高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)作用及學(xué)生操作能力培養(yǎng)的研究

文章編號(hào)：1005－6629(2007)05－0010－03中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ)，它以其生動(dòng)的魅力和豐富的內(nèi)涵在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著獨(dú)特的功能和作用。著名化學(xué)家戴安邦先生指出：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教學(xué)的一種最有效的形式。”化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵R(shí)、技能和各種能力的綜合與集中表現(xiàn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何發(fā)掘?qū)嶒?yàn)的作用和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ救私?jīng)多年的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勛约旱膸c(diǎn)體會(huì)。

1化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

1.1 獲知——獲取化學(xué)知識(shí)和技能

化學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它所研究的是物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化以及合成等等。許多概念的形成比較抽象，學(xué)生難以理解，而借助于化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往能取得事半功倍的效果。

以講授可燃物燃燒的條件為例。要使可燃物燃燒必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：a.可燃物要與氧氣接觸。b.使可燃物的溫度達(dá)到著火點(diǎn)。對(duì)學(xué)生來(lái)講，知識(shí)點(diǎn)的記憶并不困難，但要理解它并不容易。這時(shí)實(shí)驗(yàn)可發(fā)揮其特有的功能，操作過(guò)程如下：實(shí)驗(yàn)1——把白磷分別放置在銅片上和盛有水的燒杯中，加熱，可以觀察到銅片上的白磷產(chǎn)生白煙開始燃燒，而水中的白磷并沒有燃燒；接著在水中通入氧氣，發(fā)現(xiàn)水中的白磷也發(fā)生燃燒。實(shí)驗(yàn)2——銅片兩端分別放白磷和紅磷，在銅片中央加熱，觀察到白磷燃燒而紅磷沒有燃燒。通過(guò)實(shí)驗(yàn)1、2，學(xué)生對(duì)燃燒的兩個(gè)條件有了深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)為下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)“滅火條件”的傳授作了鋪墊，使知識(shí)的銜接恰到好處。

又比如：學(xué)習(xí)氯水性質(zhì)的時(shí)候，為了讓學(xué)生更好地理解掌握氯水的酸性和漂白性，我在教學(xué)中增加了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)完成以下實(shí)驗(yàn)：1.怎樣證明氯水的酸性和漂白性？2.在滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中，滴加氯水，溶液褪色，褪色的原因可能有哪兩個(gè)？怎樣證明？通過(guò)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)知識(shí)，且為后續(xù)學(xué)習(xí)二氧化硫的漂白性作了呼應(yīng)。

1.2激趣——激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和參與意識(shí)

一堂課成功的因素是多方面的，但首要的是取決于教師對(duì)雙邊活動(dòng)的精心設(shè)計(jì)。教師按照自己的教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)過(guò)程中時(shí)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生的思維，設(shè)計(jì)一些有針對(duì)性、階梯性的簡(jiǎn)明扼要的問(wèn)題，使學(xué)生能拾級(jí)而上。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生則在教師精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題圈套中步步前進(jìn)、逐步深入，最終仿照老師的類似手段去應(yīng)用知識(shí)，獨(dú)立得出結(jié)論，甚至創(chuàng)造性的得出結(jié)論。學(xué)生的知識(shí)得到了應(yīng)用，且獲得了成功的喜悅，增加了學(xué)習(xí)的新動(dòng)力。

例如，在講授氫氧化鋁的兩性時(shí)，可把演示實(shí)驗(yàn)，變成邊講邊實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)以下問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生的思維：

a.把硫酸滴入氯化鋇溶液中，與把氯化鋇溶液滴入硫酸中產(chǎn)生的現(xiàn)象會(huì)不會(huì)不同；

b.把氯化鋁溶液逐滴滴入氫氧化鈉溶液中與把氫氧化鈉溶液逐滴滴入氯化鋁溶液中現(xiàn)象有何不同？

c.把偏鋁酸鈉溶液逐滴滴入鹽酸與把鹽酸逐滴滴入偏鋁酸鈉溶液現(xiàn)象又有何不同？

d.綜合b、c兩個(gè)現(xiàn)象，可得出什么樣的結(jié)論？

學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題引導(dǎo)下，興趣大增，迫不及待地從實(shí)驗(yàn)中尋找答案，發(fā)現(xiàn)溶液滴加順序的不同可能會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，再通過(guò)閱讀有關(guān)的內(nèi)容，了解了事物的本質(zhì)，且平衡移動(dòng)的原理也得到了鞏固、復(fù)習(xí)。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能使重點(diǎn)突出、難點(diǎn)分散突破，并使學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，對(duì)這一點(diǎn)知識(shí)的認(rèn)識(shí)更為深刻，同時(shí)激發(fā)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

