化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題及對(duì)策

嵇廣清

揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)師范學(xué)院，江蘇 高郵 225600

1 問(wèn)題的提出

上海市延安中學(xué)初三同學(xué)在用吸管吹二氧化碳和石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)沉淀是逐漸變多的過(guò)程，而且還發(fā)現(xiàn)吹入溶液底部的二氧化碳?xì)怏w會(huì)很快、無(wú)明顯變化地溢出溶液表面。同學(xué)們敏銳地聯(lián)想到：教材上是規(guī)定不能用排水法收集二氧化碳?xì)怏w的。教師及時(shí)對(duì)學(xué)生的質(zhì)疑和設(shè)想作了妥善的引導(dǎo)，同學(xué)們將它作為一個(gè)課題進(jìn)行研究，通過(guò)查找資料數(shù)據(jù)、具體分析、不斷實(shí)驗(yàn)，結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)排水法收集二氧化碳?xì)怏w純度更高、速度更快。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)嚴(yán)重束縛了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展。改革和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能顯得尤為重要。

2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能及存在問(wèn)題

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用和重要性能已經(jīng)獲得廣大教師的認(rèn)同?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生形成正確的基本概念、基本理論，獲得并驗(yàn)證有關(guān)的化學(xué)知識(shí)。可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，愉快主動(dòng)地學(xué)習(xí)和探究化學(xué)問(wèn)題?？梢耘囵B(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯思維能力，以及實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及辯證唯物主義的世界觀，等等。

筆者經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，目前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和手段陳舊，不能完全開(kāi)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

全國(guó)部分中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

華東師范大學(xué)化學(xué)系的學(xué)生對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果顯示中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)率并不高。一方面受傳統(tǒng)化學(xué)學(xué)科教育的消極影響，許多學(xué)校和家長(zhǎng)有片面追求升學(xué)率的傾向。實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和現(xiàn)象不明顯等因素達(dá)不到驗(yàn)證知識(shí)和鞏固知識(shí)的功能而未能開(kāi)展。同時(shí)實(shí)驗(yàn)儀器和藥品也都是非常古老的手段和方式，沒(méi)有教師發(fā)揮的素材和余地，從而使化學(xué)實(shí)驗(yàn)不能正常開(kāi)展。

2.2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏環(huán)保意識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)引起的環(huán)境污染是相當(dāng)嚴(yán)重的。課堂演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)中有毒氣體未進(jìn)行處理就直接排放，有些實(shí)驗(yàn)在裝有排風(fēng)扇的實(shí)驗(yàn)室或在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，這樣實(shí)驗(yàn)室的小環(huán)境是得到了保護(hù)，卻忽視了實(shí)驗(yàn)室外的大環(huán)境。實(shí)驗(yàn)后的廢棄物不能妥善處理而任意傾倒，對(duì)環(huán)境的污染是不言而喻的，而且對(duì)學(xué)生的教育有潛移默化的壞影響。

2.3 對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣缺乏正確的引導(dǎo)

鮮明的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、奇妙的變化過(guò)程，能引起學(xué)生多種感官的刺激，從而產(chǎn)生濃厚的觀察和操作興趣。但是學(xué)生的這種興趣往往停留在新奇現(xiàn)象的觀察上，而不是放在實(shí)驗(yàn)本身以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得技能來(lái)提高自己的科學(xué)素質(zhì)上。這樣的直覺(jué)興趣不是穩(wěn)定的，而且是低級(jí)的。

2.4 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絾我?，缺乏探究功?/h3>

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式以演示實(shí)驗(yàn)為主，約占實(shí)驗(yàn)總數(shù)量的90%以上。演示實(shí)驗(yàn)又以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的意外反常也未能及時(shí)正確處理，有些甚至輕描淡寫(xiě)地敷衍過(guò)去。同時(shí)實(shí)驗(yàn)的功能僅僅停留在驗(yàn)證知識(shí)的基礎(chǔ)上，毫無(wú)新意可言。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些誤區(qū)和偏差嚴(yán)重影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展和實(shí)驗(yàn)功能的發(fā)揮。因此改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)已迫在眉睫。

