實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)地位與作用分析

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[摘要]實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中處于基礎(chǔ)地位，文章就化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用、綜合能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新精神的養(yǎng)成等功能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析后，為了更好發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要功能，結(jié)合當(dāng)前時(shí)代特征、課標(biāo)要求、化學(xué)核心素養(yǎng)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特征、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了幾點(diǎn)建議，以便教師更好的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn)；化學(xué)教學(xué)；核心素養(yǎng)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的、兼具有文理雙重特質(zhì)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的有機(jī)組成部分，它以自身的特點(diǎn)在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著獨(dú)有的功能和作用。利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)既符合新課標(biāo)提出的發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)這一要求，又對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義。根據(jù)新課程改革的要求，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，輔以多種教育教學(xué)技術(shù)、方法、手段，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。

1化學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位—基礎(chǔ)

縱觀整個(gè)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)是其不可分割的一部分，小到考試題目、生活現(xiàn)象，大到教材、重大材料、物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，無(wú)一不涉及到化學(xué)實(shí)驗(yàn)，故而在化學(xué)課堂教學(xué)中開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)意義非凡。隨著新課程改革的推進(jìn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位與日俱增，回顧近幾年的中高考試卷不難發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查在中考及高考中的比重在逐年增加。近幾年的初中化學(xué)試題中出現(xiàn)了較多數(shù)字化實(shí)驗(yàn)試題，重點(diǎn)考察初中生加工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息、分析實(shí)驗(yàn)中變化與聯(lián)系的能力[1]。新課標(biāo)18個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)提出后，人教版新教材也對(duì)實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了調(diào)整與改進(jìn)，初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也提出了8個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，高中新舊教材實(shí)驗(yàn)數(shù)量對(duì)比如圖1所示。學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)的提出旨在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐能力；另外，由于多重感官的學(xué)習(xí)效果優(yōu)于單一感官，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)恰好能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生多重感官的參與，所以習(xí)得的知識(shí)更加深刻、易保持，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的思維發(fā)展也有一定的促進(jìn)作用；最后，化學(xué)實(shí)驗(yàn)改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)了學(xué)生之間的交流，開(kāi)拓了學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的思路，能夠切實(shí)提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。學(xué)生在動(dòng)手做探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中需要親自設(shè)計(jì)方案、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)，在總結(jié)歸納的基礎(chǔ)上構(gòu)建知識(shí)間的相互聯(lián)系，將其整合到自己的知識(shí)體系，學(xué)好課本知識(shí)的同時(shí)也發(fā)展了學(xué)生的思維能力。綜上所述，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)兼有理論和實(shí)踐的雙重性質(zhì)，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要途徑，在化學(xué)教學(xué)中處于基礎(chǔ)地位。

2化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

教師利用實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生真正融入課堂并成為課堂的主人，有效地提高課堂學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)師生關(guān)系的發(fā)展，形成“吾愛(ài)吾師，更愛(ài)其課堂”的良性循環(huán)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，首先是從宏觀層面讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，這一環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)；其次是基于問(wèn)題去建立宏觀和微觀層面知識(shí)聯(lián)系的橋梁，進(jìn)而形成概念、理解原理、掌握規(guī)律，這一環(huán)節(jié)是中心環(huán)節(jié)也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)；最后復(fù)習(xí)鞏固，遷移知識(shí)并加以應(yīng)用，這一環(huán)節(jié)屬于知識(shí)的延伸和能力的提高。教師借助實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的求知欲；由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要學(xué)生多種感官協(xié)調(diào)配合，所以學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程后，能夠有效提高綜合實(shí)踐能力；探究式化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般沒(méi)有具體的實(shí)驗(yàn)步驟，需要學(xué)生精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、全方面考慮問(wèn)題，有利于形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

2.1激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

愛(ài)因斯坦說(shuō)：“興趣是最好的老師”，學(xué)習(xí)需要久久為功，期間可能會(huì)遇到很多的困難和阻力，唯有濃厚的興趣才能為學(xué)生提供持久的動(dòng)力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象在學(xué)生看來(lái)，仿佛是有一種魔力，吸引著他們想要一探究竟，探索欲因此被激發(fā)出來(lái)。比如，在講解“氧化還原反應(yīng)”之前，拿一瓶“冰紅茶”，將瓶中液體倒入燒杯后，變成了白開(kāi)水，學(xué)生看到這一現(xiàn)象，必然會(huì)產(chǎn)生迷惑，求知欲被激發(fā)，想追隨老師繼續(xù)探究。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不似傳統(tǒng)“嵌入式”、“滿堂灌”教學(xué)那般枯燥無(wú)味，學(xué)生在課堂中需要?jiǎng)邮植僮鳌⒓?xì)心觀察、記錄現(xiàn)象結(jié)果、分析數(shù)據(jù)、思考結(jié)果，整個(gè)過(guò)程都要求學(xué)生集中注意力，長(zhǎng)久的保持探究欲望。根據(jù)學(xué)生心理發(fā)展規(guī)律，成功的喜悅會(huì)消除學(xué)生學(xué)習(xí)的倦怠感，學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性慢慢便會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的興趣，成為學(xué)生們?nèi)蘸髮W(xué)習(xí)的助推劑。

