基于“旋轉實驗室”的《實驗化學》模塊教學

摘要:《實驗化學》是浙江新課程的選修ⅠA模塊之一，它對化學實驗的教學提出了更高的要求，而現在實驗室的環境不能很好地適應這種變化，在利用現有實驗資源的前提下，“旋轉實驗室”為《實驗化學》的教學提供了一種解決的途徑。

關鍵詞:實驗化學; 教學; 旋轉實驗室

文章編號:1005-6629(2010)01-0011-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

從2006年秋季開始，浙江省參加了新課程改革，采用了蘇教版新教材，實施了新課程理念下的模塊教學，與其它新課程實驗省區不同的是，我省選修ⅠA課程模塊開設《實驗化學》。《實驗化學》模塊的教學不等同于舊教材“化學實驗”的教學，從已結束的浙江省首輪新高考的實驗考題和本市對《實驗化學》的教學情況來看，出現了許多“水土不服”，筆者所在學校采用了“旋轉實驗室”的辦法，部分解決了燃眉之急。

1《實驗化學》的新要求

實驗是化學的基礎，它既是化學問題解決的手段，又是科學探究的重要途徑。《實驗化學》就是關于化學實驗的一門化學課程。《普通高中化學課程標準(實驗)》明確指出:通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力。為體現“新課標”的取向，新教材出現了以下三個方面的新變化:

1.1新的編寫形式

《實驗化學》采用了更為有利于探究的編寫模式，按課題的方式呈現，每個子課題由“知識預備、方案設計、記錄結論、拓展課題”欄目組成。課題的編排注重與必修模塊的學習內容相銜接，具有較強的啟迪性。

1.2 新的組織形式

如果將必修中“活動與探究”看成“隨堂實驗”、“觀察與思考”看成“演示實驗”、“實驗手冊”看成“學生實驗”，那么“實驗課題”應理解為“實驗基本技能基礎上的自主探究”。

課題方案的設計注重簡捷、安全，具有較強的可操作性。

1.3 新的實驗內容

教材精心選擇了16個實驗課題、21個拓展課題，編寫成7個專題作為學習的基本內容(詳見表1)。課題的選材注重與生產、生活實際密切聯系，具有較強的趣味性。

2 實驗室的軟硬設施

我校的化學實驗設施按一類標準配置，現有學生用實驗室4個，手持數字化實驗室1個(理化生合用)，配備專職實驗員2人。備課組內有教師6人，選修《實驗化學》的學生有12個標準班，該模塊的教學安排在高二第二學期的下半學期，完成16個課題需20課時，當周課時為3節時，4個實驗室與12個標準班在有限的時間內怎樣匹配，這是個大問題，同時，與《實驗化學》的新要求相比較，教學過程中尚存在著以下不足:

2.1從教師的層面看

《實驗化學》的教學沒有其他課改區的經驗可以借鑒，它又有別于化學實驗的傳統教學，很可能因“教學理念不到位”而導致“教材處理不到位”。

2.2 從學生的層面看

由于學生普遍缺失實驗的知識與技能，要完成以“教師為引導、學生為主體”的探究實驗，很可能因“實驗能力不到位”而導致“操作安全不到位”。

2.3 從實驗的硬件看

除了常見試劑和設備的用量成倍增加以外，還需新增加的試劑有:丙酮、NH4F溶液、乙醚、NaNO2溶液、摩爾鹽、氯化鈷晶體、硝酸鈷溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、硼酸、食醋、牙膏、水楊酸、乙酸酐、鋁試劑(NH4)3C19H11O3(COO)3阿羅明拿溶液、亞甲基藍、草酸銨等。還需新添置的儀器有:毛細管、布氏漏斗、銅質保溫漏斗、吸濾瓶、抽氣泵、鋅銅原電池裝置、發光兩極管、移液管、電子天平(精度為千分之一)、三頸燒瓶、回流冷凝管等。很可能因“實驗硬件不到位”而導致“實驗質量不到位”。