1.3 循理——訓(xùn)練學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用化學(xué)知識(shí)與技能的方法、規(guī)律和思維

學(xué)習(xí)活動(dòng)的核心成分是思維品質(zhì)的培養(yǎng)需結(jié)合具體化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程進(jìn)行，化學(xué)實(shí)驗(yàn)為之提供了生動(dòng)的場(chǎng)景。

例如：學(xué)了硝酸的氧化性后，可提出這樣一個(gè)問(wèn)題：工業(yè)上選用中等濃度的硝酸（體積比1：3）與銀反應(yīng)制取硝酸銀，試分析選用中等濃度的理由。這一問(wèn)題將化學(xué)反應(yīng)原理與生產(chǎn)實(shí)際、反應(yīng)速度與原料損耗、生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益等聯(lián)系起來(lái)，使所學(xué)知識(shí)與工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題緊密結(jié)合，增大了教學(xué)和思維的開放度。

再如，有這樣一個(gè)問(wèn)題：氫氧化鐵能否在pH<7的溶液中存在？舉例說(shuō)明。可以通過(guò)把氫氧化鐵分別放置于酸性強(qiáng)弱不同的幾種溶液中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解答。這一問(wèn)題引出了鐵離子的水解、鐵鹽溶液的配制、氫氧化鐵膠體的制備、鐵離子的除去、含結(jié)晶水的鐵鹽晶體的制備等一系列知識(shí)。通過(guò)氫氧化鐵沉淀的pH值范圍的討論與多個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了潛在的溝通，有利于知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成。

1.4 求真——培養(yǎng)勇于探索、實(shí)事求是、實(shí)踐出真知、實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度

實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)新之本。化學(xué)家的發(fā)明成果大都出自實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證、探索、發(fā)現(xiàn)新事物最重要可靠的手段之一。教材中的實(shí)驗(yàn)大致可分兩種類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中要注意驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本方法。在此基礎(chǔ)上，安排一些探索性實(shí)驗(yàn)，借以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實(shí)事求是、勇于探索性的精神，對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，如果立意創(chuàng)新、方案合理、切實(shí)可行，在保證安全的情況下，都可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生樹立信心、勇于探索、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

1.5 育德——養(yǎng)成誠(chéng)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、刻苦等科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)道德

中學(xué)階段是一個(gè)人世界觀形成的重要時(shí)期，在學(xué)校的全部工作中教學(xué)所占的時(shí)間比重最大，因此教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育最經(jīng)常的形式。結(jié)合化學(xué)教學(xué)進(jìn)行思想品德教育也是化學(xué)教育的重要任務(wù)之一。例如：講授質(zhì)量守恒定律時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出概念，引出化學(xué)方程式的書寫原則，強(qiáng)調(diào)書寫時(shí)必須以客觀事實(shí)為依據(jù)，不能任意臆造客觀上不存在的反應(yīng)，從而培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。又如：講到硝酸的性質(zhì)時(shí)，由于學(xué)生已有4NO₂+O₂+2H₂O——4HNO₃此知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于硝酸見光分解、硝酸與銅等物質(zhì)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體中含有二氧化氮，而氮的氧化物不但有毒，而且還是引起酸雨的氣體之一，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的尾氣必須加以處理吸收。許多同學(xué)不難發(fā)現(xiàn)只要把產(chǎn)生的氣體用堿液來(lái)吸收，不但處理了有害氣體，且可制得新的產(chǎn)品。通過(guò)許多諸如此類的實(shí)驗(yàn)，不僅使學(xué)生養(yǎng)成保護(hù)自然、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)養(yǎng)成同學(xué)間互相合作、謙遜、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理要嚴(yán)謹(jǐn)、精確等品質(zhì)。

2 提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐緩胶头椒?/p>

2.1 教師演示與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合

教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容相當(dāng)豐富，為培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝肆己玫臈l件。在學(xué)習(xí)掌握操作技能時(shí)，教師應(yīng)首先示范每個(gè)操作的分解動(dòng)作，然后示范連貫動(dòng)作，最后讓學(xué)生模仿練習(xí)、逐漸掌握操作要點(diǎn)，并通過(guò)多次有效的練習(xí)，以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作的技能和技巧。

