淺談美國高中化學(xué)教材實驗特點及其啟示

羅秋蕓

【摘 要】通過對美國高中主流理科教材《化學(xué)概念和應(yīng)用》中實驗特點的分析，以期對我國高中化學(xué)實驗教材的編寫及實驗教學(xué)改革有所借鑒和啟示。

【關(guān)鍵詞】美國高中;化學(xué)教材;實驗

目前中外教育正逐步加強交流與合作，一些國外教育的新理念、新方法、新思路對我國教育產(chǎn)生了重大影響。美國高中化學(xué)教材《化學(xué)概念和應(yīng)用》，是美國主流理科教材，其中實驗部分是該教材的亮點和特色?；瘜W(xué)實驗教學(xué)作為化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要陣地，而由于種種原因，長期以來，它卻成為我國化學(xué)教育中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。為此，借鑒國外在化學(xué)實驗內(nèi)容的改革成果，探討和分析該教材的實驗特點，以期對我國高中化學(xué)實驗教材的編寫及實驗教學(xué)改革有所借鑒和啟示。

一、美國高中化學(xué)教材實驗設(shè)置簡介

本套教材共有112個實驗，實驗分成4種類型，即起步實驗（21個）、迷你實驗（47個）、化學(xué)實驗（23個）和家庭實驗（21個）。起步實驗位于每一章開始，篇幅短小、步驟簡單，主要通過創(chuàng)設(shè)問題情境激起學(xué)生興趣，難度一般不大;迷你實驗一般與某個知識點相關(guān)，主要通過簡單易操作的實驗來幫助學(xué)生理解該知識點，實驗器材一般都容易獲得;化學(xué)實驗則綜合性比較強，不僅培養(yǎng)了學(xué)生觀察、測量分析數(shù)據(jù)等實驗技能，同時也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究能力以及應(yīng)用本章知識思考或解決實際問題的能力;家庭實驗則安排在附錄里面，對應(yīng)各章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，它緊密聯(lián)系學(xué)生的日常生活，實驗方式更加的靈活，讓學(xué)生通過對問題的自主探究，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識，增強應(yīng)用能力。

二、美國高中化學(xué)教材實驗特點

1.實驗選題新穎并且生活化，易激發(fā)學(xué)生興趣。

美國教材實驗大多來源于學(xué)生的學(xué)習(xí)和社會生活，無論是實驗選題還是實驗用品都注重體現(xiàn)生活化，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)就在自己的身邊，激發(fā)他們進(jìn)行實驗的興趣。如教材中《家用酸和堿》實驗用品均來自常見的生活日用品（包括指示劑），學(xué)生通過這樣的實驗不僅很好地將化學(xué)知識與生活有機結(jié)合，而且減少了在實驗過程中不必要的意外傷害，降低了實驗的危險性，學(xué)生自然學(xué)得安全、輕松、愉悅。又如一枚學(xué)生非常熟悉的小小硬幣，在教材中頻頻出現(xiàn)，不僅充當(dāng)了化學(xué)反應(yīng)物、物理測量對象、實驗器皿、物理模型等多個角色，在經(jīng)濟簡約、類比思維、激發(fā)興趣、科學(xué)探究等方面都發(fā)揮了多重教學(xué)功能，這樣的選材與設(shè)計可以說是獨具匠心。不僅如此，教材中有些實驗光是課題就能引起學(xué)生極大的興趣，如《我的早餐是用什么做的？》、《一枚硬幣上能放多少滴水？》等等。美國教材不但在內(nèi)容上難度降低，而且在表現(xiàn)方法上形式多樣，以期盡可能更直觀、更能引起學(xué)生興趣、更容易被學(xué)生理解和接受，這是他們明顯優(yōu)于我們的地方。

2.重視科學(xué)方法教育，把發(fā)展能力放首位。

美國教材大多以探究性實驗為主，運用質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，實驗程序大體按“問題—目標(biāo)—器材準(zhǔn)備—步驟—分析和討論—應(yīng)用和評估”的思路進(jìn)行。課程中滲透著自然科學(xué)的一般思維方式和工作方法，以及化學(xué)特有的思維方式和方法，它強調(diào)學(xué)生是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主人，使其像科學(xué)家那樣思考，像科學(xué)家那樣探索與發(fā)現(xiàn)，實驗內(nèi)容的選擇和設(shè)計更是形式多樣、內(nèi)容豐富、生動活潑，為學(xué)生提供了廣闊的實驗探究空間，讓學(xué)生以積極的態(tài)度面對科學(xué)，最終享受實驗成功帶來的喜悅和滿足感。如在實驗《家用酸和堿》中，教材就引導(dǎo)學(xué)生通過比較檸檬汁（檸檬酸溶液）和滴眼液（硼砂溶液）之間PH的差別，從定性酸或堿強度的比較順利過渡到定量PH的學(xué)習(xí)，大大降低了學(xué)習(xí)的難度，并指導(dǎo)學(xué)生運用變量、常量和控制手段的科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.實驗內(nèi)容突出學(xué)科間的交叉與融合，具備靈活性和開放性。

