好奇心和探究欲出发，学会感受并赞赏化学，形成爱动脑、会动脑的探究习惯，养成爱做实验，喜欢通过实验检验真理的习惯，无疑是起到了一定作用的。 2. 基础与拓研的结合 在日常的教学中，由于课时关系，学生动手实验的机会不多。开设实验性质的拓研课能在一定范围内解决这个矛盾。让学生能在基于课堂又高于课堂的实践应用中检验自己所学知识，巩固所学知识，并有所创新。 2.1 拓研课中强化基础课程 探索性实验一般只给出课题研究的要求，在教师指导下，由学生自己确定实验原理、选择实验仪器、制订实验方案、探求未知结论，这类实验未必有一定的
10、正确研究结论，对于课题本身则是“轻结论，重过程”，是让学生体验科学研究的过程，从而达到培养他们综合素养的目的。 因此，一般多是选择和生活紧密相连的实验，比如植物、花卉、蔬菜中色素的提取以及色素对不同酸、碱溶液颜色的反应情况的研究，可以让学生更牢固掌握提取，萃取和指示剂变色的范围等原理；自制豆腐的实验可以让学生对胶体的性质有更多的了解；化学显色实验可以让学生更多熟悉一些化学反应等等。虽然这些实验难度不大，但既能和基础课程中所学的知识紧密联系并得到强化，也能使同学们更多地了解生活周围的世界。 2.2 基础课中延续探究实验 注重利用已有的科技物质环境，来营造科学探究的心理环境，激发学生的科学兴
11、趣和求知欲，在促使学生动手参与和质疑探究的基础上，让学生发挥自己的想象力，进行创造性设计和制作，在拓展型课程和研究型课程中，是培养学生的科技素养的一个有效途径。 利用一套“质能转换”设备，将有机物在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度、碳氮比条件下，通过微生物发酵作用而生成一种可燃性气体——沼气，及优质有机肥料（沼液和沼渣）。 这个实验的原理对于高中生来说并不陌生，如何让这个课题更富现实意义、更饱满则是同学们在一个学期拓研课中的目标。 为了使得实验装备制取出产品，首先要投料。同学们想到了在校园中就有丰富的有机物的资源，如垃圾、枯死的植物和动物的粪便等。既然在校园中能将这些有机废物通过发
12、酵转化为能为人所利用的能源和肥料，如果能向大众推广就能解决垃圾处理问题和能源危机问题，岂不是一举两得的好事。 同学们在进行实验的过程中，自然而然地碰到了很多问题，如：实验用哪种原料制得的产品量较多；实验对温度有要求吗；实验得到的产品究竟有哪些用途。同学们带着这些问题，查找资料、收集数据、分析数据，最终得出结论。同学们走出了课堂，但是把课堂上学到的知识在拓研中延续，充分体现了他们的自主能动性。而且学生表现出的紧密合作、不怕脏累的品质也让这种探索活动更有价值和意义。 2.3 基础课与拓研课的结合 “化学多米诺实验”是一个综合性的化学实验，其集合科学性和兴趣、娱乐为一体的效果可以达到能进行比赛
13、的功能。 对于在初、高中学习了化学反应的学生来说，设计出更多能用于“化学多米诺实验”的反应是乐此不疲的趣事。当然，关键在于：⑴反应速度的控制，⑵实验装置的气密性。这些内容在课堂教学中是曾经教授过的，但只有通过学生自己亲身实践，才能真正将这些知识融会贯通，活学活用。 同学们在这个活动中所体现出的创造力和创新意识让人不能小觑，他们不但能够将反应象多米诺骨牌一样连续地、自发地进行下去，同时还穿插了电学、光学、物理学等原理，使整个反应变得颇具多样性和观赏性。 这不能不说是基础课与拓研课的巧妙结合，而成功的实验不仅需要严谨的科学态度，同时，结合校园活动，掌握化学实验，略带一定的表演性质，更能激发起
14、学生的兴趣和热情。 3. 真实与虚拟的比较 在学生普遍对电脑基本操作熟悉的前提下，仿真化学实验也是化学实验教学中一项较好的教学方法。仿真化学实验室里主要有两大部分内容，一部分是三维分子模型操作，另一部分是化学实验装置的装配和设计。虽然它是一个虚拟的实验操作，但也能非常有效地提高学生对分子内部构造的认识，也能对基本化学实验操作进行模拟演练，并且还可以进行实验设计，比之在纸上画画写写要直观、清晰的多。 图1 酒精分子的球棍模型 尝试让学生搭建三维分子球棍模型和比例模型如水、双氧水、氨、碳酸、四氯化碳、酒精、醋酸、甲醛、甘氨酸、乳酸、葡萄糖等等，然后沿着x轴，y轴，z轴旋转，从分子的各个
15、角度进行观察，可以非常直观地了解分子的空间构造，给学习它们的化学性质带来更高的效益。 气体的制取和检验的实验是学生非常感兴趣的仿真实验之一，如以下是某学生进行实验室制取收集氧气后所写的实验报告： 表2 实验室制取和收集氧气的报告 实验名称 实验室制取和收集氧气 实验目标 1、学会组装化学实验装置 2、提高化学实验的兴趣 3、培养动手能力 实验仪器 和药品 酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、木块 氯酸钾、高锰酸钾 操作步骤 及注意事项 ①、装置实验仪器 ②、装入药品 ③、点燃酒精灯 ④、观察集气瓶及试管中的变化 实 验 图
16、 像 ①、 实验开始前： ②、实验结束时： 实验心得 使我了解了怎样组装化学实验装置、也提高了我对化学实验的兴趣、培养了我的动手能力。 实验日期 2005.12.26 报告人 XXX 班级 高一⑷班 学号 42 又如实验室制取、检验和收集氯气的实验： 图2 氯气的制备、收集、检验和尾气处理 虽然仿真化学实验是虚拟的实验，只是在电脑上进行操作，但是通过分子模型的搭建，实验装置的装配，实验装置装配的设计等，可以充分提高学生的兴趣和积极性，可以让学生增强自主设计的理念，当然，这样的实验没有化学药品的污染问题，很安全，可以
17、重复进行操作，效率也很高。 从虚拟走向真实，为真实进行必要的铺垫，这是仿真化学实验的魅力所在，它不失为一种化学实验教学的有效手段。 4. 结语 社会 学校 家庭 基础型课程 拓展型课程 研究型课程 图3 开展化学实验教学的范围 如上图，化学实验教学可以在课内和课外，课上和课下，学校和家庭，课堂和社会开展（尝试走出课堂到研究所去参加探究型学习的活动，详见附录），可以在基础型课程、拓展型课程和研究型课程中展开，可以是真实的操作，也可以是虚拟的训练，给老师和学生带来很大的空间，确实是一种能多渠道开展的教育教学。我们应当恰到好处的，不失时机的，因地制宜的，积极热情地大力开展，为培养出一代新人而努力奋斗！ 参考文献 ⑴《上海市中学化学课程标准》（试行稿） 2004年10月第2版 上海市教育委员会编 上海教育出版社出版 ⑵ 中国特级教师文库《化学实验教学探索》 王忠林著 人民教育出版社 第 6 页 共 6 页
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