高中化学实验教学有效性的探索论文
摘要：
随着新课程改革的深入，实验在化学中的地位逐渐提高，教师对实验也相应地重视起来。但仍然存在实验教学低效或无效的行为，针对这种行为，笔者对实验教学的现状进行了认真的调查与分析，并在新课程教学中如何提高实验教学的有效性，从以下几方面进行了一些有效的探索和尝试。
关键词：化学实验 有效性
新课程的化学是一门以实验为基础的学科，在化学课本中有大量的实验，实验教学是化学教学中不可缺少的重要组成部分。我国著名化学家傅鹰先生曾说过：“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭”。因此，如何进行有效的实验教学，是非常重要，也是非常必要的事情，这关系到实验的真正教学效果，同时，也是对学生从知识、能力、情感态度体验等方面进行教育的良好机会。然而，在实验的教学中，目前存在的一些与新课程不协调的低效或无效的行为，导致学生对实验的兴趣下降。基于此，笔者对实验教学的现状进行了认真的调查与分析，并在新课程教学中也对实验教学的有效性进行进一步的探索和尝试。
一、化学实验教学的现状分析。
实验教学中低效或无效的的行为，主要有以下几种情形：
1、部分教师对照考纲的必做实验，是一支粉笔、一张嘴，从目的、原理、步骤、实验的注意事项等在黑板上画实验、讲实验，学生听实验、背实验。意识滞后是根本原因，有些教师认为中学阶段，不是搞科学研究，学生做不做实验妨碍不了多大事情，只要不影响考试成绩就行，他们对学生实验不予重视，带有应付心理。
2、部分教师做实验时按课本照方抓药，缺少趣味性。
3、部分教师对某些实验采取回避的方式。是由于有些实验对试剂浓度、用量、滴加顺序、温度等要求严格，不易成功，或是由于反应物有毒或实验过程产生较多的有害、有毒物质。
4、实验成功率不高，就拿进课堂里去做。由于教师没有预先多做几次，以取得成功经验，就匆忙拿进课堂去演示，在学生面前出现失败的尴尬局面，只好东拼西凑地找些原因解释。
5、实验与生活脱节，缺乏学习的价值体验。
6、完全用计算机演示代替化学实验，一张接一张的投影片和动画播放，进行“电灌”，化学实验中的多种新鲜感觉只剩下视觉和听觉，实验的真实性大大打了折扣，学生对实验本身的体验几乎相当苍白。
7、在分组实验教学时，只管让学生信马由缰地实验，而没有指导、交流、反馈和总结，绝大多数教师强调了学生的“自主学习”，却忽视了教师的主导作用；注重了学生的过程学习却忽视了方法的指导，这就使实验带有很大的随意性和盲目性。
二、对化学实验教学的有效性的思考与实践探索。
（一）更新思想观念，提高自觉执行新课程实验的意识。
首先，加强对新课标、新理念、新方法的学习，了解新课程对实验教学的新要求，提高对实验教学的思想认识，充分认识到实验教学在实施以“培养学生创新精神和实践能力”为核心的素质教育中的重要作用。其次，刻苦钻研业务，提高自己的实验技术水平。在实验教学中，对于新课程中规定要开设的实验应该进行合理地划分：明确哪些实验利用现成器材是可以开设的；哪些需要适当的改进等，并按照教学计划，教学进度，实验器材获得的难易程度，进行合理的规划，从而确保实验教学顺利和有效地进行。
（二）做好典型实验的分析，让学生触类旁通。
根据新课程标准，化学就实验内容来说可归为以下几种类型：有关制取实验、性质实验、生活实验、阐明概念定律实验、定量计算实验等。而每类实验的原理、装置、操作都有规律可循，因而应做好典型实验，实验后注意实验的归纳反思，使实验目的更清晰，效果更优化，再由典型实验引导、培养学生的实验能力，将知识技能内化。如在学习实验室里用浓盐酸和二氧化锰混和加热制取氯气时，我先让学生回忆实验室里制取氧气的实验，归纳总结出下述操作内容：仪器的选择、连接和固定、装置气密性的检查、药品的取用、加热方法、气体的收集和放置等。对这些操作的知识，理论根据尤为强调。然后引导学生得出制取氯气的发生装置、收集方法等。在学习《氨气的实验室制法》《乙烯的实验室制法》时进一步巩固气体制取实验的'有关设计思路、操作等。
（三）让学生参与演示实验，培养动手及参与探究的意识。
学生是课堂的主体，更是化学实验中的主角，他不应是被动的、消极的知识接受者，而应是主动的、积极的知识的探究者。而作为教师，应该为学生创造更多的动手机会，其中课堂上让学生大胆的动手做演示实验是的一种较好的方法，前提是课前在老师指导下反复练习，确保实验成功。由于学生参与课堂演示实验，课堂气氛变得宽松、活跃，学生观察实验的注意力更加集中，同时也关心着同伴实验成功与否，哪些学生能荣幸上台演示？教师可根据实验类型与难度挑选学生，既可以作为对学习上有明显进步学生的奖励；也可以作为成绩欠佳而动手能力较强学生的鼓励；更可以推选优秀学生作为同学们学习的榜样。此方法的优点是比较注重学生的个体差异，能照顾到不同层次的学生，有利于使每个学生得到充分地发展，尤其是后进生，当他们被鼓舞、被信任、体验到成功的愉悦时，他们才有更大的积极性，才有可能学得更好。事实上多数的教师演示实验可以让学生来做，如：盐溶液的酸碱性、金属与酸或碱的反应、镁带在二氧化碳中的燃烧等。
