如何有效开展化学实验教学

摘要：基于“中和反应”实验教学技能比赛的评审，对参赛选手暴露的相关问题及剖析，阐述加强规范化学实验操作、加强对化学实验教学功能的认识、加强对教材栏目设计意图的理解、加强对实验教学演译的研究四个方面，谈如何有效开展化学实验教学。

关键词：中和反应；有效实验教学；实验教学演译

文章编号：1008-0546（2014）08-0094-03中图分类号：G633.8文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.08.034

化学是一门以实验为基础的科学，化学实验在化学教学中占有重要地位。戴安邦院士认为：所谓“讲演”，就是要有“讲”有“演”。一个化学教师，光用嘴讲和手写是不行的。实验乃是学习化学最有效的一种方法，是让学生建立基本概念的重要途径。然而，在具体的化学课堂中，仔细分析其中部分教师实验教学存在的问题，笔者认为化学实验教学现状不容乐观。下面结合笔者参加一次龙岩市“中和反应”实验教学技能比赛的评审，就参赛选手暴露的相关问题，谈谈如何有效开展化学实验教学。

一、技能比赛实验课题

探究酸和碱发生的中和反应（沪教版九年级《化学》，下册）教材“活动与探究”栏目设置如下三个实验：

［实验1］在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加2～3滴酚酞试液，插入一支温度计，测量溶液的温度。用胶头滴管吸取稀盐酸逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。边滴边用玻璃棒搅拌，当烧杯中溶液刚好变成无色时，停止加入盐酸。在实验过程中，溶液的碱性发生什么变化？溶液的温度有什么变化？

［实验2］取实验1所得的少量溶液于一支试管中，另取一根胶头滴管，向试管中加入一滴氢氧化钠溶液，溶液的颜色又发生什么变化？这说明什么？

［实验3］取实验1所得的少量溶液于蒸发皿中，加热蒸干，观察到什么现象？这说明了什么？

本次技能比赛的考评内容涉及三个方面：教学设计、片段教学及演示技能（其中，演示技能融入片段教学中进行考核）。

关于本实验内容的考评，有教学内容和实验技能两个方面。

二、技能比赛中选手暴露的相关问题与剖析

1. 实验功能的理解与演示方面

（1）实验与观察、结论相脱节。化学实验与观察到的现象及结论之间有某种必然联系，通过科学的操作积极引导得出正确的结论是实验教学的重要作用之一。然而，相当部分参赛选手只关注实验操作要求，或在演示操作过程中过多地讲解仪器的选择与使用、操作的注意事项，或者单纯描述实验现象，不能将化学实验与教学内容形成融合。

（2）大多数参赛选手对“活动与探究”栏目中三个实验的设置意图不明确。体现在没有领会三个实验的逻辑线索，特别的对于为何开展实验2和实验3的意图多数不明确，或出现认识偏差，因此不能有效地帮助学生依据化学实验，通过分析、推理、概括建立中和反应概念。

（3）部分选手在教学素材选择方面，超出了学生的接受实际。如通过溶液pH的变化与滴加稀盐酸的曲线图，分析盐酸与氢氧化钠溶液反应的酸碱性变化。

（4）部分选手在演示实验之前，没有引导学生依据教学目的，引导学生明确观察的关键点。

2. 实验操作技能方面

（1）不规范实验操作

滴管使用后平放于桌上，或拿滴管的姿势错误；利用蒸发皿加热时垫上石棉网并进行预热；玻璃棒搅拌时持续碰到烧杯壁； 将温度计碰到烧杯壁进行读数；在振荡试管或烧杯中的溶液时使用的是手臂，而不是手腕，动作僵硬等。

（2）实验技巧方面

绝大部分的选手在“用胶头滴管吸取盐酸，逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，边滴边用玻棒搅拌”，为获得“烧杯中的溶液恰好变成无色”这一现象，在滴加盐酸的过程中“小心翼翼”。而此次比赛所用的盐酸和氢氧化钠溶液的摩尔浓度都是1mol/L。如此 “小心翼翼”的滴加，耗时过多。（甚至出现了怀疑）如果能够养成观察溶液标签浓度的意识，同时对教材中“逐滴加入”进行灵活处理，因并不要求定量滴定，只要获得粗略的现象即可，因此，可以先快滴，甚至倾倒也行，溶液颜色变淡至接近“终点”时，改为胶头滴管滴加。

有些选手为测量实验过程中的温度变化，一手抓温度计、一手抓玻璃棒，又要滴加盐酸，当时真想还有第三只手或手忙脚乱的。而有的选手则机智地将温度计悬挂在铁架台上，从而能够方便地持续完成相关实验操作。

观看比赛暴露的这些现象，给了我很大的触动：据于初三化学教师的教学现状——年年重复昨天的故事，实验技巧的研究意识淡化。然而，许多化学实验要获得顺利开展，需要一定的实验技巧。

三、有效开展化学实验教学策略

1. 加强规范化学实验操作

规范的化学实验操作是获得实验成功和安全进行实验的重要保证。同时，在实验教学中，通过教师的规范操作，使化学实验能够为学生由感性认识上升为理性认识提供铺垫、支架。对学生的实验技能、习惯作风的培养、创造能力的提高，以及周密思考、认真实践、勤于探索等良好的个性特征的形成都将产生重大影响。

2. 加强化学实验教学功能的认识

（1）化学教师应形成较强的化学实验意识，认识化学实验是激发学生兴趣、获知感性认识的源泉、帮助学生形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学基本思想、基本方法，帮助学生发展思维能力和创新能力等的重要手段。

