中学化学实验资源的优化策略

■刘长胜

中学化学实验资源的优化策略

■刘长胜

从网络化管理、化学基础实验室的组建、DIS实验系统的推广、化学资源室的建设和社会热点问题透视等方面阐述中学化学实验资源的优化策略，以使中学化学实验室更好地适应现代教育发展和新课程改革的需要。

中学化学实验；化学基础实验室；化学资源室；DIS实验系统

《全日制普通高中化学新课程标准》提出：“化学教学应通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。这标志着传统的教师讲实验、学生看现象、考试写结论的实验教学模式要彻底结束，传统的教室加库房的实验室模式必须进行优化整合，实验教师管理员的角色和理念必须更新，以适应现代教育发展和新课程改革的需要。笔者就厦门市海沧实验中学对化学实验资源的优化整合进行阐述，以探索更科学的中学化学实验教学和管理策略。

1 逐步建立和完善化学实验室网络化管理系统

目前，厦门市海沧实验中学主要通过校园网和QQ群实现化学实验室网络化管理。系统平台：Windows XP server。网页设计工具：Microsoft FrontPage2003。数据库：Microsoft Access2003。图片处理：Photoshop。学校现行化学实验室管理模块如图1所示。

本系统目前主要用户包括实验教师、化学教师、教务管理人员和财务管理人员。每个模块根据实验室的具体情况又分为数目不等的子模块。如仪器设备模块包括仪器设备目录、仪器设备使用注意事项、仪器设备总账和明细账、仪器设备报损等子模块。实验室信息模块包括实验室开放时间和内容、实验视频资源、实验论坛、新进实验仪器设备通知、DIS数字化信息实验系统等。

化学实验室网络化管理系统实施的意义：1）完全实现网络预约和通知记录单环保无纸化，极大地方便教师的实验教学，同时也使实验管理步入快捷环保的信息时代；2）校内化学教师对站内资源共建共享，不断更新，通过共享平台使学校的化学教师形成一个团结合作、共同发展的集体；3）使学校管理机构和财务人员及时了解实验室全面信息，极大地方便学校的管理和相关部门信息的更新和沟通；4）进一步发展成为覆盖全校师生的化学教学和学习平台，提高化学实验资源的利用率，使化学实验室真正成为学生科学素养的培养基地。

2 组建化学基础实验室，让每个学生有机会去体验每个中学化学实验

杜威主张“从做中学”，他认为儿童不从活动而由听课和读书所获得的知识是虚渺的。而化学是以实验为事实根据的一门实践性学科，化学知识的建构和化学素养的形成大多数要通过实验手段来实现。因此，中学化学实验基本技能的培养成为中学化学教学的关键。而现在的演示加分组的实验教学模式已不能满足学生科学成长和新课改的需要。同时，实验室在时间和内容上相对固定的开放形式，无法满足不同学生对不同实验的需求。

海沧实验中学基于这种情况，专门组建一个化学基础实验室，其主要形式是把常用的仪器和装置集中呈现，把主要操作和相似实验进行集中比较。化学基础实验室主要由仪器设备的实物和使用资料卡片两大部分组成，具体涵盖了中学化学26类常见仪器、11类基本操作、12类常见仪器组合、常见物质和离子的检验与化学模型等。例如，试管的使用包括各种型号的试管以及常见辅助仪器和图2所示资料卡片两部分组成。

海沧实验中学化学基础实验室通过一年多的实践和完善，基本实现现行中学化学基本实验和常见探究实验可以同时对师生开放。以1/4学期为周期，以备课组为单位，拟定本年段的实验内容，同时负责审核学生提交的实验方案，并给予指导完善。现基本形成高一学生完成一定数量的指定实验，高二学生完成一定数量的课题实验，高三学生主要针对高考进行实验拓展的课外实验教学模式。笔者在一年多的探索中认为，化学基础实验室在化学教学中有以下几方面的实际意义。

1）让每个学生有机会体验每个中学化学基本实验。新课程三维教学目标其中之一就是“过程与方法”，而化学知识的构建和化学素养的形成的主要途径就是科学的实验过程。传统的化学实验教学模式还基本停留在多演示、少分组、看现象、记结论的模式上，演示实验学生没机会体验，分组实验学生没机会重现，基本实验技能不能强化训练，相似实验不能直观比较。实验室虽然开放，但受内容和时间的限制，学生很难形成整体的实验思维。海沧实验中学的化学基础实验室基本把中学化学常见实验集中呈现在同一教室内，以年段为单位在课外时间对学生进行开放。学生有机会亲自体验教材中涉及的每个实验，让体验和探究真正成为学生一种主要的学习方式。同时学生在有限的时间内可以对多个实验进行集中操作，把传统教学很难同时呈现的相似仪器和装置组合进行直观的比较。如同时呈现容易混淆的表面皿和蒸发皿、不同的防倒吸装置、各种分子模型和晶体结构模型，这样既可以提高仪器的利用率，同时也可以节约学生大量的时间。学生通过自身感官的体验和比较，对化学思维的形成和科学素养的培养起到积极的作用。