（四）合理改进和设计实验，激活学生的思维。
由于种种原因，教材中的部分实验效果不尽人意，如有些实验现象不明显或反应过程中有害、有毒气体泄漏等。为此，我以这一点作为突破口，对实验进行合理的改进和设计。
1、实验的简单化。
教材中的有些实验，操作复杂，实验不宜成功，只要稍作分析，略加改进，就能达到化繁为简且实验现象明显的效果。如关于氨气易溶于水的 “喷泉”实验，若按教材中的实验要求，先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气，用干燥的烧瓶收集，再按教材中“喷泉”实验装置进行实验。特点是：一是反应速率较慢，二是操作较麻烦，所以实验效果往往不理想。为此我分析了实验失败的原因，又重新研究了该实验的要求，所用药品的性质，提出了简捷有效的改进方法：即先在圆底烧瓶中加入2——3毫升浓氨水，然后摇晃烧瓶并加热烧瓶收集氨气，立即演示“喷泉”实验，实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。
2、实验的趣味化。
兴趣是激发学生学习的最大动机，是促进学生参与学习的前提。课本上的一些演示实验往往现象不明显或缺少趣味性，若稍动一下脑筋，就可以搞出与书上的实验相近，但又不同于它的非常有趣的一种新式实验结果，学生通过看得见、感受得到的形象生动的演示结果，会产生强烈的认识冲动，并形成最佳的心理状态，这时他们的注意力、观察力和学习的积极性都会有明显地提高，就会由被动学习变为主动学习。
再经过教师的讲解和自身的积极思考，能很快掌握有关的知识内容。如过氧化钠与二氧化碳反应实验，在小U型管里放入2小块石灰石，滴加2毫升稀盐酸，立即有气体生成，用燃着的木条靠近U型管—管口，木条熄灭，在U型管另一管口（管口预先塞一团玻璃棉，上面撒上半药匙过氧化钠），用带火星的木条检验反应后产物，木条便复燃起来。改进后的优点是操作简便，效果明显，实验趣味性浓，唤起了学生强烈的求知欲，使他们能积极地参与到教学活动中来。再如，浓硫酸与蔗糖反应，可通过“引蛇出洞”的趣味性实验，吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣和动力。实验操作改进如下：将蔗糖放入大试管中，向其中注入浓硫酸，用玻璃棒搅拌，再用少量水调成糊状，玻璃棒搅拌并往外牵引。其结果是：注入浓硫酸后，蔗糖变黑，再用少量水，体积膨胀，像一条“黑蛇”一样被玻璃棒引出来，同时放出大量热，产生有酸味、刺激味的气体。当学生观察到生动有趣的实验现象时，产生了强烈的探求欲望。
3、实验的生活化。
随着新课程标准的实施，“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的实验思想，已深入人心。我们在研究实验时，注重因陋就简、就地取材、废物利用，不单为学校节约了开支，而且由于取材为学生所熟悉，使他们感到化学知识就在我们的生活中，体会到学习的真正价值，从而提高学习的积极性，使学习效果达到最佳。具体做法：
①引导学生做日常生活中的小实验，如“衣服污迹处理”、“棉线和毛线的鉴别”等。
②组织学生收集或制备一些常用化学试剂，如从废干电池中收集锌、铜、石墨、二氧化锰等，从旧电瓶中回收稀硫酸等。
③启发学生自己收集生活中的废旧制品（如眼药水瓶、注射器、纯净水塑料瓶等）制作化学实验代用品，并用自制的代用品做化学实验。例如铜与稀硝酸的反应，产生的NO会立即与氧气反应生成NO2，不易观察现象，且产生有毒气体。我鼓励学生针对这些问题进行改进，他们通过联系有关知识、查阅相关资料并讨论其优缺点，最后将书中的实验改为注射器实验：事先将螺旋好的细铜丝放入注射器中，吸取稀硝酸，让反应在注射器中进行，产生的气体可以将注射器的活塞顶起，由于注射器内无空气，可以观察到无色的气体，抽动活塞，让空气进入，明显的观察到气体的颜色变化，此时迅速将气体注入足量氢氧化钠溶液中。改进后的实验，不仅实验现象明显且极大的减少了有毒气体的排放。
4、实验的微型化和绿色化。
创造条件让学生多动手做实验已成为众多化学教师的共识，但由于学生实验准备工作量大，药品耗用多，实验开支大，且实验过程中，往往会产生有害有毒的物质，因此开展微型实验（其特点是：仪器小、耗药少、携带方便、操作容易、安全性高）就显得很有必要，不但给实验准备工作减少了麻烦，节约了实验经费，而且还有利于减少环境污染和保护学生的身体健康。微型实验仪器可以是实验室里的常规仪器，也可以是生活中的一些物品或废弃品，如：
