人教版高中化學(xué)必修教材中實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究欄目的實(shí)施與思考

李從林

（淮南市第二中學(xué)，安徽淮南 232038）

人教版高中化學(xué)必修教材中實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究欄目的實(shí)施與思考

李從林

（淮南市第二中學(xué)，安徽淮南 232038）

實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究擔(dān)負(fù)著必修教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹厝危瑢?duì)這兩個(gè)欄目的設(shè)置，從教學(xué)目標(biāo)入手，分析實(shí)驗(yàn)在認(rèn)知領(lǐng)域、技能領(lǐng)域、情感態(tài)度領(lǐng)域的作用，熟悉科學(xué)探究的功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究的使用提出一些可行的建議。

實(shí)驗(yàn)；科學(xué)探究；必修教材

人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)——化學(xué)（必修）》教材按照全面落實(shí)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了“以學(xué)生的發(fā)展為本，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，保證基礎(chǔ)性，突出時(shí)代性，體現(xiàn)選擇性，有利于學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的開(kāi)展，反映科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系，結(jié)合高中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，重視學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，注重學(xué)生的親歷性”的思路。教材改進(jìn)和設(shè)置了許多不同以往教材的新欄目，這些欄目的設(shè)置無(wú)疑為落實(shí)新課標(biāo)要求提供了保障。本文就教材中的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究欄目設(shè)置的功能，具體實(shí)施的方法等方面談一下自己的想法和體會(huì)。

一、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究欄目的設(shè)置

“實(shí)驗(yàn)”欄目和傳統(tǒng)教材相比，新教材把以往教材上的大量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等；新增了部分實(shí)驗(yàn)，刪去了一些不太合理的實(shí)驗(yàn)；教材中不再區(qū)分學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，其目的是讓教師根據(jù)具體的條件盡可能多地開(kāi)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)化學(xué)。

“科學(xué)探究”欄目提供探究課題、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，呈現(xiàn)探究過(guò)程，體現(xiàn)知識(shí)獲得的過(guò)程和方法，教材中設(shè)計(jì)了多種不同類型的科學(xué)探究活動(dòng)，蘊(yùn)涵了多種科學(xué)探究方法，有利于提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。以上兩個(gè)欄目貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中，相互補(bǔ)充，各盡其責(zé)，共同擔(dān)負(fù)著必修教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹厝?。這兩個(gè)欄目在兩冊(cè)必修教材中出現(xiàn)的次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

二、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究欄目的教學(xué)目標(biāo)分析

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)與技能教學(xué)目標(biāo)又可分為認(rèn)知領(lǐng)域（知道、理解、掌握、評(píng)價(jià)）和技能領(lǐng)域（模仿、操作、遷移），過(guò)程與方法教學(xué)目標(biāo)可分為三個(gè)層次，即經(jīng)歷、感知、探究；情感態(tài)度價(jià)值觀教學(xué)目標(biāo)也可以從體驗(yàn)、反應(yīng)、領(lǐng)悟三個(gè)層次上去衡量。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究的具體內(nèi)容將必修1、必修2中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)分析如表2、表3。

三、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究欄目的實(shí)施與建議

（一）探究實(shí)驗(yàn)的功能和作用、確定演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)

雖然新教材中不再區(qū)分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，但教材中的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究對(duì)于啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，深化課本知識(shí)點(diǎn)，提升化學(xué)素養(yǎng)有著重要作用，因此，我們必須認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究的功能和作用，對(duì)于能夠訓(xùn)練學(xué)生基本操作技能，提高學(xué)生科學(xué)探究能力的實(shí)驗(yàn)一般作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)處理，對(duì)于揭示反應(yīng)規(guī)律，得出性質(zhì)結(jié)論，闡述化學(xué)反應(yīng)原理的內(nèi)容一般作為演示實(shí)驗(yàn)處理。結(jié)合教學(xué)實(shí)際，現(xiàn)將必修1、必修2中的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究實(shí)施方法進(jìn)行粗略的劃分，如表4、表5所示。

