新课程理念下中学化学实验教学探索

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　　摘要:本文依据新课程的理念,结合教学实践,对中学化学实验教学进行了探索。研究表明,在化学实验教学中关注实验过程,突出学生的主体作用,强化科学探究的意识;引导质疑,促进探究;重视实验设计,培养学生的探究能力;让实验教学走出课堂、走进生活,促进学生学习方式的转变,能达到提高学生科学素养的目的。
　　关键词:化学实验 科学探究 关注过程 转变学习方式
　　
　　《普通高中化学课程标准》非常重视发挥化学实验在提高学生科学素养中的应有作用,强调要:“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力”。这一理念充分体现了化学实验教学潜在的教育功能。在新课程理念的引领下,在近几年的教学实践中,本人改变了传统化学实验教学中以演示实验和验证实验为主的传统实验教学方法,以学生为主体、以科学探究为手段,以实践创新为目标,对化学实验教学作了大胆的改革和尝试,取得了一定的实效。
　　
　　一、关注实验过程,突出学生主体作用
　　化学实验的目的,不仅在于获得正确的实验结论,更重要的是使学生经历和体验获得实验结论的探索过程。由于受应试教育的影响,许多教师在观念上,对化学实验教学的教育教学功能认识不足,功利性强,为应试而教,为应试而学,他们觉得,实验过程并不重要,与其花时间让学生做实验、进行科学探究,倒不如教师“讲实验”学生听实验和背实验实在,这样能起到“立竿见影”的效果。
　　因此,不少中学的化学实验教学出现许多大家司空见惯的现象:生动活泼的实验活动,变成僵死呆板的条条,教师在演示实验教学中,只要求学生机械记忆仪器名称、实验步骤、现象要点;而对于学生的分组实验即过分孤立地强调实验操作技能的训练,实验现象的记忆,但学生往往在实验中只是“照方抓药”,只是简单地从识记中获取知识。而对于做该实验有何目的、有何意义,怎么做实验,为什么这样做实验思考过少。在实验过程中忽略了诱导学生把在实验观察时激发起来的兴奋中心,及时转移到由透过现象到认识变化的实质上来,抹杀了学生学习化学时的学习兴趣和个性思维,也忽视了化学实验所蕴涵的思想性、探究性和发展性的功能。实验后,有的学生对于课堂曾观察过的化学实验,在脑海里留下的印象不深;有的学生做实验时走过场、求应付,未曾动手,就已经按课本所述填好实验报告。学生从实验中得到的感悟不多,达不到应有的教育功能。
　　新课程从内容、形式等方面对化学实验提出了新的要求,强调化学实验是中学生科学探究的重要组成部分,这为发挥学生学习的主体性、自主性和主动性创造了充分的条件,因而教师必须要转变传统的观念,要认识到化学实验并不是为了验证实验结论,不是简单的实验技能模仿,要充分认识实验在化学科学发展和学生能力培养中的重要作用。新课程改革的目标之一是要培养学生获取知识的能力,培养学生的创新能力,提高学生的科学素养,化学实验更应特别注意实验的本性,发挥实验在探究问题、获取知识、培养情感态度与价值观方面的作用,提倡通过实验观察发现问题,通过实验展开探究活动和解决问题,通过实验来检验知识、发展知识。
　　关注实验过程,突出学生主体作用,可以从学生参与实验准备开始。以往的化学实验,教科书给实验设计了最佳方案,包括药品、仪器、实验步骤、操作要领等。学生只需要按部就班就行了,结果常是做完了也不知道实验说明的问题或者做错了也不知道错在哪里。因为什么都设计好了,学生很少会想:我为什么要这样做?这样做说明了什么化学原理?不这样做行吗?久而久之,学生对实验的兴趣不浓了,好奇心也没有了,就更别说形成自己的思路了。要解决这个问题,教师应在实验开始前,就引导学生对给定的实验方案进行思考,该方案是否可行?有无自己的想法?有无更科学简便的方案?在实验操作中,可以按照书本上的要求,也可以按照自己的想法进行实验。这样,学生自己很多想法有了验证的途径,对实验的思考也落到了实处,既提高了学习的自主性和积极性,又强化了教学效果。通过这样的程序使学生思考科学探究的基本过程,学会勤于思考、严谨求实的科学精神。
　　
　　二、引导质疑,促进探究
