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中學化學實驗教學實施策略研究(一)
摘 要
隨著現(xiàn)代教育改革的不斷深入，傳統(tǒng)的應試教育已轉到全面提高學生科學文化素養(yǎng)上來，舊的化學教學思想與教學模式逐漸被現(xiàn)代化學教學觀念所取代 。新課程理念下的中學化學實驗的內(nèi)容和功能都發(fā)生了重大的變化。實驗教學是學生探究學習獲取知識的重要手段，是實現(xiàn)新課改的有效途徑。當前化學實驗教學正面臨著更新教學理念和實現(xiàn)現(xiàn)代實驗教學手段以及增加實驗自主探究性等多重任務功能，對全面提高學生的科學素養(yǎng)尤其是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力有著重要的作用，其重要性已越來越被廣大化學教師所共識。本文結合新課標對化學實驗的要求和當前實驗教學的現(xiàn)狀，認為做好化學實驗教學管理、實驗教學安全和實驗教學意識環(huán)節(jié)，更新教師的教學觀念、改革驗證性實驗和封閉式實驗、改進實驗及其手段、培養(yǎng)學生合作精神是滲透新課程理念的有效的途徑之一。解讀了中學化學新課標，指出了其核心的理念，闡述了其教育功能，并提出了的應對措施。
關鍵詞：新課程 化學實驗教學 教育功能
前 言
實施創(chuàng)新教育是迎接知識經(jīng)濟全球性綜合國力競爭的需要，是深化教育改革、實施素質教育的需要。創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價值取向的教育。化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗能夠創(chuàng)設一個巧妙的促進思維發(fā)展的情景，使學生在觀察實驗中獲得感性知識，在分析研究實驗過程中從生動的直觀現(xiàn)象到抽象的思維能力，實驗在整個化學課堂教學中有著其他手段不可代替的作用。加強實驗教學是提高教學質量的重要一環(huán)，也是評價教學質量的一個重要方面。然而在相當長的時間里，我們偏偏忽視了這一點。
一、新課程中的化學實驗
《化學課程標準》明確了化學課程的基本理念：立足于學生適應現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要，著眼于提高21世紀公民的科學素養(yǎng)，構建“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”相融合的中學化學課程目標體系�！爸R與技能”即過去的“雙基”；“過程與方法”是讓學生掌握學習的方法，學會學習；“情感態(tài)度與價值觀”是人文關懷的體現(xiàn)。所以新的課程理念的核心是“讓學生在知識探索的過程中，在知識、學法、人文等方面得到發(fā)展．”其中第5條特別強調(diào)：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學探究的過程，激發(fā)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(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
根據(jù)新的教學理念及由此產(chǎn)生的新的課程標準對實驗的表述，對比舊課程，我們發(fā)現(xiàn)新課程實驗教學的轉變表現(xiàn)在以下幾個方面：
①從以學科為本、以實驗為本向以學生的發(fā)展為本轉變，使實驗從作為知識灌輸?shù)幕A轉變?yōu)榇龠M學生發(fā)展的重要基礎之一。
②從為“教”設計實驗向為“學”設計實驗轉變，讓實驗更好地配合學生的主動學習。
