實驗在化學教學地位與作用分析

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[摘要]實驗在化學教學中處于基礎(chǔ)地位，文章就化學實驗對學生學習的促進作用、綜合能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新精神的養(yǎng)成等功能進行了簡要的分析后，為了更好發(fā)揮化學實驗的重要功能，結(jié)合當前時代特征、課標要求、化學核心素養(yǎng)以及化學實驗的特征、化學實驗教學的現(xiàn)狀，提出了幾點建議，以便教師更好的應(yīng)用化學實驗進行教學。

[關(guān)鍵詞]化學實驗；化學教學；核心素養(yǎng)

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的、兼具有文理雙重特質(zhì)的自然科學。實驗是化學教學中的有機組成部分，它以自身的特點在化學教學中發(fā)揮著獨有的功能和作用。利用實驗進行教學既符合新課標提出的發(fā)展學生核心素養(yǎng)這一要求，又對教學質(zhì)量的提高具有重要意義。根據(jù)新課程改革的要求，以化學實驗作為化學教學的基礎(chǔ)，輔以多種教育教學技術(shù)、方法、手段，可以更好地培養(yǎng)學生綜合能力的發(fā)展。

1化學實驗的地位—基礎(chǔ)

縱觀整個化學知識的學習過程，實驗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)，無一不涉及到化學實驗，故而在化學課堂教學中開展化學實驗意義非凡。隨著新課程改革的推進，化學實驗的地位與日俱增，回顧近幾年的中高考試卷不難發(fā)現(xiàn)化學實驗的考查在中考及高考中的比重在逐年增加。近幾年的初中化學試題中出現(xiàn)了較多數(shù)字化實驗試題，重點考察初中生加工實驗數(shù)據(jù)信息、分析實驗中變化與聯(lián)系的能力[1]。新課標18個學生必做實驗提出后，人教版新教材也對實驗部分進行了調(diào)整與改進，初中化學課程標準也提出了8個學生必做實驗，高中新舊教材實驗數(shù)量對比如圖1所示。學生必做實驗的提出旨在幫助學生掌握實驗基礎(chǔ)知識和基本技能的同時訓(xùn)練學生的實踐能力；另外，由于多重感官的學習效果優(yōu)于單一感官，而化學實驗恰好能夠調(diào)動學生多重感官的參與，所以習得的知識更加深刻、易保持，同時對于學生的思維發(fā)展也有一定的促進作用；最后，化學實驗改變了學生的學習方式，加強了學生之間的交流，開拓了學生進行探究活動的思路，能夠切實提高學生的化學核心素養(yǎng)。學生在動手做探究實驗的過程中需要親自設(shè)計方案、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)，在總結(jié)歸納的基礎(chǔ)上構(gòu)建知識間的相互聯(lián)系，將其整合到自己的知識體系，學好課本知識的同時也發(fā)展了學生的思維能力。綜上所述，中學化學實驗兼有理論和實踐的雙重性質(zhì)，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，促進學生全面發(fā)展的重要途徑，在化學教學中處于基礎(chǔ)地位。

2化學實驗的作用

教師利用實驗?zāi)軒椭鷮W生真正融入課堂并成為課堂的主人，有效地提高課堂學習效率，促進師生關(guān)系的發(fā)展，形成“吾愛吾師，更愛其課堂”的良性循環(huán)?；瘜W實驗教學可以分為三個環(huán)節(jié)，首先是從宏觀層面讓學生觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，這一環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)；其次是基于問題去建立宏觀和微觀層面知識聯(lián)系的橋梁，進而形成概念、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)習鞏固，遷移知識并加以應(yīng)用，這一環(huán)節(jié)屬于知識的延伸和能力的提高。教師借助實驗，能激發(fā)學生內(nèi)心的求知欲；由于實驗過程需要學生多種感官協(xié)調(diào)配合，所以學生親身經(jīng)歷實驗過程后，能夠有效提高綜合實踐能力；探究式化學實驗一般沒有具體的實驗步驟，需要學生精心設(shè)計實驗方案、全方面考慮問題，有利于形成科學嚴謹?shù)膽B(tài)度。

2.1激發(fā)學習興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師”，學習需要久久為功，期間可能會遇到很多的困難和阻力，唯有濃厚的興趣才能為學生提供持久的動力。化學實驗的現(xiàn)象在學生看來，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。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，變成了白開水，學生看到這一現(xiàn)象，必然會產(chǎn)生迷惑，求知欲被激發(fā)，想追隨老師繼續(xù)探究。實驗教學不似傳統(tǒng)“嵌入式”、“滿堂灌”教學那般枯燥無味，學生在課堂中需要動手操作、細心觀察、記錄現(xiàn)象結(jié)果、分析數(shù)據(jù)、思考結(jié)果，整個過程都要求學生集中注意力，長久的保持探究欲望。根據(jù)學生心理發(fā)展規(guī)律，成功的喜悅會消除學生學習的倦怠感，學習的積極主動性慢慢便會轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的興趣，成為學生們?nèi)蘸髮W習的助推劑。