3“旋轉實驗室”的實踐

為了解決現有實驗室資源與《實驗化學》新要求的矛盾，追求兩者的最佳整合，最大限度地發揮現有資源的功能，筆者提出了“旋轉實驗室”的一種行之有效的辦法。

3.1 “旋轉實驗室”的內涵

“旋轉實驗室”是指在保持現有實驗室軟硬設施的前提下，在《實驗化學》模塊教學期間，通過學校統一調整任課教師的課表，使一周內出現兩次課時連排，即從上午第一節到下午第二節全部為化學課，連排的課時只用于學生進入實驗室探究。然后，將6個化學課任教師分成甲、乙兩組，其中每組包含6個班級，甲、乙兩組教師通過教室和實驗室的時空轉換使得教學進度實行分割和交錯。再將A、B兩個實驗室依次準備教學內容相連續的實驗課題，供甲、乙兩組任課教師有序選用，這樣就保證了每個學生能夠如期進入實驗室進行探究，出現了“學生、實驗室相對旋轉”的格局。

3.2 “旋轉實驗室”的流程

“旋轉實驗室”的流程如圖1所示:

3.3 “旋轉實驗室”的匹配

通過2008年、2009年連續兩屆的實踐結果來看，使用“旋轉實驗室”必須強調“匹配”，應注意以下幾個方面:

(1)運用“旋轉實驗室”，需要有和諧的工作環境，應理清上下關系，如課時調整對教務部門是個挑戰，要做好其它任課教師的思想工作，使他們能樂意承受因騰出黃金課時而受的委屈。同組內教師更要步調一致，協同作戰，才能順利實施該形式。專職實驗員的壓力會很大，一方面在為準備AB實驗室的同時，還要兼顧開出其他年級的實驗，工作量會加重許多，另一方面，實驗內容是全新的，對實驗員的能力也是個考驗，需要提前作好培訓工作。

(2)每個實驗課題的難度、進度和角度都需要合理控制，避免因時間不夠而引起拖堂，影響后續班級的實驗進程。為此，我們采用了諸多靈活的辦法，如“硝酸鉀晶體的制備”，在僅有兩套抽濾和熱過濾裝置的前提下，將班級分成兩個大組進行競爭性實驗，取勝的一方為產率高的;又如“鋁及其化合物的性質”，改進了設計方案，用“濾紙將鋁粉包裹成香煙狀點燃”，觀察到了明顯的現象;再如“催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響”，改進了排水量氣方法，用ppt的倒計時功能，采集到相同時間段內液體的不同體積，提升了觀賞度。

(3)對于21個“拓展課題”，我們不但沒有“袖手旁觀”，而且“千方百計”地搭建平臺付諸實施，一是通過將一部分內容整合到實驗課題，豐富主題內容，如“用粉筆進行層析分離”、“鋁熱反應”、“真假碘鹽的鑒別”等;二是通過將一部分內容展示到我校的綜合實踐活動“牛頓杯”中，如趣味性實驗“蔗糖的燃燒”，魔術性實驗“藍瓶子實驗”、“淀粉與碘的熱色性”，創新小實驗，“干電池模擬實驗”、“用銅電極電解飽和食鹽水”等;三是通過將一部分內容組織成操作比賽，如“水果中維生素C含量的測定”、“配制并標定氫氧化鈉溶液”、“粗鹽提純”等;四是通過將一部分內容融進研究性學習，如“新裝修居室內空氣中甲醛濃度的檢測”、“汽車尾氣成分的檢驗”等;五是通過將一部分內容構建成探究性試題，如“用制氫廢液制備硫酸鋅晶體”、“壓強對化學平衡的影響”、“阿伏伽德羅常數的測定”。

“旋轉實驗室”作為《實驗化學》模塊教學的一種課內外相結合的形式，它的最大特點是使學生走進了實驗室，培養了動手能力，克服了“黑板實驗”只聽不做的弊端。當然，對于實驗條件與我校相仿的農村學校，運用“旋轉實驗室”確實可以暫時解決矛盾，但對于實驗軟硬環境超一流的學校，完全可以采取更為靈活、更為完美、更為有效的辦法。

總之，《實驗化學》不應成為“照方配藥”的實驗冊，而是師生大膽實踐的“主陣地”。我們相信“未來實驗室”必將開辟《實驗化學》教學的新天地。