③從為學生的課內(nèi)學習而設計實驗向為學生的課內(nèi)學習和課外學習而設計實驗轉變，適應開放式學習的需要。
④從只注重視培養(yǎng)實驗操作能力向培養(yǎng)實驗思維能力和培養(yǎng)實驗操作能力并重轉變。
⑤從教師壟斷實驗選題和方案設計向教師吸引、指導、幫助學生參與實驗選題和方案設計轉變。
⑥從只注意“修修補補”性實驗研究向重視開發(fā)性研究和創(chuàng)新設計、開發(fā)與完善結合轉變。
⑦從只應用近代實驗方法向適當應用現(xiàn)代實驗的方法和儀器，重視中學實驗現(xiàn)代化轉變。
⑧從只重視理論到理論與實際的結合的轉變，更加重視化學實驗與生活、技術的聯(lián)系，注意用實驗探究的方法解決實際問題。
⑨從“單兵作戰(zhàn)”的自發(fā)研究向群眾性研究與組隊研究的“兩條腿走路”轉變。
⑩重視綠色化學與可持續(xù)發(fā)展在實驗中的體現(xiàn)。
建構主義者認為，教學應該通過設計一項重大任務或問題以支撐學習者積極的學習活動，幫助學習者成為學習活動的主體；設計真實、復雜、具有挑戰(zhàn)的、開放的學習環(huán)境與問題情景，誘導驅動并支撐學習者的探索、思考與問題解決活動；提供機會并支持學習者對學習內(nèi)容和過程進行反思和調(diào)控。在杜威的教育思想和建構主義的學習觀、教學理論的影響下，“探究教學”、“問題解決教學”在西方科學教育變革中得以形成和發(fā)展，并逐步成為西方科學教育理論和實踐的重要基礎之一。這樣的學習觀、教育觀對我們改革化學教學具有深刻的指導意義，也促使我們反思和重新認識高中化學實驗教學的價值。
二 、 新的教學理念下化學實驗教育功能的新特點
（一）實驗對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和能力有著獨特的作用
創(chuàng)新教育是素質教育的核心。而化學實驗在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力方面有著獨特的作用。
化學實驗以其生動直觀、現(xiàn)象新奇等特點而引起學生強烈的好奇心和求知欲，容易使學生對教學活動產(chǎn)生濃厚的興趣。而興趣是創(chuàng)造性思維成果的前提和條件。
在實驗教學時，要充分采用發(fā)散性問題對學生提問，步步啟發(fā)。層層誘導，促使學生產(chǎn)生多種獨特的想法，提高學生的創(chuàng)造性思維能力。例如，酸堿鹽溶液導電的演示實驗，當有電流產(chǎn)生時。不是教師給出結論，而是學生就現(xiàn)象和原理進行討論，發(fā)表自己的見解，幾乎每個同學都有發(fā)言的機會，在教師的引導下進行甄別，最后形成了正確、全面的概念。這里肯定有錯誤的推斷，但通過探討激發(fā)思維，敢于思維，有助于創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生。
結合教學內(nèi)容，選擇適當?shù)膶嶒炘O計題，讓學生發(fā)揮自己的聰明才智，大膽設計方案，探索解決問題的多種途徑和方法，再親自動手實驗。對步驟復雜，現(xiàn)象不明顯甚至是不合理、行不通的方案，也讓學生試一試，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，從失敗中總結經(jīng)驗，取得教益，不斷改進和完善方案，然后將不同的方案進行評價。上評價課時，要善于營造積極的思維狀態(tài)，寬松的思維氛圍，鼓勵學生提出個人見解，當有爭議時，要肯定學生的標新立異，保護學生的好奇心、求知欲和創(chuàng)新精神。對存在的問題教師要及時予以啟發(fā)、點撥、疏通探索問題的思維障礙及某些知識的局限，在學生獲得全面豐富的化學知識的同時開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。如CO與Fe2O3的反應，怎樣證明產(chǎn)生的是CO2？怎樣消除實驗中CO的污染？要求學生進行設計、評價、實施。學生發(fā)現(xiàn)自己可以是實驗的設計者、評價者，是對學生思想上的一種解放。
