重视实验技能培养 引领学生成长
【摘要】新课程背景下的苏教版化学教材，化学实验的目标、方式、内容等方面有了较大的转变。为尽快适应这种转变，本文通过新教材实验设计特点和教学策略的探讨，达到在实验中培养和发展学生的观察能力、描述实验现象的能力、对实验问题的思考分析能力等目标，真正让实验更好地配合学生的主动学习，师生一起成长。
【关键词】实验技能 学生 成长
化学是一门以实验为基础的学科，实验具有直观性，以多变的实验现象吸引着学生的注意力，刺激着学生的感官，极大地提高学生学习化学的兴趣。化学课程标准中明确指出，化学实验有助于创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。新课程背景下的化学教材中化学实验的方式、内容等有了较大的转变：从只注重培养实验操作能力向培养实验思维能力和操作能力并重转变，从以往为“教”设计向为“学”设计实验转变，从以往教师垄断实验方案的设计向帮助、指导学生参与实验方案的设计转变，真正让实验更好地配合学生的主动学习，培养学生的创新能力。本文拟就苏教版《化学必修1》（以下简称“新教材”）中的实验设计特点和教学策略做一些粗略的探讨。
一、认清设计特点，把握实验教学方向
笔者仔细对比分析了新教材与高一旧教材上关于实验教学部分的内容，发现新教材在实验教学设计方面具有鲜明的时代特色，充分反映了新课程的理念。认清教材在实验设计上的特点，从而把握实验教学方向，在日常教学中加以落实。
1、实验方式的多样性和生活性
新教材中把常见的教师演示实验、学生基本操作实验、验证性实验等基本实验形式内化成“观察与思考”、“活动与探究”和“交流与讨论”等以学生活动为主的不同功能的教材栏目。“观察与思考”展示的实验蕴涵深刻化学道理，帮助同学们开启忽而学思维；“活动与探究”引领同学们积极投身实践活动，在“做中学”的自主探究中享受发现的快乐；“交流与讨论”引导学生展开讨论，为充分表现大家的聪明才智和丰富的想象力提供机会。
新教材在实验选材上，强调了STS课程设计思想，选材注重联系生产、生活、社会实际和具有实用价值方面，主要加强课程与社会生活和科技新成就的联系。因此，新教材中粗盐提纯、氯气漂白鲜花、碳酸钠除油污等贴近生活的实验。这些实验取材方便、操作简单、现象明显、学生易于自主、独立地完成，能有效地诱发学生热爱化学的情感，引导学生解决生活中的一些化学问题，激发学生动手实验的积极性。
2、实验教学的探究性和情感性
新教材在验证性实验中增加了探索和研究的成分，以促进学生科学探究能力的形成。探究性实验相对于验证性实验，要求教师在实验教学中加强启发、引导，在实验教学中应鼓励学生大胆探究，坚持实事求是的科学态度，为今后的学习和工作打下扎实的基础。能养成学生批判地吸收教科书知识的习惯，培养学生发现问题积极探索的精神；更能培养学生的逻辑思维能力；学生能更深入地以识科学的本质特点，加深对生物学知识的理解，超越现有知识，也有助于培养学生的科学态度和创新精神。
新教材从中学生的认知特点出发，把一些抽象的理论、比较难掌握的操作用生动活泼地图画展现出来，形象直观、富有启发性，帮助学生理解、模仿、减少理论学习的枯燥感觉，从而激发学生的学习兴趣和参与精神，是新教材又一实验特色。同时，新教材中实验的探究成份大大增加，这就要求我们教师在教学中必须有机渗透情感教育，力求营造一种和谐、民主的情感氛围，进一步激发学生学习化学的兴趣。树立师生平等的观念，为学生创设一个宽容。亲切的环境，给学生探究的机会，鼓励学生积极探究，维护学生的个人自尊心，同时允许学生探究失败。
3、实验实施的协作性和安全性
新教材实验教学倡导合作性学习方式，由于学生之间存在知识、习惯、心理、能力等方面的差异，因此应合理搭配，使实验能力强的学生得到更大进步，同时也使实验能力相对弱的同学，得到及时的辅导和帮助，成为善于与人合作，具有团队精神的学生。新的教学大纲也指出：实验教学中要强化安全意识。演示实验是在课堂上做的，教室里学生多，实验一定要注意安全，新教材在这方面也充分注意到了。新教材取消了可能存在安全隐患的实验，譬如金属钠与水反应得到氢气的燃烧等实验。
4、实验评价的发展性和过程性
新课程倡导发展性评价，特点为过程性，重在促进评价对象的转变与发展，使评价日常化。在实验教学中也体现了上述评价特点，重视对学生实验设计方案、探究活动过程的记录和评价。在进行实验和观察等多项活动后，学生采用自评、互评、教师评定等多种方式进行参与意识、合作精神、操作技能、探究能力的评价，最后落在促进学生发展的出发点上。