必修1、必修2中的科學(xué)探究按照其內(nèi)容可以劃分為四類：1、數(shù)據(jù)與文字的整理歸納；2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探究與思考；3、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)；4、物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究。其中除第1類不涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)外，其余三類均涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師再依據(jù)教學(xué)的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，具體建議如表6：

在上述科學(xué)探究中，有的實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，學(xué)生易于操作，教師可以在課堂上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，如NO2盡可能多地被水吸收的方案設(shè)計(jì)，碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)探究，原電池裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，有些實(shí)驗(yàn)探究需要學(xué)生在課堂設(shè)計(jì)好方案，在課堂上進(jìn)行探究，如鐵與水蒸氣反應(yīng)的方案設(shè)計(jì)、比較碳酸和醋酸酸性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)等。這樣處理的原因是課堂教學(xué)的時(shí)間畢竟有限，學(xué)生難以展開(kāi)充分的討論，把一部分實(shí)驗(yàn)探究放在課外進(jìn)行可能會(huì)收到更好的實(shí)效。當(dāng)然，在實(shí)際教學(xué)中，教師還需要認(rèn)真分析學(xué)生的認(rèn)知水平，結(jié)合教學(xué)實(shí)際以及學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行靈活處理。

（二）建議補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)

根據(jù)教學(xué)的需要，為了更有效地說(shuō)明問(wèn)題，可以適當(dāng)補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)，具體建議如下：

1、建議補(bǔ)充Na2O2與CO2的反應(yīng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作方法較多，可以充分開(kāi)動(dòng)學(xué)生腦筋，同時(shí)又為學(xué)習(xí)Na2O2的用途——可作為呼吸面具的供氧劑提供了直觀而形象的依據(jù)。

2、建議補(bǔ)充一組Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)選擇常見(jiàn)的氧化劑和還原劑實(shí)現(xiàn)Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化，既能深化本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)，又進(jìn)一步鞏固了氧化還原反應(yīng)的內(nèi)容。

3、建議補(bǔ)充濃氨水與濃鹽酸的反應(yīng)（用玻璃棒蘸取溶液靠近，或兩集氣瓶口對(duì)口使氣體混合）。

4、建議補(bǔ)充氨的實(shí)驗(yàn)室制法。氨氣的制取和收集是中學(xué)化學(xué)中典型而常見(jiàn)的氣體制取實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該熟悉、了解，同時(shí)在課本上又有制取的圖示，所以補(bǔ)充這個(gè)實(shí)驗(yàn)是必要的。

5、建議補(bǔ)充濃H2SO4使蔗糖脫水炭化的實(shí)驗(yàn)。教師可給出蔗糖的分子式，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)濃H2SO4脫水性的理解。

6、建議補(bǔ)充一組固體和溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)補(bǔ)充這一組實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)濃度、溫度、催化劑、固體表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響有一系統(tǒng)的了解。

（三）建議改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)

課本上的有些實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行演示時(shí)，學(xué)生不易觀察現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，建議進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。

1、建議改進(jìn)金屬鈉在坩堝中加熱的實(shí)驗(yàn)。由于鈉在坩堝中加熱實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，學(xué)生難以觀察鈉的燃燒過(guò)程，而生成的淡黃色Na2O2只有從坩堝上方才能看到，建議將該實(shí)驗(yàn)作如下改進(jìn)：將一小塊金屬鈉擦干表面煤油后，放在一破底的試管中，用酒精燈對(duì)著金屬鈉加熱，這樣既能觀察到鈉燃燒的全過(guò)程，又能清楚地看到反應(yīng)后生成的淡黃色的Na2O2。