（二）學生對科學方法的認識需要進行實驗
如前化學課程的基本理念所述，化學實驗“著眼于提高21世紀公民的科學素養(yǎng)”。
實驗教學能夠提供必要的感性材料，為學生形成重要的科學觀念和科學思想，以及形成科學的概念、原理等提供素材；能夠為培養(yǎng)學生技能、促進其手腦并用提供練習和實踐機會；能夠幫助學生理解、掌握、應用和鞏固有關的知識、技能，繼承前人積累的最基本的經(jīng)驗，形成自己的體驗。
實驗教學常常跟假設、條件控制、觀察、測量、收集和運用數(shù)據(jù)、資料加工整理等科學方法和思維方法密切地聯(lián)系著。通過實驗教學，能使學生受到生動的科學方法熏陶和訓練，使他們認識和理解科學過程，學會如何“從事科學”。
實驗是培養(yǎng)學生運用實驗解決問題能力的主要途徑。實驗教學中的問題發(fā)現(xiàn)和形成、實驗設計、操作、觀察、思維、表述和交流等科學實踐活動，可以有效地培養(yǎng)學生的實驗意識、課題發(fā)現(xiàn)能力、實驗設計能力、實驗觀察能力和實驗操作能力，可以有效地培養(yǎng)學生的思維習慣和思維能力。這是其他活動形式難以替代的。
（三）學生對科學精神的認識需要進行實驗
新課標（教材）中出現(xiàn)了許多新實驗，如用生活中的材料制作簡易電池等。這些實驗聯(lián)系環(huán)保、現(xiàn)代技術、藥物、健康、生活等，通過這些實驗教學還有利于培養(yǎng)學生實事求是、尊重科學、勇于探索、追求真理、樂于奉獻、造福人類的科學精神；有利于提高學生的科學道德認識和科學道德體驗水平，培養(yǎng)團結協(xié)作、求實創(chuàng)新、認真不茍、勤儉節(jié)約、注意衛(wèi)生、愛護環(huán)境等科學態(tài)度和科學品質；有利于培養(yǎng)他們的辨證唯物主義世界觀和愛國主義情感；有利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、知行統(tǒng)一的學風。
三、充分發(fā)揮實驗教學功能的實驗教學策略研究（一）、要有新的化學實驗教學管理??中學化學實驗教學的質量不高是客觀事實。產(chǎn)生這種狀況的原因雖然很多，但實驗教學管理的薄弱是一個重要原因。新課程實施后所謂的“質量”已不再是紙筆測試的成績，而是指學生的整體素質，對于化學實驗教學來說，“高質量”就是學生具有良好的科學素養(yǎng)，這也是新課程的理念。那么，怎樣才能提高學生的科學素養(yǎng)呢？除了教材改變外，具體我們該怎樣做呢？化學課程標準與新教材可以給我們啟示： ?1、確立實驗教學的目標??按課程標準的要求，實驗教學目標應包括知識目標、能力目標、技能目標。知識目標是指學生今后繼續(xù)學習所必須的化學基礎知識；能力目標是指學生提出問題、選擇和明確課題的能力，愛因斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”，一個不善于提出問題和捕捉問題的人，就無法提出解決問題的方法；技能目標是指實驗的操作技能。傳統(tǒng)實驗教學主要關注知識目標、技能目標，而對能力目標的關注不夠，這與教師觀念中知識目標、技能目標等同于能力目標有關。管好實驗教學目標，就要把實驗的知識目標、能力目標、技能目標有機地結合起來，給學生提供思考、分析的空間，讓學生在“做實驗”的過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出解決問題的方法，在這里教師的引導至關重要。