　　爱因斯坦曾说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要。”科学素养的提高过程需要有效的学习方式和教学方法,学生学习科学的最好方法就是从事科学探究。科学不仅仅是一些具体的事实和抽象的理论,它更是一个过程、一种思考的方式。科学的本质是探究,学科学的中心环节就是探究。因此,化学实验教学应以培养学生的主动质疑、发现问题为宗旨,进而引导学生去探究问题,在实践过程中掌握探究的方法和思考问题的方式。
　　在新课程的教材中,很多实验都是在知识学习之前,即先通过一系列实验探究,再从实验中去了解或掌握物质的性质,这与以往教材的处理所包含的理念是完全不一样的。过去是先传授知识再做实验,其实验是“验证性”实验;新课程中则应该是先做实验探究再归纳总结知识,其实验是“探究性”实验。把“验证性”实验转变为“探究性”实验,就是要充分发挥实验的知识功能、情感功能与技能功能,通过学生的亲身体验来完成科学的探究活动,促使学生全面发展。以富有启发性、探究性的实验内容为学生搭建了一个探究的平台,为学生的探究和创新意识提供了广阔的活动及思维空间,使学生充分体验探究的全过程和探究乐趣,真正成为教学活动的主人。如在《探究Fe2+和Fe3+的转化实验》教学时,教材并没有直接给出实验的方案和具体步骤,而是要求学生自行设计实验方案,这就需要学生通过活动探究实验设计,使学生既动手又动脑、既预测又体验、既观察又思考,学生探究热情就会被充分调动,摆脱了以前学生实验中那种照方抓药、按部就班的被动局面。关注实验过程,关注学生的体验,突出了学生的主体作用,使学生在探究中发现,在发现中能力得到了发展。
　　
　　三、重视实验设计,培养学生的探究能力
　　化学实验设计是培养学生科学思维能力的一种行之有效的方式,它不仅能促进学生掌握化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,还能够认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用。通过实验设计教学,不仅可以使学生学习系统的化学知识,还能掌握科学的认识方法和思维策略。
　　实验设计教学中可以抓住某些侧重点展开思维训练,引导学生从某些典型的实验探索入手,再上升到一般性、规律性的认识,逐步提高学生思维品质的层次。实验设计过程也是编织化学知识网络,构筑化学知识框架,经过一个由表及里,由此及彼,去粗取精,去伪存真的思维过程。教师有目的地给出一些实验课题,指导学生按照实验目的和要求,根据已学过的实验原理和方法,设计出实验方案,并通过实验对拟定的实验方案不断地修正和完善。这是对学生进行科学训练,培养实事求是、独立思考、开拓创新的一种途径。化学实验设计的教学过程,自始至终都充满着培养和锻炼学生科学思维能力的契机。
　　中学化学实验中存在许多案例,它或要求注意加入物质的顺序,或要求注意加入物质的浓度,或要求注意加入物质的量。这些都可以作为实验设计的楔子。教师要充分运用教学机智,给学生主动发现问题、引出课题的契机,这些课题的提出和实验探索的开展完善了学生的知识体系,提升了学生的兴趣水平,使他们从原先的看热闹心态上升为更理性地思考问题,初步形成学生质疑能力。
　　例如:在高中化学复习离子的相关知识时,给学生设计实验方案的机会:

　　设计实验:证明(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有Fe2+、NH4+、SO42-、H2O 。
　　在该实验设计的过程中,学生必须运用已经学习过的相关知识,如:检验或鉴别物质的性质,首先要对所要检验的物质进行外观观察,初步猜测该物质中是否可能含有某种组分〔如首先对(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O进行外观观察。可以看到(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O是一种淡绿色的晶体,说明在试样中可能有Fe2+存在〕;其次,要确认已知物质的组成,应利用物质中所含各组分的特征反应,先进行每一个组分的单独检验,然后利用对各组分的检验结果确定物质的组成;再次,检验离子,要先取少量试样将其配成溶液,在溶液配制的过程中,要仔细观察溶解过程出现的现象;在对溶液中所含的各种离子进行设计检验的程序时,还要考虑离子之间的干扰;在可能有干扰存在时,要先排除干扰,然后再进行检验等等。