3 對(duì)策

3.1 努力實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器現(xiàn)代化

中美中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器比較

美國(guó)中學(xué)化學(xué)教材內(nèi)容廣泛， 使用的化學(xué)儀器比較先進(jìn)。反觀我國(guó)中學(xué)化學(xué)教學(xué)，知識(shí)面顯得狹窄，許多新技術(shù)、新材料、新設(shè)備都未能在教材中得到體現(xiàn)。由于設(shè)備陳舊，精密度不夠，操作起來(lái)比較煩瑣甚至無(wú)法展開(kāi)。在一定程度上導(dǎo)致了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥無(wú)味，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣索然，教師也無(wú)發(fā)揮余地。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代化可以減少人為操作的誤差，簡(jiǎn)化煩瑣的實(shí)驗(yàn)操作，縮短獲得科學(xué)認(rèn)識(shí)的時(shí)間，而且有利于學(xué)生自主地實(shí)驗(yàn)、自己發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力。目前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)把過(guò)多的時(shí)間花在實(shí)驗(yàn)操作上，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)的真正目的，忽視了實(shí)驗(yàn)理論內(nèi)涵。

3.2 推廣“微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“小量化學(xué)實(shí)驗(yàn)”

全國(guó)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的高校、中學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室每天都排放著污染，武漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院的王福來(lái)指出：雖然每次排放污染物的量不大，但是這種“聚沙成塔”的污染成分復(fù)雜、累積效應(yīng)強(qiáng)而又容易被人忽視，隨著教育事業(yè)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)增多，如不及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，其后果將難以預(yù)料。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有操作簡(jiǎn)捷，反應(yīng)迅速，現(xiàn)象明顯，消耗藥品數(shù)量少，污染小并且比較安全等優(yōu)點(diǎn)。獲得廣大教師的認(rèn)可和運(yùn)用，并且日趨成為今后化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的方向?！拔⑿突瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”其試劑用量通常是常量實(shí)驗(yàn)的十分之一至千分之一。“小量化學(xué)實(shí)驗(yàn)”則將試劑用量減少到二分之一或四分之一。這兩者配合使用將有效幫助學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)和減少污染。例如，在用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制氧氣時(shí)，我們讓學(xué)生回收二氧化錳并驗(yàn)證二氧化錳是反應(yīng)的催化劑。不僅鞏固了相關(guān)知識(shí)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，更重要的是讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)的能力，使實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容得到進(jìn)一步的拓展和延伸，而且還培養(yǎng)了學(xué)生節(jié)約藥品和環(huán)保的好習(xí)慣。

3.3 改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的概括興趣

心理學(xué)認(rèn)為，興趣是人們力求認(rèn)識(shí)某種事物或進(jìn)行某種活動(dòng)的傾向。而實(shí)驗(yàn)興趣是學(xué)生力求通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的本質(zhì)特性的傾向。研究表明，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣可以分為直覺(jué)興趣、操作興趣、探究興趣和概括興趣四種類(lèi)型。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣的發(fā)展總是由對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直覺(jué)興趣由低到高發(fā)展為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的概括興趣。只有形成穩(wěn)定的概括興趣，才能促進(jìn)學(xué)生全面地觀察實(shí)驗(yàn)，積極地探究實(shí)驗(yàn)。為了達(dá)到這一目的，我們要在演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上突出實(shí)驗(yàn)的鮮明性、適用性（便于操作）和可靠性，更要保證演示實(shí)驗(yàn)的安全性。不能過(guò)分夸大化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，否則不但會(huì)降低學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，而且會(huì)使學(xué)生懼怕實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而厭惡化學(xué)。另一方面學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往是以自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為中心，憑自己的興趣來(lái)觀察，例如：鎂帶燃燒是為了說(shuō)明化學(xué)變化，這一實(shí)驗(yàn)的主要目的是為了看新物質(zhì)—氧化鎂的生成。而學(xué)生往往會(huì)根據(jù)自己的興趣把耀眼的強(qiáng)光作為觀察重點(diǎn)，而忽視進(jìn)一步理解化學(xué)變化這一概念。從而造成對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察的不全面、不準(zhǔn)確，對(duì)事物本質(zhì)的理解不深刻。因此實(shí)驗(yàn)前要明確目的，實(shí)驗(yàn)中要及時(shí)、有目的地進(jìn)行點(diǎn)撥，使學(xué)生的直覺(jué)興趣進(jìn)一步發(fā)展，在此基礎(chǔ)上積極思維，獲得有關(guān)實(shí)驗(yàn)的概括性結(jié)論。