如，測定空氣中氧氣體積的實驗，其基本原理是可燃物在氧氣中能燃燒生成含氧化合物，可用于測定空氣中氧氣含量的方法很多，各種方法都有自己的優(yōu)缺點，教師如能引導學生分析各方法的優(yōu)劣，對提高學生分析問題的能力和思維能力將大有益處。2、重視實驗教學的過程??新課程理念下的化學實驗教學過程一般按“實驗、問題、討論、結論”或“問題、討論、實驗、結論”的程序進行。如：上教版新課程教材在“活動與探究”中研究鐵生銹的主要因素有哪些，采用的就是前一種過程。當然，具體問題要具體分析，兩種方式究竟哪一種更合適，要根據(jù)具體問題來確定。事實上在實驗教學中，實驗目的越簡約，限制越少，學生越會提出不同的實驗設想，有的方案甚至超出教師的預料，此時教師要鼓勵學生發(fā)散思維、標新立異。他們的設想有對有錯、有簡有繁，那都是學生積極思維的結果，即使是錯誤的，也有其不同尋常的意義，所以在實驗教學過程中教師要象“淘金者”那樣耐心細致地去披沙揀金，珍惜學生所付出的努力，只要可行就應采用之。我們關注實驗的過程往往比結果更有意義。 3、明確實驗教師的定位??傳統(tǒng)的“教師中心論”反映到實驗教學中來，是多數(shù)教師認為：教師是實驗教學的組織者和管理者，管好了紀律，實驗就成功了一半，因此教師在實驗課前和實驗課上不惜花費大量時間，設計本該讓學生自己完成的實驗步驟、順序，使學生成了教師教鞭下的“陀螺”，從而束縛扼殺了學生的嘗試欲望，使得學生服從意識有余，創(chuàng)新意識不足�；瘜W新課程主張“教”要服從于“學”，“教”要為“學”服務，以促進學生的發(fā)展為化學教學的根本宗旨。這一理念必然要求教師要從“權威”、“主宰”的神壇走下來，要從促進學生科學素養(yǎng)的全面發(fā)展的角度重新審視自已的行為，找到自己的位置。根據(jù)新課程精神，教師在實驗教學中要努力營造民主、寬松、和諧的課堂氣氛，放手讓學生參與，認真聽取學生的分析、建議，鼓勵學生大膽發(fā)表自己的意見，以喚醒學生的主體意識，激發(fā)和發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性。同時，促進師生之間、學生與學生之間的討論與交流，真正把教師由實驗教學的管理者、監(jiān)督者變成實驗的引導者和參與者、促進者，教師要不斷提供信息、點撥方法，幫助學生解決實驗中疑難或疏漏之處，始終起著指導、促進的作用。讓學生成為實驗的主人，學生能自主完成的，教師決不越俎代庖，對學生的不同見解，不同實驗方案，只要能達到實驗目的，都應該給予充分鼓勵和肯定，即使是錯誤的，也要幫助其分析錯誤原因，以免挫傷學生的主動性。教師要倡導體驗性，調(diào)動學生實驗的積極性，正如《學會生存》一書中闡述的：“教師的職責現(xiàn)在已越來越少的傳授知識，而越來越多的激勵思考，除了他們的正式職能外，他將越來越成為一位顧問，一位交換意見者，一位幫助發(fā)現(xiàn)矛盾論點而不是拿出現(xiàn)成真理的人�！�
4、做好實驗教學資源的開發(fā)??化學新課程為學生“科學探究”創(chuàng)設了平臺。我們要進一步加強化學實驗室的建設，加大實驗設施設備的投入力度，為學生動手做實驗創(chuàng)造良好的條件。日常生活中可用于“科學探究”的資源很多，需要教師有強烈的課程資源意識，整合學校、家庭實驗資源，做到全面、多樣、開放、和實用。實驗教學資源的開發(fā)要立足當?shù)�、學校和學生生活的實際，開發(fā)一些使探究活動具有可操作性的教學資源，如，開發(fā)鄉(xiāng)土實驗教學資源，制作一些簡易儀器或代用品等，盡量創(chuàng)造條件讓學生進行科學探究。我們還要在現(xiàn)代教育技術在實驗中的應用，網(wǎng)絡上實驗資源的有效利用等方面下一番苦功。 ?
