摘要:介紹了化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗意識的重要作用，并舉例分析了實驗意識培養(yǎng)的途徑及方法。

關(guān)鍵詞:高中化學(xué);化學(xué)實驗教學(xué);實驗意識;研究性學(xué)習(xí)

文章編號:1005-6629(2010)09-0020-03 中圖分類號:G633.8 文獻標(biāo)識碼:B

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施，高中化學(xué)實驗的數(shù)量大量增多，實驗教學(xué)已經(jīng)成為高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中一個非常重要的組成部分，同時也是高考的重點和熱點。在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實驗意識，對于提高學(xué)生的實驗?zāi)芰Α⒖茖W(xué)素養(yǎng)和造就創(chuàng)新人才都具有十分重要的意義。

1 實驗意識

實驗意識是實驗思維的邏輯性內(nèi)容的總和，包括實驗者對問題的感知與判斷、對解決問題策略的謀劃與手段、對實驗結(jié)果的預(yù)見與確認(rèn)、對實驗結(jié)論的構(gòu)想與表達等。實驗意識在實驗建立和發(fā)展中起著主導(dǎo)作用，它是科學(xué)發(fā)現(xiàn)必備的智慧技能。

2 實驗意識的培養(yǎng)

2.1在知識傳授中培養(yǎng)實驗意識

化學(xué)作為自然科學(xué)的重要組成部分，十分強調(diào)科學(xué)實驗在認(rèn)識形成中的作用。因而，在化學(xué)知識傳授中，必須注意科學(xué)方法論的教育。教師在傳授化學(xué)知識的過程中，不僅要講清知識是什么，更重要的是講清知識是怎么來的，知識有什么作用。如蘇教版選修課本《化學(xué)反應(yīng)原理》專題1第二單元“化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化”中，就原電池的工作原理這一重點概念，首先安排探究活動“鋅和硫酸銅溶液反應(yīng)及發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化”讓學(xué)生實驗探究，然后再分析和講述電極反應(yīng)、電子移動方向、離子移動方向以及半電池的組成;有的章節(jié)是按照“提出問題、講述研究的過程和方法、得出結(jié)論、提出新問題、講述新的研究過程和方法、得出新結(jié)論”這一思路編寫的，如“金屬的電化學(xué)腐蝕”、“金屬的電化學(xué)防護”等。新教材這樣的編排為教師在知識傳授中培養(yǎng)學(xué)生的實驗意識創(chuàng)造了條件。只要教師認(rèn)真?zhèn)湔n。充分挖掘教材中化學(xué)實驗內(nèi)容，精心設(shè)計教學(xué)程序，突出以學(xué)生為主體、以實驗為中心的原則，就能達到教學(xué)目的。例如，我在化學(xué)史教學(xué)中，運用經(jīng)典實驗原理來加強學(xué)生實驗意識的培養(yǎng)，增強了教學(xué)的趣味性，受到學(xué)生的普遍歡迎。以教材關(guān)于“空氣組成”介紹為例，可以通過展現(xiàn)拉瓦錫的科學(xué)探究過程和探究方法，引導(dǎo)學(xué)生深入體會、理解其實驗原理和方法，在此基礎(chǔ)上自行設(shè)計實驗測定空氣中氧氣的含量。以歷史發(fā)現(xiàn)過程為題材設(shè)計為學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)內(nèi)容，能使學(xué)生體驗到設(shè)計實驗方案、控制實驗條件、觀察記錄實驗、分析解釋實驗數(shù)據(jù)等的過程和方法，學(xué)生能夠體驗到像科學(xué)家一樣地進行探究，體現(xiàn)知識的認(rèn)知價值和情意價值。