從教材中我們可以看到各種學(xué)科技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用為學(xué)科間的交叉與融合搭起了橋梁，促進(jìn)了學(xué)科間的緊密聯(lián)系與發(fā)展。例如第1章的化學(xué)實驗《探究硬幣的成分》，就注意與現(xiàn)實背景和歷史背景相結(jié)合，將美國硬幣的成分與美國經(jīng)濟關(guān)系作為實驗背景來設(shè)計，很好的將化學(xué)與物理、歷史、經(jīng)濟和生產(chǎn)等多方面聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生多角度思考問題，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。與其它學(xué)科交叉可以使學(xué)生從多方面認(rèn)識和了解化學(xué)，使原本的知識體系擴大，視野也從深度和廣度上有了很大的延伸，并給予他們想象的空間，激發(fā)他們的創(chuàng)新能力和求知欲望，有利于其全面發(fā)展。而且教材中實驗研究目標(biāo)的定位、研究方法的運用和實驗結(jié)果的表達(dá)有著較大的靈活性，問題設(shè)置的開放性和學(xué)生間的合作交流，都有利于發(fā)揮學(xué)生的個性特長和才能，形成開放的學(xué)習(xí)過程。

4.重視實驗安全，凸顯人文關(guān)懷。

教材中的實驗安全規(guī)則、安全警示圖標(biāo)、彩圖和安全提示等方面內(nèi)容相互聯(lián)系、相互作用，共同構(gòu)成統(tǒng)一的實驗安全教育知識體系，具備系統(tǒng)性、規(guī)范性、可操作性和連續(xù)性，同時也體現(xiàn)了人性化、形象化的設(shè)計理念。教材將實驗安全教育內(nèi)容滲透在實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中，每個實驗步驟前，都通過安全示意圖把基本的安全操作方法以彩色圖示的形式，形象地展示給學(xué)生，并指出該實驗危險性操作的所在，使學(xué)生在任何時候都可以主動地去認(rèn)識和理解各方面應(yīng)注意到的安全問題，不僅了解到安全問題帶來的后果，而且也知道怎樣去預(yù)防和處理這些問題，這充分透露出對學(xué)生濃濃的人文關(guān)懷，減少了學(xué)生的恐懼心理，在做實驗時變被動為主動，有利于他們在實驗過程中發(fā)揮創(chuàng)造力。

三、對我國高中化學(xué)實驗教材編寫及教學(xué)的啟示

1.貼近生活。我國高中化學(xué)實驗教材偏重于學(xué)術(shù)特色，與實際生活聯(lián)系甚少，學(xué)生對實驗器材的不熟悉或不感興趣，造成學(xué)生對實驗的不投入。為此，教材應(yīng)開發(fā)一些能與學(xué)生的生活實際密切聯(lián)系的實驗，讓學(xué)生體會到生活中處處有實驗題材。如用日常生活中的物品做實驗，或發(fā)動學(xué)生對我們現(xiàn)行實驗中的器材予以改進(jìn)，使之日常化。這樣學(xué)生與實驗間的距離拉近了，成就感也明顯加強，必能取得很好的教學(xué)效果，而且這樣不僅提高了學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力，也能使理論與實際相結(jié)合，起到用實驗室器材做實驗達(dá)不到的另類效果。

2.貼近學(xué)生，讓學(xué)生玩得有趣。增強教材的親和性可以讓教材富有人情味，讓學(xué)生對實驗更感興趣。另外，還可以使學(xué)生在做實驗時思維處于放松的狀態(tài)，有利于創(chuàng)造性思維的迸發(fā)。我國實驗教材的學(xué)究味較濃，顯得高高在上，讓學(xué)生有距離感。為此，我們應(yīng)學(xué)習(xí)美國教材貼近學(xué)生的特點，改變過于嚴(yán)肅和板著面孔說話的面貌，讓學(xué)生對實驗更喜愛。如可以創(chuàng)設(shè)各種實驗情境，將實驗與職業(yè)生涯教育相結(jié)合，這樣做不僅可以讓學(xué)生實驗起來更生動活潑，也讓學(xué)生通過實驗了解到社會上有哪些職業(yè)與化學(xué)有關(guān)，培養(yǎng)他們的職業(yè)興趣。

3.注重能力培養(yǎng)。教材設(shè)計不必“面面俱到”，更應(yīng)該做到“點到為止”，實驗過程中的問題設(shè)置要具備開放性，并沒有標(biāo)準(zhǔn)的唯一答案，以此鼓勵學(xué)生大膽的去學(xué)去創(chuàng)新，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。“授人以魚不如授人以漁”，應(yīng)將以學(xué)生為中心、實用、個性發(fā)展、注重能力的教學(xué)理念貫穿始終，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，在實驗過程中不僅使學(xué)生掌握知識目標(biāo)，還實現(xiàn)多維教學(xué)目標(biāo)，努力做到滿足學(xué)生終身發(fā)展的需求，讓他們在學(xué)習(xí)化學(xué)的同時獲得對其他學(xué)科的真正理解，提高其綜合素質(zhì)。

4.注重實驗安全。將實驗安全教育內(nèi)容編入教材，在每個實驗環(huán)節(jié)中通過彩色圖畫把規(guī)范、安全的操作方法更直觀的顯化出來，并豐富實驗安全教育資源，使安全意識教育成為化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分。教材設(shè)計應(yīng)關(guān)注學(xué)生個體的身心發(fā)展，切合中學(xué)生的認(rèn)知心理，特別注重學(xué)生實驗過程中的人身安全保障問題，使之更人性化、形象化，將實驗安全教育內(nèi)容與實驗教學(xué)內(nèi)容融為一體。在此我們更應(yīng)借鑒美國教材中將實驗微型化、綠色化的做法，為保護(hù)我們共同的環(huán)境盡一份綿薄之力。

當(dāng)然，我國教材也有自身優(yōu)點，比如對實驗精度的要求較高，較重視實驗操作規(guī)范和實驗誤差等等，這些都有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。但是如何使得我們的高中化學(xué)實驗教材更科學(xué)、更完善、更系統(tǒng)，都值得我們每一個化學(xué)教師進(jìn)一步去思考。

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