（二）、要有新的化學實驗教學安全的措施和方法??化學實驗與其它實驗的最大不同在于：實驗時，實驗者接觸到的大多是有毒、有腐蝕性、易燃易爆的化學藥品和易裂、易碎的玻璃儀器，稍有不慎就會造成儀器破損，輕者影響實驗順利進行，重者會造成實驗人員的人身傷害，所以在化學實驗教學中，要強化安全意識，采取各種手段對學生進行安全教育，想方設法預防和消除不安全因素，避免事故的發(fā)生，可采取以下安全防范措施：1、抓基本操作培訓，防止學生因操作不當發(fā)生事故．如濃酸濃堿的使用，溶液的蒸發(fā)等。俗話說，講一千遍不如動手做一遍，培訓時，我的做法是用水代替酸、堿練習液體藥品的取用，用水代替溶液練習蒸發(fā)操作等。2、抓科學態(tài)度，防止學生因無知、粗心大意發(fā)生事故�；瘜W實驗是一項科學性很強的工作，一個實驗藥品用量的多少，每一步操作的先后都有其科學道理，如：H2還原CuO的實驗要先通H2后加熱,如果反過來，先加熱后通H2，就有可能發(fā)生爆炸。因此，實驗前應要求學生以科學的態(tài)度來對待化學實驗，做到不熟悉實驗內(nèi)容、不了解注意事項、不掌握儀器使用以及應注意的問題不動手。 3、抓安全警示，防止學生因麻痹大意而發(fā)生事故。在現(xiàn)實社會中，各種警示牌隨處可見，如：彎道拐角處“前方危險，減速慢行”。變壓器下、配電盤前的“有電危險”等警示牌都起到了很好的預防事故的作用，在組織學生做有危險的實驗時，有針對性的在醒目位置設立諸如“當心爆炸”、“有毒危險”等警示牌，同樣能有效預防事故的發(fā)生。當然此法也可能使一些學生產(chǎn)生放棄實驗的念頭，因此教師要讓學生對化學實驗、實驗室的警示牌有個正確認識。4、抓安全預案，防止在突發(fā)事故發(fā)生時措手不及。作為教師其服務的對象是安全意識淡薄、安全防范知識不多的學生，我們有責任也有義務為學生的安全負責，在準備實驗時就要制訂好突發(fā)事故的處理預案，如《中毒救治方案》、《外傷急救方案》、《火災撲救措施》等，切實做到有備無患。 (三)、要有新的化學實驗教學意識??綠色化學實驗應是化學實驗教學的目標，也是新課程反復強調(diào)的重要課題之一�！痘瘜W課程標準》在課程性質中明確指出要讓學生懂得運用化學知識和方法去治理環(huán)境污染。中學化學實驗所用的化學藥品、實驗中產(chǎn)生的有害氣體及廢棄物對環(huán)境所產(chǎn)生的污染雖不及工廠對環(huán)境所產(chǎn)生的污染大，但長期以往對環(huán)境所造成的危害還是不容忽視的，若我們時刻心中裝著“保護環(huán)境從我做起”的信念，在教學中引導學生往綠色化學實驗方面努力，讓不斷更新的學生從化學啟蒙教育的初始階段起就受到良好的綠色行為的熏陶，養(yǎng)成綠色實驗的良好工作習慣，無形中將給社會培養(yǎng)出一批批的環(huán)保衛(wèi)士，這項工作的重大意義是不言而喻的。這也是新課程花費大量筆墨在環(huán)保知識上，同時讓學生花費不少時間對環(huán)保課題進行研究性學習的原因所在。 新一輪的基礎教育課程改革的目標之一就是改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調(diào)學生形成積極主動的學習態(tài)度，使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學生學會學習和形成正確價值觀的過程；改變課程實施過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生收集和處理信息能力、獲取新知能力、分析和解決問題能力以及交流和合作能力。新課程標準將每一位學生的發(fā)展提供了多元化的平臺，其注重學習的結果，重視學習過程和知識技能的掌握。
四 、 新課程標準下中學化學實驗教學的轉變
1、由"照方抓藥"向“實驗設計” 方向發(fā)展