①培养皿，可进行气体性质实验和溶液之间互相反应的实验。
②表面皿，可作为具有颜色变化或沉淀生成实验的反应容器。
③注射器，具有密封性好、透明、标有刻度等特点，可准确地计量体积、可进行简易密封实验等。
④点滴板，在多种离子性质的实验中，除了少数需要加热的反应和观察产生气体的实验以外，都可在点滴板中进行。
⑤透明药粒包装片，药粒用完后，扯掉密封箔，就相当于简易透明的点滴板。例如在氯水的性质实验时，可采取每桌发一个点滴板、几只塑料滴管和少数几瓶相应溶液的方法就能进行实验。再如铜与浓硫酸反应，生成的二氧化硫是有毒的气体，针对此实验我设计问题：如何使实验操作简便、现象明显，且环境污染又少？通过讨论，最后得出：用具支试管代替试管，塞上橡皮塞，用螺旋好的细铜丝代替铜片，并穿过橡皮塞，用橡皮管将具支试管与球形干燥管（靠近具支试管一端塞上蘸过品红溶液的棉花，另一端塞上蘸过氢氧化钠溶液的棉花）连接起来。改进后的实验既可通过抽拉细铜丝的方法随时控制反应的进行，又可通过观察品红溶液的褪色，说明有二氧化硫气体生成，还可通过氢氧化钠溶液对二氧化硫的吸收减少环境污染。同样，浓硝酸与铜反应的实验也可选用此装置进行。
由此可见，实验的改进，能使学生体会到如何利用化学基本原理来重新设计、改造、组合多种仪器装置，以满足不同规格的实验操作要求。这种灵活运用知识的过程，对活跃学生的思路，激发他们的创造性将起积极的作用。
（五）开展边教学边实验，激发学习热情。
将部分演示实验、学生实验改为边教学边实验，使学生能够获得亲自参与研究、探索实验的体验，有利于激发学生的学习热情，培养学生的发现问题和解决问题的能力。这种实验形式是学生通过自己的观察和思考来获取新知识，与教师先讲完理论之后，过几天再做学生实验相比，由于这是学生通过自己动手来“首次”观察可能的现象，他们有较强新鲜感受和兴奋点，探索问题的欲望十分强烈，效果更加明显。适合在课堂上开展边教学边实验的基本条件是：
（1）有适合于学生在课堂上操作的小型、便携、易掌握、能快捷装配的实验仪器。
（2）取药品方便，实验安全，试剂用量少，产生的废液少，几乎没有毒气污染。如氢氧化铝的两性、盐溶液的酸碱性等实验都可开展边教学边实验。
（六）借助多媒体进行实验教学， 提高实验效率。
多媒体教学是一种现代的教学手段，它是利用文字、实物、图像、声音等多种媒体向学生传递信息，能够极大地丰富课堂教学，促进学生对知识的理解和记忆，培养学生的各种能力，提高了学生的素质，从而大大提高了教学效果。
借助多媒体，将一些重要的、实验现象不明显的或在现实实验环境下难以完成的实验，进行模拟，既能弥补常规实验仪器的不足，又能吸引学生的注意，充分调动学生的各种感官刺激，使他们在最短的时间内获得更多的知识，很好地理解教学中的重点、难点，从而取得更好的实验教学效果。利用计算机的模拟具有化小为大、化远为近、化快为慢、化慢为快、看不见变为看得见、抽象变为具体等优点，从而使学生很快地理解知识。如电解的原理是通过微观粒子的运动变化情况来解释宏观发生的现象，内容比较抽象，我采用了先进的教学媒体计算机，用计算机模拟了一个电解池的装置，在电解池内的氯化铜溶液中绘出几个带有颜色的圆球，蓝色的代表铜离子、绿色的代表氯离子（当然氯离子是没有颜色的），然后让这些圆球动起来，先是离子的无规则运动，继而是通电后的阴阳离子向两极的定向运动，紧接着是离子到达电极上的放电过程，氯离子失出电子变为氯原子结合成氯分子，电极上产生了气泡，铜离子得到电子变为铜原子，屏幕上析出铜的电极颜色逐渐变为红色且逐渐加深，当氯离子失去的电子通过导线移向另一个电极时，微机发出“嘟嘟”的响声，十分形象、生动，学生看了个个兴趣十足。另外对于一些危险的、有毒的、复杂的、多次重复的等实验用计算机进行模拟实验也是可行的，甚至是必须的。
（七）组织课外活动兴趣小组，促进教师和学生自身的发展。
组织兴趣活动小组成员，进行如下工作：
①参与学生实验的准备工作，如配置药品溶液、仪器准备等。
②让他们预先试做实验，分析实验，这样在学生实验课堂教学过程中可以帮助指导其他同学顺利完成实验任务。
③让他们开出学生实验课中实验结果不够理想的不成功实验的补做实验，对这些实验进行认真分析，讨论改进实验的方法。
④让他们自行设计实验研究、自制教具、小发明、小制作等。通过这些工作的开展，有利于促进教师和学生自身的发展。
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