高　原

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題與對(duì)策

高原

（延邊第二中學(xué)，吉林 延吉 133000）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要手段，對(duì)培養(yǎng)其思維能力、觀察能力、探究精神與合作意識(shí)等都起到了巨大的作用。如今的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維含量低、過程方法少、與教學(xué)目標(biāo)分崩離析，已漸漸淪為了知識(shí)教學(xué)的附屬品，失去了實(shí)驗(yàn)本身的教育價(jià)值。本文在分許現(xiàn)階段中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的具體問題的基礎(chǔ)上提出了解決的相關(guān)對(duì)策。

高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；問題；改進(jìn)策略

“chem is try”，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)的感性認(rèn)識(shí)主要靠化學(xué)實(shí)驗(yàn)來提供，如果只重視理論課程的教與學(xué)而忽視實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)，全面提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量就成了一句空話。在中學(xué)階段，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)習(xí)目的，也是學(xué)習(xí)的手段。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能獲得物質(zhì)及變化的感性材料，有利于形成相關(guān)化學(xué)基本概念，理解和鞏固所學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，還能進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的操作能力、觀察能力，并培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、探究能力和創(chuàng)新能力。但是實(shí)際過程中由于各種原因存在，中學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不理想，存在著明顯的不足，需要引起化學(xué)教師的重視。

一、重定性分析，輕定量研究

恩格斯說過“任何一門科學(xué)如果能借助數(shù)學(xué)工具表達(dá)出來，那么它就盡善盡美了。”化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的定量分析就是利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行化學(xué)計(jì)算，所以說定量化實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的趨勢(shì)，它快速、靈敏、準(zhǔn)確，已經(jīng)在生產(chǎn)和科研領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。中學(xué)階段學(xué)生學(xué)習(xí)前沿知識(shí)和接觸社會(huì)的條件有限，通過定量實(shí)驗(yàn)來開拓其視野、激發(fā)其對(duì)化學(xué)概念深層次的認(rèn)知、了解化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用很有必要。例如，在美國(guó)化學(xué)教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》中，就引入了酸雨測(cè)試、氨的檢測(cè)、測(cè)量糖的物質(zhì)的量等定量化實(shí)驗(yàn)；在我國(guó)的新課程人教版教材《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中，也涉及到酸堿滴定曲線的測(cè)繪、食醋中總酸量、抗貧血藥物中鐵的含量等定量實(shí)驗(yàn)。

但由于實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備的種種限制，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多重定性分析，輕定量研究。

基于此現(xiàn)狀，我們應(yīng)當(dāng)適當(dāng)改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中原理簡(jiǎn)單、步驟清晰、貼近生活的實(shí)驗(yàn)。華南師范大學(xué)的錢揚(yáng)義教授團(tuán)隊(duì)于最早將手持技術(shù)引入國(guó)內(nèi)化學(xué)教學(xué)中。手持技術(shù)是結(jié)合數(shù)據(jù)采集器和傳感器為一體的定量采集各種常見數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以采集物理、化學(xué)、生物數(shù)據(jù)，其中化學(xué)數(shù)據(jù)包括溫度T、壓強(qiáng)P、酸堿度pH、電導(dǎo)率κ、溶解氧DO等。手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)的引入極大豐富了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠把真實(shí)的情境還原給學(xué)生，學(xué)生通過這種手段，可以真切地感受到微觀粒子的運(yùn)動(dòng)與變化，比如運(yùn)用手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行離子反應(yīng)的教學(xué)，學(xué)生可以通過電導(dǎo)率的變化感受到離子濃度的變化；利用手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)平衡的教學(xué)，學(xué)生對(duì)平衡體系以及強(qiáng)、弱電解質(zhì)就會(huì)有更深層次的理解；利用手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行酸堿中和滴定，學(xué)生對(duì)pH的突變就會(huì)有更強(qiáng)烈的探究欲望。

