小議校內(nèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽的開展

陸象

一、開展中學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽的重要性

從學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的三個(gè)維度（知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀）上看，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅具有認(rèn)識(shí)論和方法論功能，而且具有激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式、體驗(yàn)活動(dòng)過程等多方面的教學(xué)功能。這些功能的發(fā)揮，并不是教師的實(shí)驗(yàn)演示所能解決的，它需要學(xué)生親自參與，關(guān)鍵是給學(xué)生提供動(dòng)手機(jī)會(huì)， 讓學(xué)生感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力，使實(shí)驗(yàn)成為培養(yǎng)和保持學(xué)生對化學(xué)興趣的一條有效途徑，成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的一個(gè)生長點(diǎn)，成為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的一個(gè)支點(diǎn)。

中學(xué)課本和資料中涉及很多實(shí)驗(yàn)，對于課本的實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)校普遍采取的是教師演示，學(xué)生觀察分析的教學(xué)模式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)少，動(dòng)手能力差，被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)性。而對于資料練習(xí)中的實(shí)驗(yàn)，如課本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，教師一般采取理論講解的模式，學(xué)生很難想象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解不透實(shí)驗(yàn)原理，答題效果差，以致討厭寫化學(xué)練習(xí)。換一個(gè)角度，如果將這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為一個(gè)競技類的比賽，給學(xué)生一個(gè)探究合作、交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，效果會(huì)不一樣。

二、開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽的原則

1.可行性

實(shí)驗(yàn)的目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功帶來的喜悅和成就，但由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能水平有限，過難的實(shí)驗(yàn)容易導(dǎo)致現(xiàn)象不明顯或者失敗，讓學(xué)生產(chǎn)生挫敗感。如氨氣的催化氧化實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)需要高溫高壓，操作困難，另外該實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化率比較低，不容易成功，應(yīng)該避免這樣的實(shí)驗(yàn)。

2.安全性

考慮到實(shí)驗(yàn)過程中有難以意料的意外，學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)不強(qiáng)，缺乏對實(shí)驗(yàn)意外的處理，不能做到冷靜從容應(yīng)對。在選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)該選擇風(fēng)險(xiǎn)小、易操作、可操作的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該避免爆炸性實(shí)驗(yàn)和涉及危險(xiǎn)藥品的實(shí)驗(yàn)。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)該對學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很熟悉，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，對可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況事先有準(zhǔn)備或應(yīng)對方案。

3.趣味性

化學(xué)學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生對于化學(xué)事物特殊的認(rèn)識(shí)傾向，是學(xué)生力求認(rèn)識(shí)化學(xué)事物、獲得有關(guān)化學(xué)知識(shí)，帶有感情色彩的意向活動(dòng)。若學(xué)生對化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，對化學(xué)的感受就會(huì)既敏銳又牢固。而中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能預(yù)見實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)缺乏趣味，對這樣的實(shí)驗(yàn)學(xué)生沒有興趣，缺乏主動(dòng)性。對于少數(shù)的探究性實(shí)驗(yàn)，由于教師限定實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生思維受到限制，從而不愿意主動(dòng)探究。所以，在安全的前提下，應(yīng)該選擇實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、刺激、震撼的實(shí)驗(yàn)，而且讓學(xué)生自由設(shè)計(jì)、自由探究、自由驗(yàn)證。

比如設(shè)計(jì)噴泉實(shí)驗(yàn)。

圖1圖1是資料書中最常見的一種噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。我們常常理所當(dāng)然認(rèn)為引發(fā)噴泉實(shí)驗(yàn)的方法就是打開止水夾，利用熱毛巾捂住燒瓶，放開后，形成噴泉。但當(dāng)學(xué)生用滾燙的毛巾捂住燒瓶時(shí)，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)久久才冒幾個(gè)泡，放開手后，根本沒有形成噴泉。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生產(chǎn)生深深的思考，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生感受到要挑戰(zhàn)“權(quán)威”帶來的喜悅。在這種成就感和好奇心、探索欲望的驅(qū)使下，學(xué)生對圖1進(jìn)行改進(jìn)：將燒杯改成礦泉水瓶，采用直接擠壓礦泉水瓶，將礦泉水瓶內(nèi)的水壓到燒瓶從而使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減少，引發(fā)噴泉，最終看見噴泉。

圖2同樣在圖2中，當(dāng)打開止水夾a、c讓兩種氣體混合反應(yīng)后，打開止水夾b的那一刻，紅色噴泉、藍(lán)色噴泉同時(shí)噴射而出，顏色鮮艷，對比明顯，場面相當(dāng)壯觀。

4.創(chuàng)新性

時(shí)代的發(fā)展，對人才的要求已由知識(shí)型、智能型向創(chuàng)新型方向轉(zhuǎn)變，教育也由傳統(tǒng)教育、應(yīng)試教育向素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育方向轉(zhuǎn)化。在這樣的大環(huán)境下，對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽進(jìn)行創(chuàng)新已成為必然?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新應(yīng)具備以下特點(diǎn)：新穎性、啟發(fā)性、探究性、綠色性、趣味性。通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，學(xué)生的思維得到了激勵(lì)，創(chuàng)新能力得到了提高，學(xué)生會(huì)主動(dòng)吸取和獲得知識(shí)。