同时，新教材注重“环保性”。课本主编“写给同学们的话”中指出“为了保卫地球、珍惜环境，化学家们开创了绿色时代”， 加强环保意识教育，宣扬“绿色化学”理念。
二、领悟设计意图，增强实验教学效果
实验教学在培养观察能力、实验能力、巩固知识、获得技能、培养科学态度和训练科学方法等方面具有独特的作用。在教材中的实验也都是以此为目的所设计，但不同的实验其目的性又会有所不同。只有理清每一个实验设计的意图，才能在的教学过程中有针对性地培养学生某方面的实验能力，达到更好的教学效果。譬如以下的几个实验的设计中贯穿了一些实验思想和科学方法。领悟了设计者的意图，才能够在实验教学中将这些思想和方法更好的教授给学生。 氯气是一种典型的活泼非金属单质，教材为了说明这一点，选择了Na、Fe、Cu三种金属与其反应。为什么选择这三种金属呢？笔者认为：一方面，Na、Fe、Cu活动性依次在减弱，更好的说明Cl2不仅能和活泼金属发生反应，也可以和较不活泼的金属反应，并且把变价金属铁氧化生成高价的氯化物，充分体现了Cl2的活泼性；另一方面，Na、Fe、Cu是必修1中将重点学习的金属，，讲解Na、Fe、Cu知识时，很自然的联系氯气，从而把金属的性质和非金属的性质有机结合在一起，构成一个完整的无机化合物知识网络。
例2：P18交流与讨论：物质的分离和提纯
实验方案的设计：①分离少量氯化钾的硝酸钾；②提纯含少量氯化镁和泥沙的粗食盐。联系前面的过滤分离方法，我们可以发现，此实验的目的是要引导学生根据溶解度的差异来选择对固体物质进行分离和提纯的实验方法。
表1 物质的分离和提纯：
例子 溶解度差异 方法
泥沙和食盐 很大，泥沙难溶于水，而食盐易溶 物理方法：过滤
氯化钾和硝酸钾 都易溶，但随着温度的变化有一定的差异 物理方法：结晶
氯化镁和氯化钠 差异很小 化学方法：将一种物质转化为另一物质，将两者的溶解度差异拉大
把握了溶解度差异这样的一条主线，学生对分离固体物质就可以举一反三，选择方法一清二楚。
三、注重观察引导，提高实验描述能力
化学实验能同时以声、光、色、味等多种渠道，大容量地提供生动的信息，引发学生的学习兴趣，从而激起探究的欲望。学生的这些强烈的动机，浓厚的兴趣，热烈的情感所形成的非智力心理优势，会极大地帮助学生的学习。
1、培养学生观察实验现象能力。
在实际教学过程中，不少学生对实验的兴趣仅仅体现在“现象好看，操作好玩”的层面上，在观察实验时，他们只注意看“热闹”， 没有明确的观察目的，难以抓住实验的关键，其结果就难以得出完整的实验结论，这时候，教师有意识地把实验所带来的直觉兴趣引导到化学变化的因果关系或对实验本质的研究上来，让学生看出“门道”，有目的地激发和培养学生持久的认知兴趣，使之不仅成为做好化学实验的动力，也成为促进学生心理品质良好发展的重要因素。
例如：实验“金属钠与氧气的反应”，如果仅仅是教师在讲台上演示，学生往往只注意到：钠燃烧了，发出火光了，但是没注意到“钠熔化的过程，钠发出光的颜色”，这样达不到实验目的，所以应当改成学生分组实验或运用投影仪等设备，让学生看清楚所有的变化过程。如果学生观察后的回答还是没有抓住要领，可以重复实验，第二次实验前提示学生金属钠的变化过程、光的颜色这两个观察点，让学生充分观察实验现象，提升观察能力。
2、提高描述实验现象能力
在有效观察实验的基础上，学生在实验现象的描述上也存在一定困难。主要原因是学生没有搞清它们之间的区别，混淆化学概念，在描述实验现象时就容易出现张冠李戴。
如 “烟”与“雾”、“浑浊”与“沉淀” 、 “光”与“火焰”、“溶解”与“熔化”等概念，这需要教师在平时的实验教学过程中多加指导，对这些概念进行比较，并举出一些具体的例子加以说明。如“烟”与“雾”：固体小颗粒分散到气体中形成的是烟，Na与Cl2反应生成白烟；而小液滴分散到气体中形成的是雾，H2在Cl2中燃烧生成白雾。“浑浊”与“沉淀”的区别：浑浊是由于沉淀或沉积物而混浊不清，沉淀是把溶液中不易溶解的物质沉到溶液底层。如：把CO2通入到澄清石灰水中的现象是变浑浊而不能描述成沉淀，AlCl3溶液中滴加氨水现象是产生白色胶状沉淀。“光”与“火焰”的区别：气体、液体燃烧一般产生火焰；固体直接燃烧一般发光或火星。所以我们在描述Na燃烧时的现象应该是发出黄色的光，而氢气在氯气中燃烧是发出苍白色火焰。
四、加强学法指导，提升实验探究能力