2.2培養(yǎng)綜合實踐能力

實驗是化學教學活動中的一種特殊實踐活動，在此過程中，學生知識增加的同時，能力也會得到培養(yǎng)[2]。首先，通過觀察實驗可以直接獲得感性知識。實驗觀察要配合聽、視、嗅、觸覺等多種感官同時進行，還要有整體意識，能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象背后隱藏的化學知識進行深度思考。在實驗中，配合相應(yīng)的問題及情景，引導(dǎo)學生對每一步驟及出現(xiàn)的現(xiàn)象進行觀察記錄，促進其觀察能力的提升。其次，在開展化學實驗的過程中學生的綜合能力能夠得到提升。學生在自己動手做實驗的過程中，既要做觀察者，又要做實踐者，此過程需要學生手腦并用，因此對于學生能力的要求又進一步提高。學生在親自動手做實驗時可能會暴露自己在實驗操作中的不足或者失誤，此時教師需要對學生及時糾正，以便學生在早期就可以形成規(guī)范的實驗操作，使其受用一生，避免紙上談兵這一弊端。最后，在化學實驗過程中學生的思維能夠得到鍛煉。因為有些化學實驗現(xiàn)象很短暫，比如Fe(OH)2的制備，方程式見圖2，F(xiàn)e(OH)2白色沉淀出現(xiàn)的時間短，不仔細觀察很容易錯失觀察到實驗現(xiàn)象的機會，這就要求學生具有敏捷的觀察能力和捕捉問題的能力，同時學生的思維還要能夠跟上化學實驗的步驟。久而久之，學生的思維能力便會得到提升。

2.3形成科研創(chuàng)新意識

實驗是化學研究的一種重要工具，在對學生進行化學實驗訓(xùn)練時，要求學生敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)權(quán)威、敢于說出自己對實驗的見解及改進意見，這是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的最佳途徑之一。同時，化學實驗要求實驗者秉持嚴謹求實的科學態(tài)度，所以在學生接觸實驗之初，就要告誡學生做研究要有嚴謹求實的科學作風，要做到真實記錄現(xiàn)象、正確分析數(shù)據(jù)，不能篡改實驗數(shù)據(jù)，端正學習態(tài)度，正確引導(dǎo)學生對于實驗研究的認識，幫助學生在早期就能形成良好的科研精神，創(chuàng)新意識也會在潤物細無聲中慢慢萌芽。

3建議及展望

正確認識化學實驗的多種教育教學功能，是實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的重要途徑，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和探究能力具有重要作用，對于全面提高教學質(zhì)量具有重要意義[3]。為更好開展實驗教學對學生綜合能力以及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這里提出幾點愚見，希望日后對化學教師教學有所裨益。

3.1融入思政元素，滲透綠色理念

曾強調(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]。在進行實驗的過程中，對學生適當?shù)娜谌胨枷胝谓逃瑢崿F(xiàn)知識與政治的有機結(jié)合，引領(lǐng)學生樹立正確的價值觀，從實驗中培養(yǎng)學生的社會責任感，是實現(xiàn)“立德樹人”的一種重要途徑。例如：實驗室一定會用到水源，浪費現(xiàn)象不可避免會出現(xiàn)，所以應(yīng)提前規(guī)避問題的產(chǎn)生。在對學生進行實驗室安全教育時，向?qū)W生講述我國水資源現(xiàn)狀，幫助學生正確認識我國水資源現(xiàn)狀，他們在實驗過程中和日常生活中便能逐漸養(yǎng)成節(jié)約用水的好習慣。其次，向?qū)W生介紹實驗過程中會造成的污染以及一些對環(huán)境有害的違規(guī)操作和不合理之處，學生自己在實驗過程中便會有意識的避免出現(xiàn)這些問題，綠色理念在此過程中慢慢萌芽，進而孕育出“環(huán)保意識”這一花朵。最后，在實驗結(jié)束后，引導(dǎo)學生從各個角度討論實驗過程中的優(yōu)缺點，比如創(chuàng)新之處有哪些、存在的問題是什么、如何進行改進等，慢慢培養(yǎng)學生的科學思維。上升到國家層面，對學生進行情感態(tài)度與價值觀教育，激發(fā)學生的愛國熱情，培養(yǎng)學生樹立正確的價值觀，做一名合格的社會主義接班人，為實現(xiàn)國家偉大復(fù)興而努力奮斗。