比如在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)硫酸亞鐵晶體的制備，實(shí)驗(yàn)原理和方案設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)時(shí)第一組用含雜質(zhì)的鐵屑；第二組用鐵粉，分別與 50ml 5.3mol/L 的稀H₂SO₄反應(yīng) ， 結(jié)果第二組在把鐵粉倒進(jìn)H₂SO₄時(shí) ， 溶液像沸騰一樣 ， 大部分都溢出來(lái) ， 這意外讓學(xué)生驚慌失措 ， 經(jīng)過(guò)分析比較 ， 認(rèn)為鐵粉可能太細(xì)、太純了，于是有學(xué)生建議H₂SO₄分批慢慢加入，結(jié)果就沒溢出來(lái)。有部分學(xué)生后來(lái)趁熱過(guò)濾時(shí)，由于時(shí)間太長(zhǎng)，最終得到FeSO₄晶體又很少。而第一組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒有出現(xiàn)什么意外，但得到的晶體普遍較少。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生意外地感受到顆粒大小與反應(yīng)速率的關(guān)系，學(xué)會(huì)了“滴入、加入、倒入”等術(shù)語(yǔ)，學(xué)會(huì)了定性實(shí)驗(yàn)與定量實(shí)驗(yàn)操作難度的差距，培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

2.2集中練習(xí)和分散練習(xí)相結(jié)合

練習(xí)是形成技能的基本途徑，而集中練習(xí)和分散練習(xí)的緊密結(jié)合可以更有效地促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的形成。所謂分散，就是將一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的技能，分解為若干個(gè)單項(xiàng)進(jìn)行練習(xí)，而集中是將若干個(gè)單項(xiàng)進(jìn)行練習(xí)組成一個(gè)較為復(fù)雜的綜合練習(xí)。

如對(duì)于含有多種離子未知液的檢驗(yàn)，可以分解為單個(gè)離子的檢驗(yàn)又可集中為含有多種離子未知液的檢驗(yàn)等。例如：Cl^-、Br-、I-、SO₄2-、CO₃2-、OH^-、H⁺、Na+、K+、NH₄+等常見離子的檢驗(yàn)，第一是將有關(guān)離子檢驗(yàn)中相互干擾及防止干擾的方法進(jìn)行討論整理。SO₄2-、CO₃2-應(yīng)該酸化區(qū)別；Cl^-、SO₄2-、CO₃2-應(yīng)用氯化鋇溶液和酸化的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。第二是考慮溶液中離子共存的問(wèn)題。H⁺與CO₃2-，H⁺與OH^-，NH₄+與OH^-等應(yīng)該用離子反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行分析判斷。

2.3定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

定性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)只能宏觀地認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成和變化規(guī)律。只有定性和定量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合才能更為深入的認(rèn)識(shí)物質(zhì)的本質(zhì)及變化規(guī)律。所以在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的時(shí)候，特別要注意定量實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。

如講授：“中和滴定”時(shí)，不僅要讓學(xué)生注意觀察滴定過(guò)程中指示劑顏色的變化，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生能夠準(zhǔn)確記錄滴定管上的刻度，讀出準(zhǔn)確的讀數(shù)和所用去的酸或堿的體積，通過(guò)計(jì)算得到正確的結(jié)論。又如在“鈉的化合物”一節(jié)中有關(guān)鹽酸和碳酸鈉溶液的反應(yīng)，添加了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：在5mL0.1mol/L的鹽酸中逐滴滴入飽和碳酸鈉溶液、在飽和碳酸鈉溶液中逐滴滴入5mL0.1mol/L的鹽酸。這種半定量演示實(shí)驗(yàn)的引入，會(huì)使學(xué)生得出一個(gè)新的知識(shí)：物質(zhì)之間的反應(yīng)，可以因反應(yīng)物“量”的不同或反應(yīng)物滴加的“順序”的不同而獲得不同的產(chǎn)物。

2.4獨(dú)立操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合

化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和提高，完成實(shí)驗(yàn)習(xí)題是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要途徑和方法。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的要求，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的步驟和方法，選擇試劑和儀器，擬定實(shí)驗(yàn)方案。經(jīng)教師指導(dǎo)和審查后，由學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并待實(shí)驗(yàn)完成后再進(jìn)行討論和議論。這樣可使學(xué)生在爭(zhēng)論中互相啟發(fā)、互相補(bǔ)充，提高知識(shí)的運(yùn)用能力，用實(shí)驗(yàn)方法獲取新的知識(shí)。

比如復(fù)習(xí)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和有關(guān)性質(zhì)時(shí)，要求學(xué)生從科學(xué)性、安全性、可行性、簡(jiǎn)約性等方面設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置，裝置中應(yīng)包括氣體的發(fā)生裝置、凈化干燥裝置、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置、收集裝置、尾氣處理裝置。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅可以鞏固已有的化學(xué)知識(shí)，而且可以有效地掌握新知識(shí)，更重要的是注入和滲透一種考察、解決問(wèn)題的觀念和意識(shí)。這樣不僅節(jié)約了復(fù)習(xí)時(shí)間，同時(shí)又拓寬了學(xué)生的思路，提高了思維的能力。

以上是筆者在教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)，不足之處請(qǐng)同仁指正。