開放化學實驗室提高學生實驗素養

張曉紅

一、問題的提出

作為江蘇省列席教師之一，筆者于2016年11月參加了在湖南長沙舉行的第30屆中國化學奧林匹克決賽。該賽事是中國高中化學最高賽事，分理論考試和實驗考試兩部分，最終成績按理論占比百分之六十、實驗占比百分之四十綜合計算。高手如云是對參賽學生的整體評價，跌宕起伏卻是對理論成績排名與理論和實驗綜合成績排名的體會。部分理論成績獲得高分的學生，在加上實驗成績后排名一落千丈。筆者不禁深思，能奮筆疾書大學化學難度理論試卷的學生，為什么頻頻在實驗部分出現各種失誤？

實驗是化學教學的靈魂，是探究物質性質及其變化規律的重要工具，也是很多學生對化學這門學科感興趣的主要因素，而在學校學習過程中，學生真正碰觸化學實驗的機會太少。雖然教材中各教學模塊均有演示實驗、學生分組實驗和探究活動，但是考慮到課時進度、操作方便等因素，教師常將部分分組實驗改為演示實驗、演示實驗改為視頻展示。近幾年，筆者不止一次發現學生自行購買實驗器材和藥品，私下在家中做實驗，其間存在的安全隱患著實令人擔憂。筆者認為，在這樣的背景下，開放化學實驗室勢在必行。

二、探索途徑，提高開放實驗室的可操作性

1.建立建全開放實驗室規章制度

開放化學實驗室并不是指學生可以隨意進出實驗室，自行選擇儀器和藥品進行各種化學實驗。在實驗室正式開放給學生之前，教師要做好一系列的準備工作。要建立建全實驗室的規章制度，帶領學生認真學習《開放實驗室規章制度》、《開放實驗室學生守則》等，強化實驗室安全管理，激發學生實驗安全意識，嚴肅認真對待每一次的化學實驗。另外，要認真做好開放實驗室的檔案記錄工作。

2.實驗室資源的充分利用與及時補充

中學化學實驗室一般除了儀器、藥品以外，還有多種類型物質的微觀結構模型。準備一個小實驗室，長期展示常見有機物的球棍模型、各種晶體結構模型等，只要學生有需求，隨時可以開放。教師要關注實驗器材的更新，比如盒裝的球棍模型，實驗室可以批量購買，參照圖書館借閱圖書的規章，做好登記工作后借給學生帶回家學習研究。對一部分有想法、不只滿足課堂教學，自主確立實驗課題的學生，在確保實驗安全的情況下，實驗室盡最大可能滿足學生的需求。

3.實驗室開放時機的合理選擇

中學化學實驗室一般配備1～2名實驗員，負責全校化學實驗準備工作，工作量大且辛苦。如何高效利用化學實驗室又減少實驗室工作人員的工作量？首先考慮分組實驗，一次學生分組實驗需要實驗員準備近一周時間，教師可以在每一次分組實驗后，統計對于當次實驗感興趣或者實驗時沒有成功想再次實驗的學生名單，在實驗室儀器和藥品更換前與實驗員約定時間，允許學生再次實驗。其次是實驗室開放時間的選擇，選修課、自習課、活動課以及課余時間都可以開放，但是需要用實驗室的學生必須提前和實驗員預約，填寫使用化學實驗室預約單（實驗目的、需要儀器、藥品等）。

三、精選內容，切實提高學生化學實驗素養

學生喜歡化學實驗，多是因為化學實驗能夠產生光、聲、熱、沉淀、氣體等新奇的現象，這也是化學學科獨特的魅力所在。教師應該抓住契機，引領學生不只是看表象，而是透過現象看本質，充分認識化學實驗的科學性、嚴肅性，對化學實驗的目的有更深層次的追求；指導學生精選實驗內容，學會在實驗探究的過程中，記錄有效的實驗現象、實驗數據，分析和推理解決問題。實驗探究過程能培養和發展學生的觀察能力、思維能力以及創新能力，切實提高學生的實驗素養，幫助學生領悟化學知識，將化學知識應用于今后的社會和生產實踐。