從只注重培養(yǎng)實驗操作能力向培養(yǎng)實驗思維能力和培養(yǎng)實驗操作能力并重轉變，改變以往為“教”設計實驗變?yōu)椤皩W”設計實驗，使實驗更好地配合學生的主動學習，打破以往教師壟斷實驗方案的設計向教師幫助、指導學生參與實驗方案的設計的轉變，這就是所謂的化學實驗的探究化．另外，新課標不再硬性劃分演示實驗和學生實驗，而是給教師創(chuàng)造性和學生主動性提供空間。在新課標中也提倡學生進行合作開展化學實驗研究實現(xiàn)從“單兵作戰(zhàn)”的自發(fā)研究向群眾性研究與組隊研究的“兩條腿走路”轉變。從只重視理論到理論與實際相結合的轉變，更加重視化學實驗與生活，技術的聯(lián)系，注重用實驗探究的方法解決實際問題，使學生的課內(nèi)學習轉變?yōu)檎n內(nèi)和課外相結合的模式，更適應開放式學習的需要，這就是所謂的化學實驗的生活化。 2、由純學科內(nèi)容向貼近學生生活方向發(fā)展 化學課程倡導從學生和社會發(fā)展的需要出發(fā),發(fā)揮學科自身優(yōu)勢,通過化學實驗拉近學生與化學的科學間的距離,讓學生體驗到知識的實用性和價值性。在實驗教材的實驗中,象"我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同?"、"農(nóng)村常用化肥的鑒別"等實驗,使學生真切感受到化學就在我們身邊,化學與我們的生活與社會發(fā)展密切相關。同時,在教學中注意引導學生關心我們身邊的事物,觀察和探究身邊的常見現(xiàn)象,從中發(fā)現(xiàn)問題、解釋問題,不斷增強學生對化學的好奇心和探究欲望。3、由靜止對照向互動交流方向的發(fā)展 舊教材對實驗現(xiàn)象和實驗結論都給出了答案,在教學中無論是演示實驗還是學生實驗,結束后都會對照教材的標準答案,并依照教材的答案背下來,甚至可以不做實驗。新教材在實驗設計上取消了現(xiàn)象、分析、結論等環(huán)節(jié)的內(nèi)容,變?yōu)橛蓪W生自己來完成。這樣在實驗結束后,學生就觀察到的現(xiàn)象、分析的思路以及得到的結論進行相互交流、展開討論,對出現(xiàn)錯誤和偏差的實驗要進行分析總結找出失敗的原因。從而培養(yǎng)了學生嚴肅認真科學態(tài)度,實事求是的科學精神,同時提高了學生分析問題、解決問題和表達交際的能力。
五、對實驗教學的建議
新課標實驗教學改革在中學化學課程改革中的地位舉足輕重，教師實驗教學的觀念、態(tài)度、投入程度和改革力度都將直接影響整個新教材的教學質量和育人效果。廣大的化學教師要在新的教學理念的指導下，認真、細致地學習研究新課標，提高認識明確目標，強化責任意識和使命感；督促學校按新課標實驗內(nèi)容的要求備足儀器、裝置、試劑和用品；教師要認真對待每一個演示實驗，啟發(fā)引導學生關注實驗過程，而非只是實驗結果；發(fā)揮現(xiàn)代信息技術在實驗教學中的作用，分解實驗過程，放大實驗效果，增強可視程度；突出學生在實驗教學中的主體地位，增強實驗的探索性，增設邊講邊做實驗，多采用探究法教學；積極開展研究性學習，培養(yǎng)學生的科學方法和實驗設計、評價能力；增強實驗的趣味性和實用性，努力激發(fā)學生的學習興趣和探究熱情，督促學生完成家庭實驗，給有困難的學生以幫助；加強實驗教學過程中學生學習效果的反饋評價和訓練，及時強化或糾正學生的認識，鞏固實驗教學效果。
新理念、新課標、新教材，這就要求我們對實驗教學的理念必須更新，這是一次挑戰(zhàn)，也是一次機遇，讓我們做好準備，勇于面對它，力爭早日適應它，并在教學中不斷的探索出更多更好的教學方法和更多更好的實踐經(jīng)驗以利于為社會培養(yǎng)出更多的合格人才。
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