2.2在實驗課教學(xué)中培養(yǎng)實驗意識

高中化學(xué)新教材中實驗數(shù)量遠(yuǎn)比傳統(tǒng)教材的實驗數(shù)量多，不僅有驗證性實驗，還有探索性實驗和實驗設(shè)計。實際教學(xué)中教師要改變原來化學(xué)實驗課的教學(xué)策略，在提高學(xué)生觀察和操作技能的同時，更要重視實驗意識的培養(yǎng)。課本中的學(xué)生實驗或教師的演示實驗一般是根據(jù)教材設(shè)計好的方案進行的，但由于季節(jié)性、地域性、各地實際條件的限制以及部分實驗設(shè)計方案本身的不嚴(yán)密等，課本上的實驗經(jīng)常需在材料、方法或使用器材等方面進行替換或修改后才能進行，教師可以鼓勵學(xué)生一起改進實驗，改進實驗的過程能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，充分培養(yǎng)學(xué)生的實驗意識和創(chuàng)新能力。例如，蘇教版化學(xué)1(必修)(2004年8月第1版)專題4 講到了銅和濃、稀硝酸的反應(yīng)，教學(xué)時是要做演示實驗的。許多教師習(xí)慣用全日制普通高級中學(xué)教科書(試驗修訂本·選修)第二冊第12頁銅與稀、濃硝酸反應(yīng)的演示實驗，在試管中加入硝酸后再用無色塑料袋將試管口罩上并系緊。該實驗設(shè)計方案的缺點是時間間隔短，氣體易外泄污染教室空氣，且實驗完成后處理袋內(nèi)的氣體時仍可能造成污染。針對這個問題我和學(xué)生一起對實驗裝置進行了改進，設(shè)計了如圖1所示的裝置。圖中A、B分別為大小相同的具支試管和普通試管，C為20 mL塑料注射器，內(nèi)裝10 mL飽和氫氧化鈉溶液，D為20 mL玻璃注射器，內(nèi)裝10 mL空氣，E為銅絲。實驗時可以向具支試管中加入1 mL～2 mL濃硝酸，當(dāng)紅棕色二氧化氮氣體升至將近支管口2 cm處時將銅絲向上剛好提離濃硝酸液面，此時，銅絲上沾的少許濃硝酸繼續(xù)與之反應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生的二氧化氮剛好充滿具支試管時， 立即關(guān)閉止水夾;再向上拉動注射器C的手柄，部分二氧化氮被氫氧化鈉溶液所吸收，使具支試管產(chǎn)生負(fù)壓，打開止水夾，試管B中的水被倒吸人具支試管中形成稀硝酸(應(yīng)注意濃硝酸的濃度約為16 mol·L-1，普通試管中的玻璃管插入水面下約是具支試管中加入的濃硝酸的體積的4倍左右，因為要考慮玻璃管部分倒吸后充滿的水的體積，使吸入的水的體積約為濃硝酸體積的2倍～3倍左右，此時稀硝酸的濃度約為4 mol·L-1～8 mol·L-1)。具支試管中的二氧化氮被水吸收，紅棕色褪去，同時可觀察到具支試管中的稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生無色的一氧化氮，一氧化氮緩緩向上通過針頭進入裝有空氣的玻璃注射器，注射器內(nèi)的氣體呈紅棕色;先后將氫氧化鈉溶液和玻璃針筒中的氣體推入具支試管中，一氧化氮和二氧化氮都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉，廢氣被吸收，反應(yīng)被終止，硝酸銅也被轉(zhuǎn)化成氫氧化銅。整個裝置改進后將銅與稀、濃硝酸反應(yīng)的兩個實驗于一個密閉容器中完成，既易于教師或?qū)W生演示操作，又避免了教師或?qū)W生在演示時手忙腳亂導(dǎo)致氣體外泄，污染空氣，同時還便于觀察到一氧化氮被氧氣氧化的過程。

2.3在研究性學(xué)習(xí)中培養(yǎng)實驗意識

“研究性學(xué)習(xí)”是《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》所規(guī)定的重要內(nèi)容，也是新課程標(biāo)準(zhǔn)所大力提倡的一種學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)特別強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者、組織者和指導(dǎo)者?，F(xiàn)行條件下，教師利用課題探究的研究性學(xué)習(xí)活動來培養(yǎng)學(xué)生實驗意識具有更現(xiàn)實的意義。研究性學(xué)習(xí)的方法很多，我認(rèn)為選擇運用實驗法研究的課題對培養(yǎng)學(xué)生實驗意識更加適合。例如，我曾指導(dǎo)學(xué)生進行了“本地區(qū)向陽河河水污染狀況調(diào)查及其治理”的研究性學(xué)習(xí)。向陽河是一條位于本地區(qū)城市中心的人工河，至今已有三十多年的歷史。由于生活污水的大量排放和各種垃圾的亂丟亂拋，曾經(jīng)清澈見底的小河，如今已面目全非，河水渾濁變質(zhì)，氣味難聞，嚴(yán)重影響了居民日常生活，損壞了市容市貌。能否有比較好的辦法進行治理?我和學(xué)生一起嘗試著用化學(xué)生物技術(shù)治理河水污染。我們用2000 mL的燒杯取向陽河水兩杯，并向水中各放入兩條小魚及一根水草以模擬河水中的環(huán)境。向其中一杯水中加入從環(huán)境監(jiān)測站購買的生物菌劑“WT-12”，利用高效微生物菌群(每克中含有10億-60億個微生物)治理污水，另一杯水做對比。第一次，生物菌劑用量控制得不好，同學(xué)們加了1 mL左右，生物菌劑加入過多，水中出現(xiàn)了許多絮狀物并逐漸沉淀下來，上層水清澈透明，但小魚在20 min左右死去。同學(xué)們上網(wǎng)查資料并請教專家，得知投菌濃度應(yīng)控制在50 mg·L-1左右，污染嚴(yán)重的也不應(yīng)該超過100 mg·L-1，就燒杯中的水而言，只能加入2滴左右的生物菌劑，第一次加入量超標(biāo)10倍左右了。第二次實驗時，同學(xué)們怕控制不好，先將生物菌劑稀釋了40倍然后再投放，并攪拌均勻。投菌一天后的水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，透明度上升，色度明顯降低，以后的幾天水質(zhì)也在持續(xù)好轉(zhuǎn)中。為了確保安全，同學(xué)們又平行測試了兩次，結(jié)果都較為理想，且水中的小魚也很健康?；顒咏Y(jié)束后同學(xué)們感覺自己得到了鍛煉，實驗意識進一步加強，解決問題的能力得到了提高。

知識傳授、實驗課教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)是現(xiàn)行高中化學(xué)教學(xué)的三種形態(tài)，也是學(xué)生獲得知識和能力的三種層次，如果我們教師能將實驗意識的培養(yǎng)貫穿于其中，必將取得良好的效果。

參考文獻:

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