2.2培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的一種特殊實(shí)踐活動(dòng)，在此過(guò)程中，學(xué)生知識(shí)增加的同時(shí)，能力也會(huì)得到培養(yǎng)[2]。首先，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)可以直接獲得感性知識(shí)。實(shí)驗(yàn)觀察要配合聽(tīng)、視、嗅、觸覺(jué)等多種感官同時(shí)進(jìn)行，還要有整體意識(shí)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后隱藏的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度思考。在實(shí)驗(yàn)中，配合相應(yīng)的問(wèn)題及情景，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)每一步驟及出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行觀察記錄，促進(jìn)其觀察能力的提升。其次，在開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生的綜合能力能夠得到提升。學(xué)生在自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，既要做觀察者，又要做實(shí)踐者，此過(guò)程需要學(xué)生手腦并用，因此對(duì)于學(xué)生能力的要求又進(jìn)一步提高。學(xué)生在親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)暴露自己在實(shí)驗(yàn)操作中的不足或者失誤，此時(shí)教師需要對(duì)學(xué)生及時(shí)糾正，以便學(xué)生在早期就可以形成規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，使其受用一生，避免紙上談兵這一弊端。最后，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的思維能夠得到鍛煉。因?yàn)橛行┗瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很短暫，比如Fe(OH)2的制備，方程式見(jiàn)圖2，F(xiàn)e(OH)2白色沉淀出現(xiàn)的時(shí)間短，不仔細(xì)觀察很容易錯(cuò)失觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)，這就要求學(xué)生具有敏捷的觀察能力和捕捉問(wèn)題的能力，同時(shí)學(xué)生的思維還要能夠跟上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟。久而久之，學(xué)生的思維能力便會(huì)得到提升。

2.3形成科研創(chuàng)新意識(shí)

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的一種重要工具，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練時(shí)，要求學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)權(quán)威、敢于說(shuō)出自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的見(jiàn)解及改進(jìn)意見(jiàn)，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的最佳途徑之一。同時(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)者秉持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，所以在學(xué)生接觸實(shí)驗(yàn)之初，就要告誡學(xué)生做研究要有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，要做到真實(shí)記錄現(xiàn)象、正確分析數(shù)據(jù)，不能篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，正確引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)研究的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生在早期就能形成良好的科研精神，創(chuàng)新意識(shí)也會(huì)在潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲中慢慢萌芽。

3建議及展望

正確認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的多種教育教學(xué)功能，是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的重要途徑，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力具有重要作用，對(duì)于全面提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義[3]。為更好開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生綜合能力以及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這里提出幾點(diǎn)愚見(jiàn)，希望日后對(duì)化學(xué)教師教學(xué)有所裨益。

3.1融入思政元素，滲透綠色理念

曾強(qiáng)調(diào)：要將思政引入課堂，將思政與各科課堂融為一體，同向發(fā)力，形成協(xié)同作用[4]。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)學(xué)生適當(dāng)?shù)娜谌胨枷胝谓逃?，?shí)現(xiàn)知識(shí)與政治的有機(jī)結(jié)合，引領(lǐng)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀，從實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，是實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的一種重要途徑。例如：實(shí)驗(yàn)室一定會(huì)用到水源，浪費(fèi)現(xiàn)象不可避免會(huì)出現(xiàn)，所以應(yīng)提前規(guī)避問(wèn)題的產(chǎn)生。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育時(shí)，向?qū)W生講述我國(guó)水資源現(xiàn)狀，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)我國(guó)水資源現(xiàn)狀，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中和日常生活中便能逐漸養(yǎng)成節(jié)約用水的好習(xí)慣。其次，向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)造成的污染以及一些對(duì)環(huán)境有害的違規(guī)操作和不合理之處，學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中便會(huì)有意識(shí)的避免出現(xiàn)這些問(wèn)題，綠色理念在此過(guò)程中慢慢萌芽，進(jìn)而孕育出“環(huán)保意識(shí)”這一花朵。最后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生從各個(gè)角度討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)，比如創(chuàng)新之處有哪些、存在的問(wèn)題是什么、如何進(jìn)行改進(jìn)等，慢慢培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。上升到國(guó)家層面，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀，做一名合格的社會(huì)主義接班人，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家偉大復(fù)興而努力奮斗。