3.2改進化學實驗，優(yōu)化裝置及步驟

化學教師應(yīng)與時俱進，不斷學習、不斷創(chuàng)新，言傳身教、以身作則。教師在實驗過程中要做到言傳身教，鼓勵學生創(chuàng)新實驗的同時，自己也要多鉆研。多對實驗進行改進創(chuàng)新，在思想上熏陶學生，在行動上鼓勵學生，培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力，落實新課標對創(chuàng)新型人才的要求[5]。有些化學實驗裝置很多，對儀器裝置進行改進后可以簡化實驗步驟，提高實驗效率；另外，實驗儀器并非實驗室中的不可，生活中的材料也可進行化學實驗，這樣也符合“化學從生活中來，到生活中去”的理念，把化學與現(xiàn)實生活相融合；在實際教學中從精進方法的角度對實驗進行改進，可能學生對于某些原理的認識會更加深刻。改進實驗不僅增添了實驗的趣味性，同時又增強了實驗效果；既吸引學生的注意力，又可顯著提升教師實驗教學水平。例如：將H型試管應(yīng)用于中學化學實驗，改進“探究分子運動”、“氯氣制備及性質(zhì)檢驗”兩則實驗[6]。實驗裝置如圖所示3、圖4所示，改進后的實驗不僅操作簡潔、現(xiàn)象明顯，而且在簡化裝置的同時節(jié)約了藥品，符合綠色化學這一理念。

3.3結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，開展實驗教學

隨著信息化時代的到來，信息技術(shù)輔助教學越來越重要，國家對此也高度重視，出臺了諸多文件，如《教育信息化2.0行動計劃》、《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》等。因此在進行教學活動時巧妙借助現(xiàn)代教育技術(shù)的力量，會有意想不到的效果出現(xiàn)。例如在實驗之初，將一些實驗安全教育、藥品取用原則、儀器使用規(guī)則等微課視頻通過MOOC、雨課堂、微信群、QQ群等網(wǎng)絡(luò)平臺，讓學生提前觀看以達到預(yù)習和實驗安全教育的目的。對一些難進行演示或者由于特殊情況不能做的實驗，可以利用化學虛擬仿真技術(shù)進行，既吸引了學生的注意力，又進行了知識的傳授。比如：“一氧化碳還原氧化銅”這一典型實驗，實驗加熱稍有不慎便會炸裂試管，風險極大，真實課堂中不宜進行，但是可以利用現(xiàn)代技術(shù)(實驗視頻、仿真實驗等)進行，學生在此過程中既學習了實驗內(nèi)容，又規(guī)避了風險，同時也彌補了實驗缺失所帶給學生的影響，“一氧化碳還原氧化銅”仿真裝置如圖5所示。課后可以成立學習興趣小組并建立相應(yīng)的群，分享資料，拓展學生的知識面，學生在群里可以發(fā)表意見或者提出問題，大家交流討論，教師答疑解惑，以達到互幫互助、共同學習、共同進步的效果。

3.4鼓勵學生實驗，創(chuàng)新實驗內(nèi)容

2017年新課標明確提出發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，對學生的科學探究精神、創(chuàng)新意識、社會責任提出了更高的要求，這些要求需要潛移默化的對學生施加影響才能實現(xiàn)。所以在日常開展化學實驗教學時，應(yīng)多鼓勵學生對實驗進行創(chuàng)新，多提出自己的意見和建議，告誡學生做實驗的方法不是一成不變的，通往成功的道路有千萬條，也許你的改進設(shè)計是最為簡便的。根據(jù)化學來源于生活這一理念，教學中可以適當穿插課外實驗。課外實踐活動能夠在“做和學”的探究中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力[7]。例如在進行“探究鐵腐蝕的條件”這一節(jié)內(nèi)容時，由于鐵發(fā)生腐蝕主要過程比較緩慢，在進行正常教學內(nèi)容講解后，引導(dǎo)學生利用生活中的素材設(shè)計家庭實驗，課下完成實驗內(nèi)容，下節(jié)課展示自己的實踐成果。最后，借用著名化學家戴安邦教授評價化學實驗的一句名言：“化學實驗是實施全面的科學思維和素質(zhì)教育的最好場所”[8]?？偠灾?，創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的核心,科學實驗更是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑，化學實驗更是中學化學教學內(nèi)容中不可缺少的部分[9]。因而，必須重視化學實驗，找準突破口，充分調(diào)動學生積極性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，實現(xiàn)真正的素質(zhì)教育。

參考文獻

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[9]石清湘．實驗在中學化學教學中的作用研究[J]．教育教學論壇，2013(25)：264-247．

作者：王文靜 劉全喜 孫琳 李明雪 單位：河南大學