二、重實(shí)驗(yàn)結(jié)論，輕過程感悟

中學(xué)階段所做的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)往往是老師在黑板上寫出它的化學(xué)反應(yīng)方式，然后再用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證它，也就是說，學(xué)生不必去思考結(jié)論的正確與否，順理成章的接受它既可；或是老師在演示實(shí)驗(yàn)之前做了十足的功課，力求把最完美的、最震撼的效果呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生無需知道為什么采用這樣的用量或條件，記住它的結(jié)論就好。然而事實(shí)告訴我們，現(xiàn)成結(jié)論最容易變成陷阱，剛開始就撲滅了你探究的欲望和體驗(yàn)過程的心理。比如黑面包實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)教師在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中發(fā)現(xiàn)按下圖(1)中實(shí)驗(yàn)2的藥品及用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果最佳，于是在課堂上就只做實(shí)驗(yàn)2，而將效果不佳的實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3略去。

圖（1）蔗糖與濃硫酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)藥品及用量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比 1蔗糖20g，濃硫酸15mL蔗糖變黑，慢慢膨脹成黑面包 2蔗糖20g，濃硫酸15mL，水2mL蔗糖變黑，迅速膨脹成黑面包，高出燒杯口10cm 3蔗糖20g，濃硫酸15mL，水100mL蔗糖溶解，不變黑

筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)先做實(shí)驗(yàn)1，學(xué)生看到蔗糖變黑，逐漸膨脹成黑面包，理解了濃硫酸的脫水性。接著做實(shí)驗(yàn)2，這時(shí)學(xué)生就會(huì)自然而然地思考問題：為什么加入2mL水之后，膨脹成黑面包的現(xiàn)象如此明顯？學(xué)生很容易想到濃硫酸吸水放熱為后續(xù)反應(yīng)提供了能量。那么，加很多水之后現(xiàn)象又會(huì)如何呢？在教師的引導(dǎo)下帶有目的性的做實(shí)驗(yàn)3，蔗糖只溶解，黑面包不再產(chǎn)生，這時(shí)學(xué)生就會(huì)認(rèn)識(shí)到濃硫酸稀釋之后變成稀硫酸，便不具備吸水放熱的性質(zhì)。學(xué)生的思維活躍起來了，就會(huì)提出更多有價(jià)值的問題，如：為什么同種物質(zhì)的性質(zhì)差異如此巨大？是什么原因造成了兩者之間的差異？此時(shí)教師應(yīng)適時(shí)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥、啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)對(duì)立與統(tǒng)一、量變與質(zhì)變的辯證唯物主義觀點(diǎn)有所思考，此時(shí)的實(shí)驗(yàn)才是一個(gè)在過程感悟中自然而然的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的具有教育價(jià)值的實(shí)驗(yàn)。

三、重現(xiàn)象形式，輕內(nèi)容本質(zhì)

現(xiàn)象與本質(zhì)、內(nèi)容與形式，本是同一客觀過程的兩個(gè)不同側(cè)面。它們既對(duì)立又統(tǒng)一，沒有現(xiàn)象，就無法去粗取精、去偽存真的抽象出本質(zhì)，沒有本質(zhì)，自然沒有現(xiàn)象的產(chǎn)生。同樣，沒有了內(nèi)容的形式是空洞的，沒有形式的內(nèi)容僅僅是要素的堆砌。而在現(xiàn)階段中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，許多教師把大量精力放在了對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、步驟、技術(shù)的改進(jìn)上，而忘記了器物只是教學(xué)的輔助品，真正需要做的是從學(xué)生發(fā)展角度思考實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能與價(jià)值，也就是說，我們過于注重現(xiàn)象形式，卻忽略了內(nèi)容本質(zhì)。

如在銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，可以用十分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置：一個(gè)膠頭滴管和一個(gè)小滴瓶。實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象如圖（2）：

