农村中学化学实验教学过程与方法的研究

中期研究报告

                                          执笔人    蔡春梅

一、  课题简介

（一）研究背景

高考实验能力的培养随着全国基础教育改革的不断深入，使学校这一教育基地在培养人才的任务上显得日益重要。而高中作为义务教育和高等教育的过渡阶段，培养人的素质和能力则更为重要，从高考的要求中即可见端倪：“高考化学就必须以化学知识和技能为载体，向能力测试倾斜”。化学作为自然学科的一个分支，依据教学大纲在教学中应培养的能力为：观察能力、实验能力、思维能力和自学能力。在高考中化学考试能力目标为：对自然科学基本知识的理解能力、设计和完成实验的能力、读懂自然科学方面的资料、对自然科学基本知识的应用能力。自然科学是一门实验性科学，科学概念、原理和规律都是由实验推导和论证的。从上述三个角度来看，高中化学教学中培养学生的实验能力应是学生能力培养的重点。从教材来看，自然科学的重要知识常伴有实验是现行高中教材的一个重要特点。教学过程中的实验不仅有助于加深学生对自然科学概念、原理和规律的理解，实验能力也是学生将来从事科学研究、进行“研究性学习”的基础。

(二) 课题研究有关概念的界定

1实验教学: 在教学过程中大量使用多媒体,实物模型等现代化仪器辅助教学。这种教学的好处就是直观易懂,富有兴趣,比呆板的讲解丰富,同学接受知识也比较容易和深刻。

2．过程与方法：是《化学课程标准》提出的课程目标的3个领域之一。在“过程与方法”领域中，不仅包括化学学科方面的认知过程和方法，而且适当拓展到科学探究的过程和方法，拓展到认知过程中人际交往过程与方法。

（三）本课题研究的内容

1.挖掘生活中的探究活动。让实验源于生活，服务生活，充分调动学生的情感，让化学知识走进生活。

2.根据学校配备，做好演示实验。

3.根据学校配备，设计学生实验。

4.对传统实验创新。

5．寻找传统教学与多媒体教学的最佳切合点，正确利用多媒体资源，对浩如烟海的知识信息加以经济有效地利用，掌握浏览信息，获得知识的方法，识别、收集、利用和编辑可获得的信息，以提高教师的教和学生的学的效率。

（四）本课题研究思路和方法

文献研究法：收集各类期刊、出版物中农村中学实验教学的研究，认真研读，制定方案，了解目前国内外研究现况。作为学习理论、收集信息的主要方法。其中信息资料主要来源于教育理论书籍、报刊杂志以及网络下载的相关资料等。

调查法：主要调查在该课题研究之初，就目前农村各中学实验教学开展情况进行调查，了解不足。

行动研究法：结合课题方案定期开展专题研究，多开展观摩课，定期总结成果。在教与学的过程中，边实践，边探索，边检验，边完善，把研究与实践紧密地结合起来，边归纳，边总结。

(五)研究的预期成果

1.论文：研究过程中的阶段性成果，以系列论文的形式参加县市教学论文评比，并争取在市级以上刊物上发表。

2.课例：举行教学观摩课，并保留教学实录的相关资料。

3.结题报告：撰写5000字左右，通过专家评审力争在市级获奖或发表。

二、课题研究工作进展

（一）课题文献研究情况

　  奥苏伯尔(D·P·Ausubel，1918－)是美国当代著名的认知教育心理学家。他基于长期的理论探索和实验研究，于1963年在其重要著作《有意义言语学习的心理学》中，提出了其著名的学习理论——有意义言语学习的理论，从而受到了世界范围内的瞩目。奥苏伯尔认为有意义学习过程的实质就是符号所代表的新概念与学习者认知结构中已有的适当概念之间建立实质性的非人为的联系。他认为有意义学习的条件之一是有意义材料，即学习材料必须有逻辑意义，而化学知识同其它科学知识一样，是人类认识世界的概括，具有逻辑意义。此外，中学生在没有接触化学学科之前，周围生活已经为他们提供了一些化学实例，如：钢铁生锈、食物变质等化学变化，中学生的好奇心驱使他们要探究其变化的奥秘，这就满足了奥苏伯尔的有意义学习的另一条件：学习者必须具备有意义学习的心向，即学习者具有积极主动地把符号所代表的新知识与其认知结构中原有的适当观念加以联系的倾向性。