1.緊扣教材，夯實學生實驗技能

人教版高中化學必修一第一章的標題即是“從實驗學化學”，凸顯出實驗在化學學習過程中的重要地位。這一章提出四種最常見、但卻非常重要的物質分離方法：蒸發、過濾、萃取、蒸餾，前兩種學生在初中階段接觸過，用于粗鹽的提純，后兩種中蒸餾比較容易理解，萃取有一定難度。雖然課時計劃安排了分組實驗，但是由于學生個體間存在著知識、經驗等差異，所以并不都能順利在課堂上完成實驗，更談不上通過實驗去理解四種分離方法的原理。對于部分動手能力較弱的學生，有必要在課后開放實驗室，讓他們有充分的時間接觸實驗儀器和藥品，并通過相互交流與協作，熟悉常規儀器的使用，明白規范操作的原因，養成良好的實驗習慣。教材中的分組實驗多為基礎的經典性實驗，這些基礎實驗手段是學生進一步探究化學知識的重要工具，因此有必要緊扣教材內容開放實驗室，夯實學生基本實驗技能。

2.聯系生活，激發學生學習興趣

化學源于生活，最終又服務于生活。聯系生活與社會實踐的實驗內容既可以激發學生的實驗探究興趣，又可以讓學生感受到生活處處有化學，清楚知道課堂所學知識在實際生活中可以解決什么問題。作為化學教師，絕不只是教會學生解題，而是要能夠引導學生從課堂回歸生活，用學會的知識解決生活中的問題。生活中的實驗素材有很多，比如：紅牛飲料罐子的成分？削皮的蘋果發黃是不是有三價鐵離子生成？自來水里是否含有氯離子？游泳池里藍色的池水是因為加了硫酸銅嗎？當知識累積到一定高度，當思考成了習慣，學生會不斷發現更多的問題，進一步需要通過實驗來驗證自己的想法，這也是推動化學實驗室開放的原始動力。

3.習題疑難，幫助學生感性理解

高中化學新課程標準要求學生“通過實驗探究活動，掌握基本的化學實驗技能和方

法，進一步體驗實驗探究的基本過程，認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用，提高化學實驗能力。”但目前高考只有理論考試，因此只能通過試題體現這一要求。離子共存問題、根據現象鑒定物質是否存在問題、滴定分析中指示劑的選擇問題、無機工藝流程中常出現的除雜提純問題等等，有時候學生不能領悟教師的單純講解，需要更加直觀的感性認識。教師可以引導學生定期整理與實驗有關習題中的疑難問題，小組合作設計實驗方案，并向實驗室提出書面申請，利用課余時間走進實驗室，通過實驗探究感性理解有疑難的習題。

4.競賽拔高，增強學生科研能力

因材施教是教學中一項重要的教學方法和教學原則，教師應根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質，選擇適合每個學生特點的學習方法來有針對性的教學。對于特別熱愛化學，有意識要參加化學競賽或今后有志于沿著化學方向發展的學生，更有必要開放化學實驗室，為他們提供一個可以自由研討、自主探究的場所。第30屆中國化學奧林匹克決賽實驗試題是“醋氨己酸的合成及含量分析”，要求學生根據試題信息，自主選擇儀器、試劑和材料合成醋氨己酸，再用自己標定出濃度的氫氧化鈉溶液測定醋氨己酸的含量。實驗時間為五個小時，要求學生獨立完成整個實驗過程，做好實驗數據的記錄和分析處理工作，最終得出結論。對于這樣一群學生，我們不僅要開放實驗室，還要為他們創設部分大學化學實驗室才具備的條件，為向社會傳輸優秀的化學人才奠定基礎。

發揮好化學實驗室這個平臺，把實驗室的儀器、藥品等向學生有目的地開放，不僅能充分發揮實驗室的資源效益，更為關鍵的是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，進一步激發學生學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，提高學生的實驗素養。

（收稿日期：2016-12-15）