2、建議改進(jìn)H2O2分解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察方法。課本上對(duì)于H2O2在不同溫度下和不同催化劑下分解速率不同的實(shí)驗(yàn)，是通過(guò)觀察試管中的氣泡產(chǎn)生的快慢來(lái)說(shuō)明反應(yīng)速率的不同，并用帶火星的木條對(duì)氣體進(jìn)行檢驗(yàn)，如果作為演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難清楚地看到講臺(tái)上試管中氣泡產(chǎn)生的快慢，因此，可將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以放大。一種方法是在兩支試管中加入幾滴洗滌劑，這樣，產(chǎn)生的氣體可吹出大量泡沫，便于學(xué)生觀察，另一種方法是將兩支帶火星的檀香同時(shí)從試管口慢慢插入，產(chǎn)生氣體快的一支試管，在檀香剛插入試管口就能復(fù)燃，而產(chǎn)生氣體慢的則在檀香插入到快接近液面才能復(fù)燃，現(xiàn)象十分明顯。當(dāng)然，也可以啟發(fā)學(xué)生思考其他方法去觀察該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

3、建議改進(jìn)乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是要說(shuō)明乙醇在有催化劑Cu或Ag存在的條件下可以被O2氧化成乙醛。由于乙醇的醇香氣味的干擾，難以聞到乙醛的刺激性氣味，所以，對(duì)于產(chǎn)物乙醛的檢驗(yàn)可以將新制的Cu（OH）2懸濁液浸泡過(guò)的濾紙條貼在大試管內(nèi)壁，當(dāng)銅絲燒至紅熱插入乙醇中，反復(fù)3～4次后即可看到濾紙條上有紅色固體物質(zhì)附著，從而說(shuō)明有乙醛產(chǎn)生；或者用一具支試管，向里面加入乙醇后，將一端繞成螺旋狀的銅絲穿過(guò)橡皮塞，銅絲燒至紅熱后插入乙醇中，用橡皮塞堵住管口，讓產(chǎn)生的乙醛蒸氣通過(guò)具支試管導(dǎo)入有新制銀氨溶液的試管中（水浴加熱）反復(fù)2～3次，可觀察到產(chǎn)生光亮的銀鏡。這兩種改進(jìn)方法均屬于乙醇的性質(zhì)——產(chǎn)物的檢驗(yàn)——乙醛的性質(zhì)的一體化實(shí)驗(yàn)，在我校實(shí)際的教學(xué)中都成功地使用過(guò)，效果較好。

（四）建議采用多媒體演示的實(shí)驗(yàn)

石蠟油的催化分解實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中存在如下問(wèn)題：所需反應(yīng)溫度較高，至少在500℃以上；容易引起倒吸；所需時(shí)間較長(zhǎng)，大約加熱15分鐘才能產(chǎn)生氣體。因此，不適合在課堂教學(xué)中演示，建議放錄像或用其他多媒體資料。

四、思考

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中極為重要的一部分，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神方面起著不可替代的作用。新教材中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究這兩個(gè)欄目來(lái)落實(shí)，因此，認(rèn)真分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，合理組織和實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)素材的功能是我們進(jìn)行必修1、必修2教學(xué)時(shí)經(jīng)常思考的問(wèn)題。根據(jù)我校和淮南市的教學(xué)實(shí)際，我們將部分能訓(xùn)練學(xué)生基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生探索精神的實(shí)驗(yàn)確定為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而把一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單的試管實(shí)驗(yàn)確定為演示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教學(xué)需要，我們又提出了一些需要改進(jìn)和補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)，這些想法和做法是我們從事必修1、必修2教學(xué)的真實(shí)體會(huì)。有些可能還不夠成熟，或缺乏可操作性，我們會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)情制定出科學(xué)、合理、切實(shí)可行的方案，并在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上加以完善和提高。

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[R]

[2]王后雄，湯艷.高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)教科書(shū)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的分類研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007，（8）

[3]人民教育出版社課程研究所化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2006

[4]人民教育出版社課程研究所化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2007

G632.3

A

1009-9530（2011）04-0109-03

2011-02-23

李從林（1972-），男，安徽懷遠(yuǎn)人，淮南市第二中學(xué)高級(jí)教師。