圖（2）銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 向潔靜滴瓶中滴入兩滴管水，吸入一滴管濃硝酸，快速插入滴瓶中。滴管內(nèi)溶液呈綠色并迅速下降，緊接著，滴管內(nèi)紅棕色氣體蔓延，越來越濃。片刻，滴管內(nèi)液面上升，溶液呈藍(lán)色，紅棕色慢慢變淺，最后褪去，銅絲表面有氣泡溢出，滴管內(nèi)氣體為無色。 稍稍提起膠頭滴管，擠出少量氣體并吸入空氣。管內(nèi)氣體又變?yōu)榧t棕色，最后觀察銅絲，表面有黑色固體附著。

建議在實(shí)驗(yàn)過程中思考以下問題，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中的收獲：（1）實(shí)驗(yàn)說明銅與濃、稀硝酸反應(yīng)有何不同，寫出反應(yīng)方程式；（2）銅與濃、稀硝酸反應(yīng)后溶液的顏色有何不同，為什么；（3）銅絲變黑后主要成分是什么，發(fā)生了哪類反應(yīng)；（4）通過此實(shí)驗(yàn)，談?wù)勀銓?duì)濃、稀硝酸的認(rèn)識(shí)。

此實(shí)驗(yàn)不再將濃、稀硝酸分別與銅反應(yīng)，而是將其變?yōu)橐惑w化的實(shí)驗(yàn)，銅與濃硝酸反應(yīng)之后，硝酸的濃度降低，變成的稀硝酸會(huì)接著與銅發(fā)生反應(yīng)，再輔以一些驅(qū)動(dòng)性問題，就會(huì)大大增加實(shí)驗(yàn)的思考廣度。

四、重正?，F(xiàn)象，輕異?，F(xiàn)象

不論是教師演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，常常出現(xiàn)出人意料的異?，F(xiàn)象。教師視異?，F(xiàn)象為大敵，或置之不理或搪塞了之，久而久之，學(xué)生們的探究精神被教師的不作為一點(diǎn)點(diǎn)磨滅，再出現(xiàn)諸如此類的事情也就見怪不怪了。筆者認(rèn)為，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象要給與足夠的重視，認(rèn)真?zhèn)湔n，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象做出預(yù)設(shè)，找出產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的原因，試著將異常現(xiàn)象作為新的教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生探究異常現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，化腐朽為神奇，還給學(xué)生一個(gè)思緒紛飛的課堂。

如在一節(jié)鹵素間的置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)課上，教師提出了實(shí)驗(yàn)要求之后，學(xué)生開始分組實(shí)驗(yàn)，有一組學(xué)生報(bào)告：氯水不能置換出碘化鉀溶液中的碘單質(zhì)，教師用該組同學(xué)的藥品重新做了實(shí)驗(yàn)，的確沒有碘單質(zhì)被置換出來。在這種情況下，教師把問題拋給了全班同學(xué)，同學(xué)在積極思考討論中得出結(jié)論：該組同學(xué)所使用的氯水失效了，究竟是什么原因造成的呢？在全班同學(xué)的討論探究中也得出了答案：該組同學(xué)靠近窗邊，氯水在陽(yáng)光照射下分解，濃度變稀，不能將碘單質(zhì)置換出來。

可見，實(shí)驗(yàn)異常并不可怕，只要教師懷著一個(gè)開放的心態(tài)，與學(xué)生共同思考、探究，而不再將書本上的金科玉律強(qiáng)加給學(xué)生，一定會(huì)營(yíng)造一個(gè)讓思想自由飛翔的課堂。