（2）将化学实验与化学概念、原理的建立相联系的实例分析

宏观-微观-符号三重表征是化学学科的思想方法。通过化学实验手段可获得丰富的、生动的宏观事实的认识，还应进一步引导从原子分子的角度进行实例分析，并将研究结果通过化学用语表达出来。

案例1：置换反应概念的建立

通过实验探究获得铝、铁与稀盐酸 、稀硫酸反应有气泡产生，铝铁溶解、溶液变色等为置换反应的概念获得了感性认识；从分子原子的角度分析生成物化学式，即铝溶解形成铝离子与溶液中的氯离子形成氯化铝，由于铝+3价、氯-1价，因此一个铝离子与三个氯离子形成AlCl3，氢的化合价为+1价，铝的化合价为+3价，一个铝能够置换出三个氢原子。同理，铁溶解成亚铁离子，与硫酸根离子形成FeSO4；再引导学生从生成物物质类别、怎么置换等角度关注置换反应概念的形成过程，帮助学生形成按化合价置换的意识［2］，同时完成相关化学方程式的书写。

3. 加强对教材栏目设计意图的理解

深刻理解、准确领会教材中设置这些实验的作用，能够较准确的把握“教什么”“怎么教”？有效发挥教材中［观察与思考］［活动与探究］栏目的功能。

案例2：中和反应探究（沪教版下册P48“活动与探究”）

“活动与探究”通过三项实验的开展，引导学生经历以下认识过程，从而逐步获得对中和反应的全面认识：酸与碱溶液混合有热现象、碱的特性消失，说明混合能发生化学反应，反应结果酸和碱的特性都消失了；酸和碱都参加了反应，反应后溶液中有新物质（盐）出现。从中和反应概念的形成看，教学要注意帮助学生从以下三个方面全面认识中和反应：从宏观上看，反应物和生成物是什么？从微观上看，反应实质是什么？从反应的形式上看发生了怎样的变化？

4. 加强化学实验教学演绎的研究

教材栏目功能的实现，依赖于科学施教。

（1）师生必须明确实验的目的和任务

要认真分析通过实验会给学生形成哪些知识，为了获得这些知识应引导学生观察哪些现象，通过这个实验要给学生示范哪些基本操作、培养哪些方面的能力。即要从知识、现象、操作、能力四个方面去全面分析每一个实验的教学目的。例如： “中和反应”的演示实验，可以从四方面进行分析：

endprint

①知识：中和反应是酸和碱生成盐和水、中和反应放出热量效应、中和反应的结果酸和碱的特性消失、中和反应的物质变化形式是复分解反应。

②现象：氢氧化钠溶液滴加酚酞试液，溶液变红，往变红的溶液中滴加盐酸，溶液逐渐由红色褪成无色，往无色溶液滴一滴氢氧化钠，溶液由无色变成红色；温度计读数升高；将少量溶液于蒸发皿中，加热蒸干，有氯化钠析出。

③操作：实验方案的设计、液体药品的取用，胶头滴管的使用、温度计的使用、加热蒸发操作、实验现象的观察与记录等技能。

④能力：观察能力；思维能力，对有关中和反应的3项实验结果作分析、推理，抽象、概括，建立中和反应的概念。

研究表明，学生对化学实验的兴趣分为对实验现象的直觉兴趣、操作兴趣、探究兴趣和概括兴趣四种类型。学生在观察实验现象时，其观察对象和重点往往是不相同的，容易忽视那些揭示事物本质规律起关键作用的现象，从而影响了对知识的深刻理解和掌握。因此，在开展化学实验之前，教师必须通过启发式讲授，使学生明确实验的目的和任务，明确观察的重点和步骤，把学生的兴趣引向认识事物的本质规律，使学生全面、准确地观察与思维化学实验。

（2）围绕实验提出符合理性思维的问题

理性思维是一种建立在证据和逻辑推理的基础上的思维方式。通过真实的实验现象引导学生进行逻辑分析得出结论，以揭示现象的本质原因，培养学生据于证据的推理，发展学生的思维能力。实验3中学生观察到有白色固体残留，会脱口说出该白色固体为氯化钠，若教师追问“如何根据实验推理该白色固体是氯化钠”？这是需要理性思维的。学生将依据实验分析氢氧化钠和盐酸混合的结果，酸碱的特性消失，说明氢氧化钠不会有剩余则可排除氢氧化钠、盐酸因有挥发性经过加热蒸干则不会有残留物、混合后酸和碱的特性消失说明H+和OH-结合成水，再根据化学变化规律推理残留的白色固体为氢氧化钠。

（3）重视实验后的归纳与整合

整合环节对教学效果有很大的影响。在完成主要学习任务后引导学生通过对学习过程进行回忆、分析、整合，能扩展学习结果，强化学生对学习结果的体验，使学生的逻辑的体验从朦胧状态变成自觉状态 、更加清晰，更加深刻，更加主动的学习，并在适当的阶段进一步升华。

案例3：金属活动性探究（沪教版P196“活动与探究”）

探究活动后，需要进行全面的概括整合活动。归纳不仅要对核心知识进行归纳，而且要对实验过程中的核心技能和思想方法进行归纳。

核心知识归纳：不同金属的活动顺序。

核心技能归纳：固体、液体药品的取用。

核心思想方法：控制变量法；比较金属活动性的实验思路。

参考文献

［1］卢魏.论化学智慧教学［M］.山东：山东教育出版社，2010：38-39

［2］陈美钗，王云生.常见金属的化学性质课堂实录与点评［J］.福建教育，2012，（7、8）：100

endprint