2）为高三的化学实验复习提供一个综合平台。化学高考中实验所占的比例和需要用实验探究思维解决的问题越来越多，传统的讲实验、记实验的教学方法已不能适应新课改下高考的要求。而高三复习时间短，内容多，实验复习不可能对所有实验重新再现，学生几乎还是以听实验为主，解决实验和探究问题的能力得不到很好的整合和发展。这样，高考实验就成为学生很难突破的一个瓶颈。化学基础实验室的建立，为高三化学实验复习提供了极大的便利，教师不需要把常见仪器搬到教室进行展示，学生完全可以根据实验内容和实验室提供的资料卡片进行自主学习，为高三化学实验复习提供一个良好的整合平台，学生在短时间内可以对整个中学化学实验进行集中体验和比较，为迎考打下良好的基础。

总之，化学基础实验室的建立，极大地提高了实验仪器的利用率，同时也为化学实验教学和学生自主探究学习提供了一个综合平台。

3 逐步推广DIS数字化实验信息系统

“DIS”是英文“Digital Information System”的缩写，即数字化信息系统，主要由传感器、数字采集器和计算机组成。它由传感器把各种物理信号转化成相应的电信号，数字采集器将采集到的电信号进行相应的处理后传入计算机内，计算机通过应用软件进行分析处理，并以多种形式实时显示在计算机的屏幕上。它引发从传统定性实验向灵敏、精准的定量实验的革命性飞跃，使中学化学实验更加科学化。

中学化学的大多数实验几十年来一直停留在定性和理论阶段，少量的定量实验也缺乏准确性，实验不能通过准确的信息得出科学的结论，实验的科学性和直观性不强。学生知识结构和学习能力的建构缺乏科学实践的支撑，科学观和科学精神得不到很好的培养。如传统的酒精灯内外焰温度的比较，甲烷与乙烯和乙炔燃烧温度的差别，盐类水解程度的比较等多个实验，学生只能被动地接受教材和教师的理论描述，使本来以实验为基础的化学学科在中学阶段也基本失去真正的实践依据。

DIS数字化实验信息系统把传统中学化学真正带入科学数字化时代，使传统中学化学18类定性实验直接转化为准确的科学数字信息。如利用高温传感器直接测定0～1 000℃，分度为1 ℃的火焰温度，让学生真实地感受到酒精灯内外焰温度的差别，化学反应热量的变化；利用pH传感器直接测量pH值0～14，分度为0.01的溶液酸碱度，让中和反应的终点判断更加科学，盐类水解程度的不同具有科学的数字依据。DIS系统是传统实验教学的一次革命性发展，它使传统的化学实验教学进入一个全新的现代信息化时代，使传统感性的定性实验直接转化为具体数字比较，把原来只能用现象模拟解释的实验直接转变为科学数据，使教学的直观性和科学性大大增强，同时也使学生从感性接受式学习模式走向体验探究的科学成长过程。

DIS系统是一种智能化的便捷实验设备，教师和学生都可以通过说明书在教室和实验室实现数字化的实验探究。虽然由于目前成本较高，还未得不到大面积普及，但数字化实验必将成为中学化学实验的发展方向。

4 建立化学资源室

目前，教学信息化建设已成为学校建设的重要组成部分。教学信息是指能为教学服务的一切资源。现在大多数中学各学科资源整合不尽完善，在一定程度上制约了学校和学科的建设和发展。海沧实验中学化学实验室在学校的大力支持和全体化学教师的共同努力下，经过一个学期的筹备，建立一个小型的化学资源室。现在主要包括：《化学教育》《中学化学教学参考》等十几种教学杂志和报纸组成的教学资料区；“高考资源网”等5个付费数字期刊网；《趣味学化学》《化学科普集萃》《诺贝尔的荣耀：化学桂冠》等200多本化学科普书籍；10年各地高考化学试题；各类中学化学竞赛书籍；优秀化学教学视频和化学教学资源共建共享平台。资源室虽处于起步阶段，各方面建设还需不断补充完善，但极大地方便了广大师生在化学教学和学习方面的阅读和查阅。下一步设想和国内一些知名中学逐步建立友好学校，形成跨区域资源共享。

5 开发现代科技和社会热点问题的知识长廊

随着社会的发展和科技的进步，化学技能和化学产品几乎充满生活的每个角落，由此产生的社会热点问题也层出不穷。人们一边在享受现代科技带来的极大便利，一边也被动地承受着知情或不知情的化学危害。苏丹红、三聚氰胺事件的阴影还没有散去，一滴香、面粉增白剂风云又起。让学生更多地了解化学知识，科学使用化学产品，及时了解化学热点问题，更好地防范各种化学危害，成为学校化学教育的一项重要内容。海沧实验中学化学实验室利用科技楼长廊和学校网站，及时追踪各类化学热点问题，让学生在学习过程中及时了解新型化学产品，及时了解各类化学热点问题，以真正起到学以致用的教育目的。下一步设想通过学生进一步辐射到家长、社区，让化学科普走入学校可能辐射到的各个地方，让人们更多地了解化学知识，更好地利用化学产品，让学校真正成为区域的科技文化传播中心。

实验资源用则活，不用则废。在飞速发展的科技教育时代，中学化学实验教师不能仅仅是锁好实验室的门，看好实验室的家，更重要的是要不断汲取全新的教学理念，随时了解实验教学动态，以一名实验研究员的身份整合优化已有的实验资源，让化学实验室真正成为学校乃至区域的现代科技文化窗口，使化学实验室成为学生化学素养和科学精神的培养基地。■

[1]教育部.普通高中物理课程标准[M].北京:人民教育出版,2003

[2]普通高中课程标准实验教科书:化学（化学反应原理）[M].济南:山东科学技术出版社,2007

（作者单位：福建省厦门市海沧实验中学化学实验室）