比如設(shè)計(jì)氫氧化亞鐵的制備實(shí)驗(yàn)：氫氧化亞鐵的易氧化性是一個(gè)重難點(diǎn)，如何防止氫氧化亞鐵氧化也是學(xué)生習(xí)題中的一個(gè)常見考點(diǎn)，對于此類實(shí)驗(yàn)題，學(xué)生的答題情況很槽糕。

圖3是對課本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，學(xué)生用新配制的硫酸亞鐵溶液和經(jīng)煮沸處理的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，但制得的氫氧化鐵不夠白。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后推測，煮沸后的氫氧化鈉在停止加熱后又迅速溶解少量的氧，于是將煮沸的氫氧化鈉溶液改成氫氧化鈉固體；另外，用硫酸亞鐵固體溶于蒸餾水配制出來的溶液也含有氧，于是改用過量的鐵粉與稀硫酸反應(yīng)制取硫酸亞鐵溶液。經(jīng)過改進(jìn)，終于得到了潔白的沉淀并能長時(shí)間保留。這種通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，分析總結(jié)得出真理再成功運(yùn)用于實(shí)踐的經(jīng)歷讓學(xué)生充滿成就感，對學(xué)習(xí)化學(xué)充滿信心。

圖35.基礎(chǔ)性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽應(yīng)考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)中基本操作、基本技能的重要性。

如設(shè)計(jì)用3 mol/L的硫酸配制0.1 mol/L的稀硫酸溶液。

一定量物質(zhì)的量濃度的溶液的配制是高中階段的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，也是學(xué)生必須要掌握的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，課本實(shí)驗(yàn)是用氫氧化鈉固體來配制一定量濃度的稀溶液，而用濃溶液配制稀溶液，一方面可以考察學(xué)生對課本實(shí)驗(yàn)的熟練程度，另一方面，也可以考察學(xué)生知識(shí)的應(yīng)用能力和遷移能力。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，容易犯的幾個(gè)錯(cuò)誤有：遇到硫酸產(chǎn)生害怕心理造成取用硫酸時(shí)手抖；讀數(shù)時(shí)視線不正確；定容時(shí)多加水或者少加水；膠頭滴管的使用不規(guī)范、移液時(shí)玻璃棒的使用不規(guī)范。

三、開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽的形式和流程

1.開展形式

合作探究是新課標(biāo)倡導(dǎo)的一種學(xué)習(xí)方式，更適用于實(shí)驗(yàn)技能比賽?？紤]到實(shí)驗(yàn)本身的局限性，合作小組人數(shù)以三到四人為宜。一個(gè)完美的實(shí)驗(yàn)演示要求組內(nèi)成員分工明確，而且組員各有所長，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、口才、領(lǐng)導(dǎo)能力、心理素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)操作能力等；成員的選拔可以在班級(jí)內(nèi)以不同形式競選出。為更好調(diào)動(dòng)小組成員積極性及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，每一個(gè)小組有一個(gè)響亮的組名，并選好組長，且有詳細(xì)的分工計(jì)劃。

2.具體流程

（1）自我介紹

（2）實(shí)驗(yàn)介紹，包括實(shí)驗(yàn)的原理、設(shè)計(jì)意圖、設(shè)計(jì)亮點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)步驟

（3）具體實(shí)驗(yàn)演示

（4）回答教師提問

（5）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交

四、評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是通過計(jì)算、觀察和咨詢等方法對某個(gè)對象進(jìn)行一系列的復(fù)合分析研究和評(píng)估，從而確定對象的意義、價(jià)值或者狀態(tài)，是一個(gè)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)對事物的準(zhǔn)確性、實(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性以及滿意度等方面進(jìn)行評(píng)估的過程。評(píng)價(jià)應(yīng)該是全面的、公正的、客觀的。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的時(shí)候，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.小組分工是否明確，成員間是否協(xié)調(diào)、團(tuán)結(jié)

2.是否達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果

3.操作是否規(guī)范

4.設(shè)計(jì)是否有亮點(diǎn)

5.回答問題情況

6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況

五、獎(jiǎng)勵(lì)

物質(zhì)和精神獎(jiǎng)勵(lì)同樣重要。物質(zhì)上的獎(jiǎng)勵(lì)小到一支筆、一本筆記本，都能給學(xué)生帶來無限的成就感和光榮感。而精神上的獎(jiǎng)勵(lì)除獎(jiǎng)狀外，對他們的優(yōu)秀作品進(jìn)行展示宣傳，編輯成校本教材加以保存和推廣，更是對他們成績的認(rèn)可，同時(shí)也豐富校本教材，為下一屆的實(shí)驗(yàn)技能比賽提供資料，使這項(xiàng)活動(dòng)成為一個(gè)校園項(xiàng)目并不斷發(fā)揚(yáng)光大。

筆者所在學(xué)校每年都進(jìn)行這類比賽，在學(xué)生中引起很大的反響。對于學(xué)生而言，能夠參加校級(jí)實(shí)驗(yàn)比賽，有機(jī)會(huì)在教師面前展示自己的科研成果，是一件很快樂的事情。

化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過探究性實(shí)驗(yàn)，可以探究未知世界，有利于形成化學(xué)概念，理解和鞏固化學(xué)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰?。學(xué)校可以充分利用資源，為學(xué)生提供相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)，讓學(xué)生多動(dòng)手，體會(huì)化學(xué)的魅力，讓實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要渠道，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

（收稿日期：2016-04-10）