高中化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)模式的研究

文章編號：1005－6629(2008)05－0040－02中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的兩個(gè)模式

定量實(shí)驗(yàn)是利用專用儀器和化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系來認(rèn)識客觀世界的一種化學(xué)方法，是以定性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究活動(dòng)。它對學(xué)生的化學(xué)思維能力、綜合分析能力、動(dòng)手操作能力等都有較高的要求，因此定量實(shí)驗(yàn)一直是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難點(diǎn)。

在以往的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)一直處于似高實(shí)低的地位。一方面教師一直在強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性，另一方面，由于課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容的擠占，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)常常被犧牲。教師將實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等內(nèi)容告訴學(xué)生，學(xué)生則采取死記硬背的方法來應(yīng)對。這樣一來，看似擠出了時(shí)間，實(shí)則放棄了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生化學(xué)思維能力的培養(yǎng)，學(xué)生學(xué)到的書本知識始終處于“死”的狀態(tài)。

在上海二期課改新教材中，定量實(shí)驗(yàn)作為獨(dú)立的一章呈現(xiàn)在教師和學(xué)生面前。講授式的低思維容量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)顯然已不能滿足二期課改的新要求。因此，我們在充分分析定量實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和學(xué)生知識基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了嘗試。通過教學(xué)實(shí)踐，歸納成以下定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的兩個(gè)模式。

高中化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)教學(xué)可分為定量驗(yàn)證和定量分析，不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思維上有所不同，設(shè)計(jì)上也存在差異。

1.1定量驗(yàn)證

如一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制和氣體摩爾體積的測定，這類實(shí)驗(yàn)可深化對概念的理解，其實(shí)驗(yàn)原理是已有的概念和相關(guān)的定義式的應(yīng)用。

我們課題組得出的一般模式如下

以《一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制》教學(xué)為例，其主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下

1.2 定量分析

如硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定和酸堿中和滴定等。這類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需要先找到合適的相關(guān)反應(yīng)并確定計(jì)量關(guān)系，然后圍繞實(shí)驗(yàn)原理、準(zhǔn)確測量展開關(guān)于操作原理和儀器原理的討論，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

課題組得出的一般模式如下

例如： 《硫酸銅晶體（CuSO₄·xH₂O）中結(jié)晶水含量(x值)的測定》教學(xué)簡單流程如下

和第一個(gè)模式不同的是，定量分析實(shí)驗(yàn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理先擬定實(shí)驗(yàn)步驟，然后根據(jù)步驟需要選擇合適的儀器或根據(jù)步驟需要設(shè)計(jì)專用儀器，即一般以操作原理為核心完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，儀器原理只起輔助作用。比如， 《硫酸銅晶體（CuSO₄·xH₂O）中結(jié)晶水含量(x值)的測定》中，就是先得到了主要實(shí)驗(yàn)步驟：稱量、加熱、稱量，然后才選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器：天平、坩堝及其他完成加熱操作的相關(guān)儀器。根據(jù)天平的使用要求，在實(shí)驗(yàn)中加入了冷卻步驟。

在第一個(gè)模式中則恰好相反，往往是先有儀器，然后才以儀器及其使用原理為核心完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。比如，《一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制》中就是先有了定容的儀器，然后才根據(jù)容量瓶的使用要求完成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

這樣的教學(xué)過程，為學(xué)生提供了解決問題的真實(shí)情景，使學(xué)生始終處于學(xué)習(xí)解決問題的思維模式中，讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí)，建構(gòu)起化學(xué)的學(xué)科思維。

2 教學(xué)效果和體會(huì)

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課時(shí)，按照形成計(jì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理，對操作原理和儀器原理的討論，學(xué)生不再是單一的記錄教師對實(shí)驗(yàn)步驟的闡述，而是與教師一起針對定量問題，積極思維，開展討論，學(xué)生形成定量實(shí)驗(yàn)的思維成為了教學(xué)主線。這樣的課堂開放度增大了，從“以教師出發(fā)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皬膶W(xué)生出發(fā)”，從“教師示范”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖處熞龑?dǎo)”，課堂教學(xué)的內(nèi)涵被擴(kuò)展了，真正實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)。

觀察學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)，不乏自發(fā)的出現(xiàn)對準(zhǔn)確定量的實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行思考和討論。例如：物質(zhì)的量濃度溶液配制的教學(xué)課上，在嘗試的過程中，學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不能使用稱量紙稱取NaOH固體，而自主換成了燒杯。“我發(fā)現(xiàn)紙上有殘留，那就不能準(zhǔn)確定量了”這樣的答案的出現(xiàn)，不能不說是學(xué)生對定量的一種真正認(rèn)識的體現(xiàn)。

通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生運(yùn)用化學(xué)思維提出了實(shí)驗(yàn)步驟，在實(shí)驗(yàn)操作課中就能自主按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。因此在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中“湊答案”的現(xiàn)象也減少了，部分同學(xué)還在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

原先問起學(xué)生對定量實(shí)驗(yàn)的感覺， 同學(xué)們都說：“為什么要那么煩 !”現(xiàn)在大多數(shù)同學(xué)的反應(yīng)是：“煩是煩， 不過都不能省，否則就不準(zhǔn)了。”

課題組教師曾就《硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定》新、舊授課方式對學(xué)生實(shí)驗(yàn)課做了比較。在探究式授課后，學(xué)生普遍表現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)步驟比較熟悉，不需查閱實(shí)驗(yàn)手冊即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。三個(gè)班級只有一組同學(xué)提出要稱量紙(大部分小組用傳統(tǒng)方法)；所有小組稱取NaOH固體都沒有忘記研磨的步驟，并且很多同學(xué)研得非常細(xì)(用傳統(tǒng)方法時(shí)有1/3小組未研磨)，同學(xué)間的對話很多是“再細(xì)點(diǎn)，否則加熱時(shí)晶體濺出，會(huì)有誤差的。”很多同學(xué)在加熱過程中玻棒的活動(dòng)范圍沒有離開過坩堝，更有同學(xué)當(dāng)場就提問：“老師， 玻棒上沾的晶體怎么辦？會(huì)有誤差的。”很明顯，學(xué)生對待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度從“要我做”變成了“我要做”，學(xué)生把實(shí)驗(yàn)的過程作為檢驗(yàn)自己實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程，因此都精益求精了。

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