3.2改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化裝置及步驟

化學(xué)教師應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)、不斷創(chuàng)新，言傳身教、以身作則。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要做到言傳身教，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，自己也要多鉆研。多對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，在思想上熏陶學(xué)生，在行動(dòng)上鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力，落實(shí)新課標(biāo)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求[5]。有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置很多，對(duì)儀器裝置進(jìn)行改進(jìn)后可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，提高實(shí)驗(yàn)效率；另外，實(shí)驗(yàn)儀器并非實(shí)驗(yàn)室中的不可，生活中的材料也可進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這樣也符合“化學(xué)從生活中來(lái)，到生活中去”的理念，把化學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活相融合；在實(shí)際教學(xué)中從精進(jìn)方法的角度對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，可能學(xué)生對(duì)于某些原理的認(rèn)識(shí)會(huì)更加深刻。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)不僅增添了實(shí)驗(yàn)的趣味性，同時(shí)又增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果；既吸引學(xué)生的注意力，又可顯著提升教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。例如：將H型試管應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)“探究分子運(yùn)動(dòng)”、“氯氣制備及性質(zhì)檢驗(yàn)”兩則實(shí)驗(yàn)[6]。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示3、圖4所示，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)不僅操作簡(jiǎn)潔、現(xiàn)象明顯，而且在簡(jiǎn)化裝置的同時(shí)節(jié)約了藥品，符合綠色化學(xué)這一理念。

3.3結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)輔助教學(xué)越來(lái)越重要，國(guó)家對(duì)此也高度重視，出臺(tái)了諸多文件，如《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》、《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》等。因此在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí)巧妙借助現(xiàn)代教育技術(shù)的力量，會(huì)有意想不到的效果出現(xiàn)。例如在實(shí)驗(yàn)之初，將一些實(shí)驗(yàn)安全教育、藥品取用原則、儀器使用規(guī)則等微課視頻通過(guò)MOOC、雨課堂、微信群、QQ群等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓學(xué)生提前觀看以達(dá)到預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)安全教育的目的。對(duì)一些難進(jìn)行演示或者由于特殊情況不能做的實(shí)驗(yàn)，可以利用化學(xué)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行，既吸引了學(xué)生的注意力，又進(jìn)行了知識(shí)的傳授。比如：“一氧化碳還原氧化銅”這一典型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)加熱稍有不慎便會(huì)炸裂試管，風(fēng)險(xiǎn)極大，真實(shí)課堂中不宜進(jìn)行，但是可以利用現(xiàn)代技術(shù)(實(shí)驗(yàn)視頻、仿真實(shí)驗(yàn)等)進(jìn)行，學(xué)生在此過(guò)程中既學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)缺失所帶給學(xué)生的影響，“一氧化碳還原氧化銅”仿真裝置如圖5所示。課后可以成立學(xué)習(xí)興趣小組并建立相應(yīng)的群，分享資料，拓展學(xué)生的知識(shí)面，學(xué)生在群里可以發(fā)表意見(jiàn)或者提出問(wèn)題，大家交流討論，教師答疑解惑，以達(dá)到互幫互助、共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的效果。

3.4鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2017年新課標(biāo)明確提出發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究精神、創(chuàng)新意識(shí)、社會(huì)責(zé)任提出了更高的要求，這些要求需要潛移默化的對(duì)學(xué)生施加影響才能實(shí)現(xiàn)。所以在日常開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)多鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，多提出自己的意見(jiàn)和建議，告誡學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的方法不是一成不變的，通往成功的道路有千萬(wàn)條，也許你的改進(jìn)設(shè)計(jì)是最為簡(jiǎn)便的。根據(jù)化學(xué)來(lái)源于生活這一理念，教學(xué)中可以適當(dāng)穿插課外實(shí)驗(yàn)。課外實(shí)踐活動(dòng)能夠在“做和學(xué)”的探究中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力[7]。例如在進(jìn)行“探究鐵腐蝕的條件”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，由于鐵發(fā)生腐蝕主要過(guò)程比較緩慢，在進(jìn)行正常教學(xué)內(nèi)容講解后，引導(dǎo)學(xué)生利用生活中的素材設(shè)計(jì)家庭實(shí)驗(yàn)，課下完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，下節(jié)課展示自己的實(shí)踐成果。最后，借用著名化學(xué)家戴安邦教授評(píng)價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一句名言：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)施全面的科學(xué)思維和素質(zhì)教育的最好場(chǎng)所”[8]。總而言之，創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的核心,科學(xué)實(shí)驗(yàn)更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑，化學(xué)實(shí)驗(yàn)更是中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中不可缺少的部分[9]。因而，必須重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)，找準(zhǔn)突破口，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)真正的素質(zhì)教育。

參考文獻(xiàn)

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作者：王文靜 劉全喜 孫琳 李明雪 單位：河南大學(xué)