　　进行实验方案的设计还锻炼了学生对于实验的基本思维过程:
　　(1)设计实验方案――①明确实验目的、要求。②构思实验方法、步骤。③选择实验仪器、药品。
　　(2)实验、收集资料―― ①观察实验现象。②收集实验数据。③处理实验问题。
　　(3)分析,得结论―― ①整理资料,数据处理。②分析概括,得出结论。③写出实验报告。
　　对于实验设计和实验过程中出现的问题,学生通过教师的帮助,查找原因,提高自身分析问题、解决问题的能力。实验完毕,教师指导学生从以下方面进行自评和互评:①对实验设计方案、实验过程和实验结果的评估;②分析实验中出现的问题及其原因;③在以后的实验中要进行哪些改进?在实验过程中,学生参与了问题的提出、猜想和假设、制订计划、设计实验方案、进行实验、观察现象、收集证据、分析论证、评估、交流与合作。在整个实验设计和实验过程中,学生不仅学习了化学知识,而且体验了科学探究的乐趣和培养实验能力,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。这对于发展学生学习化学的情感态度和价值观以及促进学生科学素养的发展有着极其重要的意义。
　　
　　四、让实验教学走出课堂、走进生活
　　新课程要求在教学中多联系化学在日常生活、工农业生产等方面的应用,创设生动的学习情境,引导学生通过调查、咨询等多种方式获取化学知识,认识化学与人类生活的密切关系,解决生活中的有关问题。而高中学生会接触到很多与化学有关的实际问题,教师在教学中要注意联系实际,帮助学生拓宽视野,开阔思路,综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题,要通盘考虑课堂内外的教学活动,制订周密的计划,事先确定活动的时间、地点、形式、内容。要克服见一步走一步、备一课讲一课的被动局面,要有大局观。例如:在《化学①》(必修)第三章金属及其化合物的教学中,介绍铁和铝及它们的化合物在生活中的一些应用:介绍生活中的铁合金和铝合金;引导学生提出问题――(1)铁锈的主要成分是什么?要求通过实验分析铁锈中的铁是Fe2+还是Fe3+?联系如何防止生锈?了解铁和血红蛋白的关系,铁对人体健康的重要作用,铁在人体中吸收和利用的过程。(2)让学生推选代表取来浑浊的河水并在课堂上加上明矾,通过实验的现象说明明矾在净水中的应用,再让学生查阅资料,了解明矾的净水原理,铝及其化合物对人体健康的重要作用和影响;学生通过学习,发现化学与日常生活息息相关。由于贴近社会和学生的生活实际,使学生感到亲切,就像一块磁石极大地吸引着学生的实验兴趣和创新欲望,教师应因势利导,积极组织做好这些实验。
　　化学实验教学的最终目的是将化学知识应用于实践。知识的应用不仅是学习教材内容要求做的实验,而且更重要的是紧密联系实际,解决日常生活中的一些实际问题。如:《化学①》(必修)P.95实践活动――雨水pH的测定,《化学②》(必修)P.68的实践活动――在塑料袋中放一只成熟的苹果,再放些青香蕉或青橘子,将塑料袋口扎紧,密封好。每天观察它们的变化等等。通过以上探究实验,学生不难理解酸雨的形成原因、得出如何催熟青香蕉或青橘子。这些与生活密切联系的知识将会使学生认识到生活、生产中处处有化学,化学就在身边,更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系,从而激发学生科学探究的兴趣及用知识、智慧和行动保护环境的责任心和光荣感。也充分体现化学课程的人文内涵,发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用。
　　新课程的实施为化学教师创造性地进行化学实验教学提供更多的机会,新课程理念下化学实验教学的实施任重道远,教师要更新教育观念,在实验教学实践中不断反思,使学生通过化学实验对科学的世界观和方法论的形成产生深刻的影响,从而达到培养他们的创新精神和实践能力的目的。
　　
　　参考文献
　　[1]王祖浩,王磊.普通高中化学课程标准(实验)解读[M].湖北:湖北教育出版社,2004
　　[2]毕毕林,亓英丽.化学教育新视角[M].山东:山东教育出版社,2004

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