新教材的实验大多数是验证性实验，这符合高中学生的认知水平，适合教学的需要，但是新教材在验证性实验中增加了探索和研究的成分，也增加了探究设计实验，锻炼学生的逻辑思维能力，培养学生积极探索解决问题的精神，加深对知识的理解，超越现有知识，促进学生科学态度和创新精神形成。
表2 “实验探究”教学模式的教学程序四个环节：
教师活动 展示课题 提供素材 启发点拨 评价结论
学生活动 兴趣目的 提出问题 实验探究 应用创新
设计意图 创设情景激发学生的学习兴趣和动机 创设条件培养学生思维能力、学习能力 自主实验培养学生动手能力、探究能力 迁移应用培养学生应用能力、创新能力
例3：P52活动与探究：设计区别碳酸钠和碳酸氢钠实验方案。
书本给出了碳酸钠和碳酸氢钠性质比较表格，包括水溶性、溶液酸碱性、热稳定性、与酸反应等。学生可以设计出以下方案：
一、各取相同质量的固体于试管中加适量水溶解，溶解度大的为碳酸钠。
二、配成相同浓度的碳酸钠及碳酸氢钠溶液，用pH试纸测其pH值，pH值相对大的是碳酸钠；相对小的是碳酸氢钠。
三、各取少量固体于试管中加热，将导气管伸入装有少量澄清石灰水的试管中，若看到澄清石灰水就浑浊，说明是碳酸氢钠；若无明显现象，说明是碳酸钠。
四、各取相同量的固体于试管中加适量水溶解，再同时加入相同浓度相同体积的盐酸，若反应更剧烈的是碳酸氢钠，反之则是碳酸钠。
保证学生有充裕的时间和空间探讨分析，把部分学生思考出来的方案展示出来进行交流，鼓励他们自行讨论、评价、完善，培养同学之间的合作精神。老师则多倾听学生发言，肯定他们的成绩和进步，他们研究问题的兴趣和积极性。实验探究以学生方案为主体，但同时教师引导鼓励学生发散思维，如利用水溶性比较的方案一，可以换成各取相同质量的水，加入两种固体，所溶解固体质量大者为碳酸钠。
实验探究过程是开放的，学生是学习的主人，教师是这种实验探究活动的引导者、组织者、促进者，这就对教师提出了更高的要求。首先是提高教师自身专业素养。教师的业务水平必须不断提高，才能给学生的设计方案指导、评价。其次是提高教师自身的心理素养。在探究设计中，学生的发展肯定是不平衡的，为学生创设一个宽容、亲切的环境，为暂时滞后的同学学生多提供咨询和辅导，引导他们运用自身的知识结构进行思维和探究，不断提高研究问题的积极性，及时达到基本的学习目标；指导研究能力较强的同学将研究性学习延伸到课外的实践活动中去，勇夺科研成果。
五、机智处理 “意外”，拓展实验分析能力
化学课堂是动态生成的，化学实验又具有不可预设性，当实验现象与教材发生冲突时，不能故意掩盖发生事实，篡改实验数据，这样只会挫伤学生学习的积极性，降低学习兴趣。应当通过恰当的方法，引导学生思考为什么会出现和我们预设异常的情况，如实地与学生一起对“失败”原因进行讨论、分析。让这些节外生枝的的问题发挥出价值，巩固和拓展知识，成为意外的精彩。
例如：在演示金属钠在氯气中燃烧的实验时，出现了大量黑烟。学生顿时表现出惊奇不解。因为教材上明确指出钠与氯气燃烧出现的是应该是大量的白烟。怎么办呢？教师可引导学生思考：金属钠是如何保存的，再让学生分析实验中出现黑烟的原因。学生就能反应过来：金属钠是保存在煤油中的，刚才取用的金属钠表面沾有不少煤油，煤油燃烧，导致黑烟的出现。然后再可以重做一次实验，认真用滤纸擦干钠表面的煤油，结果钠在氯气中燃烧时产生白烟。通过两次实验的对比，学生对钠的性质会有进一步的认识，教师也化解了尴尬，促成了课堂的精彩。
再如：在做铝与盐酸反应时，将几小块铝片加入试管，再加入5mL盐酸，几乎没有反应，过了一段时间，才开始出现气泡。这与学生想象中的活泼金属与酸的反应现象似乎不一样。这时，教师可以引导学生思考铝片表面是什么？学生很快能答出铝片表面已被氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，必须将这层氧化物除去以后，铝才与盐酸反应。
六、成效和思考
经过一个学期的实验教学策略实施，学生提高了实验观察能力，能够正确描述实验现象，初步掌握了探究实验的切入口，能独立设计出实验方案，解决具体的化学问题。“实验探究”模式的应用，让学生主动地完成教材上的探究内容，并能主动寻找周边环境中的化学问题立题探究，理论联系实际，从而进一步提高学习化学的兴趣。笔者将在今后的教学中，进一步领会教材意图，建构实验知识网络，引导学生由学会探究向乐于探究转型，成为掌握解决问题的基本方法，并有较强的实验、实践能力的民族创新型人才。
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