五、重符號(hào)記憶，輕思維暴露

現(xiàn)如今教育的大環(huán)境不容樂觀，教師不再關(guān)心學(xué)生在想什么，總是在用看似標(biāo)準(zhǔn)的文字、符號(hào)、語(yǔ)言扼殺著學(xué)生的思維，筆者曾看過一個(gè)這樣的教學(xué)實(shí)錄：教師在做了鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)以后，為了讓同學(xué)們更好地記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，自創(chuàng)口訣——浮、熔、游、響、紅，也就是“芙蓉又想紅”，緊接著曬出了一張芙蓉姐姐矯揉造作的照片，課堂氣氛異?；钴S。而這樣的活躍發(fā)人深思：鈉和水反應(yīng)作為高中化學(xué)階段的“明星”實(shí)驗(yàn)，思維容量巨大，比如為何鈉與水反應(yīng)如此劇烈，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物質(zhì)位-構(gòu)-性的思考；為何鈉這種金屬的密度如此反常，可以引發(fā)學(xué)生對(duì)物質(zhì)共性與特性的思考；再如為何鈉會(huì)熔成小球，而不是削成小球？也不是熔成小長(zhǎng)方形？……這些問題都是值得學(xué)生思考的。顯然，在上例中，教師對(duì)學(xué)生可能進(jìn)行的思維培養(yǎng)都放棄了，把教學(xué)目標(biāo)放在了知識(shí)點(diǎn)的記憶效率上。

教師本身就要作為一個(gè)批判性的學(xué)習(xí)者，多讀書，多思考，提升自己的教育視野。試想，如果教師自己的思維都被局限在一個(gè)狹小的空間中，他們教出的學(xué)生怎么會(huì)思考。因此教師要多動(dòng)動(dòng)腦筋，依賴符號(hào)記憶的教學(xué)完全可以被重視學(xué)生思維暴露的教學(xué)所替代。

六、重教師包辦，輕學(xué)生參與

杜威認(rèn)為,人們最初獲得的知識(shí),最能讓人永遠(yuǎn)不會(huì)忘記的知識(shí)是關(guān)于“如何做”的知識(shí)。在評(píng)價(jià)制度的壓力下，教師借著各種各樣的理由剝奪學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，能不做的實(shí)驗(yàn)就不去做，必須做的就簡(jiǎn)單地做下演示實(shí)驗(yàn)。正確的做法應(yīng)該是教師給學(xué)生創(chuàng)造自己做的機(jī)會(huì)。如在必修1第一章《化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法》與《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的的應(yīng)用》兩小節(jié)結(jié)束后，是一堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)課，主要復(fù)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方法和溶液的配制，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，多數(shù)同學(xué)真正理解了所學(xué)習(xí)的內(nèi)容并能學(xué)以致用。在第二章的《離子反應(yīng)》和《氧化還原反應(yīng)》教學(xué)中，采取引導(dǎo)-探究式的演示實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)；在第三、四章元素化合物知識(shí)教學(xué)中，采取邊講邊實(shí)驗(yàn)為主、有針對(duì)性的探究性實(shí)驗(yàn)為輔的實(shí)驗(yàn)手段幫助學(xué)生的學(xué)習(xí)。

總之，教師要盡可能地秉承著“chem is try”和“l(fā)ess is more”的原則，把課堂還給學(xué)生。

[1]錢揚(yáng)義,陳健斌,吳宗志,王任躍,徐錦洪.應(yīng)用“手持技術(shù)”測(cè)定不同物質(zhì)溶解于水時(shí)溶液的溫度變化——現(xiàn)代高科技與學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2004（4）:27-28

[2]張冬輝.美國(guó)《科學(xué)探索者》[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué),2007.

[3]周仕東.科學(xué)哲學(xué)視野下的科學(xué)探究教學(xué)研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué),2008.

[4]宋心琦.再談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革(上)——在《化學(xué)教學(xué)》“中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高級(jí)研修班”上的講話[J].化學(xué)教學(xué),2013（3）:3-7.

[5]宋心琦.化學(xué)家想知道什么——什么是化學(xué)學(xué)科的大問題[J].化學(xué)教學(xué),2009（3）:1-4.

[6]周青,趙永春.美國(guó)高中化學(xué)教材CHEMISTRY:Concepts and Application中的定量實(shí)驗(yàn)[J]. 化學(xué)教育，2006(11):19-20+23.

2020—02—11

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