3.4 善待“反?！爆F(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

在演示和分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，難免會(huì)出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。這些反?，F(xiàn)象的出現(xiàn)正好制造了認(rèn)知沖突和失衡，為師生提供了絕好的挑戰(zhàn)機(jī)會(huì)。在教學(xué)中若能抓住這種機(jī)遇，努力創(chuàng)造條件，認(rèn)識(shí)未知，合理提出假設(shè)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，使反常為正常，正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，探素未知進(jìn)而認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)真理的絕好教材。例如：在玻璃管口點(diǎn)燃?xì)錃鈺r(shí)，火焰的顏色是黃色而不是淡藍(lán)色；木炭還原氧化銅最終得到的固體的顏色并不完全是光亮的紅色；氨水與酚酞反應(yīng)驗(yàn)證分子運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，脫脂棉反而變成紅色。創(chuàng)新首先意味著質(zhì)疑，只有在質(zhì)疑的基礎(chǔ)上才有可能創(chuàng)造。我們教師要把握這絕好的機(jī)會(huì)，點(diǎn)撥學(xué)生發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生查找資料，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣學(xué)生的認(rèn)識(shí)就比較深刻。創(chuàng)造能力得到進(jìn)一步的提升。有些時(shí)候教師還可以設(shè)計(jì)一些意料中的反常實(shí)驗(yàn)或用電腦模擬一些有危險(xiǎn)的試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)，相信會(huì)收到意想不到的好效果。

3.5 角色轉(zhuǎn)變，做創(chuàng)新活動(dòng)的組織者

在化學(xué)教學(xué)中，創(chuàng)新活動(dòng)主要以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為表現(xiàn)形式。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用知識(shí)，不僅是為了學(xué)習(xí)知識(shí)，而且是創(chuàng)新的必要途徑。美國(guó)教育家彼德克·來(lái)恩說(shuō)：“學(xué)習(xí)的三大要素是接觸、綜合分析、實(shí)際參與?！卑褜?shí)際參與看成學(xué)習(xí)的最高水平，這是因?yàn)樵趯?shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí)，容易遇到新情況和產(chǎn)生新問(wèn)題，這就是創(chuàng)新的過(guò)程。陶行知先生說(shuō)：“行動(dòng)生困難，困難生疑問(wèn)，疑問(wèn)生假設(shè)，假設(shè)生試念，試念生斷語(yǔ)，斷語(yǔ)生行動(dòng)，以此演化無(wú)窮?！痹诨瘜W(xué)創(chuàng)新教學(xué)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念由實(shí)驗(yàn)的主角變?yōu)閷?shí)驗(yàn)的組織者。讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體。教師不但有必要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，還要設(shè)計(jì)一些有創(chuàng)新意義的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為突破口，還原化學(xué)本色，提高化學(xué)創(chuàng)新教學(xué)水平。例如，在講授二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用含碳酸根的化合物和稀酸反應(yīng)。而在實(shí)驗(yàn)室中含碳酸根的化合物有CaCO3、Na2CO3等，所用的稀酸通常有稀鹽酸、稀硫酸。那么制取二氧化碳究竟應(yīng)選擇哪些原料呢？讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探索。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納最佳原料。

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析比較，很快得到最佳方案。教師要挖掘?qū)嶒?yàn)的內(nèi)涵，進(jìn)一步拓展提問(wèn)：如果在家里應(yīng)該如何來(lái)制取二氧化碳？猜想如果將大理石粉碎成粉末，實(shí)驗(yàn)速度會(huì)有什么變化？制取二氧化碳的發(fā)生裝置應(yīng)選擇哪一套裝置？這樣學(xué)生的參與意識(shí)很強(qiáng)，積極性高漲，創(chuàng)新意識(shí)和能力得到充分的培養(yǎng)。

化學(xué)作為21世紀(jì)科技發(fā)展的中心和基礎(chǔ)，孕育著巨大的創(chuàng)造機(jī)會(huì)。教師應(yīng)積極響應(yīng)課程改革，參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和優(yōu)化，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探索機(jī)理，充分發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的潛能。為學(xué)生今后的創(chuàng)業(yè)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]高劍南,王祖浩. 化學(xué)教育展望. 華東師范大學(xué)出版社,2001

[2]王錦化. 增設(shè)“微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的制作”教學(xué)內(nèi)容的體會(huì). 化學(xué)教育,1999.1

[3]畢華林,盧巍. 演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的心理學(xué)思考. 化學(xué)教育,1999.12

[4]王春. 構(gòu)建初中化學(xué)教學(xué)新模式的一些嘗試. 化學(xué)教育,2001.11