（二）课题的实践研究情况（重点开展了哪几方面的研究，具体分点陈述）

1加强化学实验教学中教师的指导作用

　　在化学实验教学中，正确的指导能使学生集中注意、深入思考、发展思维能力、迅速掌握实验操作要领，并能逐渐养成进行化学实验研究所必需的科学态度和方法。

　　（1.1）指导学生观察实验

　　化学是以实验为手段来研究物质及其变化规律的科学，学生学习化学是以观察物质及其变化为特征的。学生在观察实验时，如果教师不加指导或指导不明确，学生往往出现无目的、漫不经心地观察的情况，他们常常只是注意那些感觉新奇或有强烈刺激的现象，而放过了实验目的所要求观察的主要内容。因此在实验前教师要使学生明确观察什么，再根据具体的实验提出观察要求。

　　例如，钠单质放在滴有酚酞试液的蒸馏水中，观察反应过程时，有的学生只注意到“吱、吱、吱”有节奏的响声，有的学生则将注意力集中到水面上迅速游动的闪亮小球上，也有的学生只注意到溶液显红色是由局部到全部，由浅到深。若教师在实验前给学生进行明确的指导，列出观察提纲，就可避免观察的片面性：①钠与水的密度比较，谁大？②反应时钠是如何运动的，发出了什么声音？③钠与水反应前后状态是否一致？④溶液的颜色变化过程怎样？

　　有的实验现象不很明显，有的实验现象稍显即逝，教师应要求学生集中注意力，准确捕捉瞬间变化。如压强改变对化学平衡移动的影响实验，在注射器中装有NO2和N2O4的混和气体，当注射器迅速压缩时若有的学生注意力还停留在注射器的外形上，则气体颜色的变化会被忽视，实验目的就未达到。为此，教师在实验前，务必把观察重点指明。

　　为了说明某些物质的不同性质，化学教学中常用实验对比，如镁、铝与盐酸反应剧烈程度的对比实验，实验过程中，教师应指导学生观察什么？比较什么？从中使学生找出两者的差异。

　　（1.2）指导学生研究实验

　　观察只能了解事物的现象，由现象到本质的结论，只有通过积极的思维活动才能完成。在实验过程中，教师若能及时指导学生研究实验，启发思维，就会促使学生进一步认识物质变化的本质，提高学生分析。归纳问题的能力，也有利于培养思维能力。

　　例如在氯气的性质实验中，氯气与氢气混和能在光照或点燃时爆炸化合，红磷、金属钠、铁丝、铜丝都能在氯气中剧烈燃烧，并分别生成PCl3和PCl5、NaCl、FeCl3、CuCl2。此时教师应指导学生对这些实验进行研究：①这些实验有什么相同现象产生？②在这些反应中Cl2是氧化剂还是还原剂？③为什么Cl2具有这样的性质？经启发引导可得出：Cl2具有很强的氧化性，能将许多物质氧化到高价，这是因为氯原子有很强的获得电子的能力。在进行这类实验时，教师要善于指导学生寻找实验所显示的共同点，从不同的表象中找出相同的本质，这对培养学生思维深刻性有明显作用。例如在做乙醛性质实验时，将乙醛与新制的Cu(OH)2作用，结果有的学生得到红色沉淀，有的却得到棕黑色沉淀。在这种情况下，教师要指导学生开展多方位的思维活动，要从反应条件、反应物量的关系（尤其是新制Cu(OH)2的量）；还原产物的多种可能性、可能发生的副反应、不同现象间的相互影响和干扰等诸方面对实验进行研究。最后按分析推理和验证的情况指导学生综合出：供热适中，Cu(OH)2适量，其还原产物为红色的Cu2O以外，还有Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成的黑色CuO，两者相混和而成棕黑色。这样，既加深了学生对醛的性质的认识，又培养了学生分析推理能力。学生做定量实验时，往往会出现实验结果的较大误差。对实验误差的分析，教师要进行必要的指导，以便学生能及时找出产生误差的原因，并使学生在寻找产生误差原因的过程中增强对实验操作规范化重要性的认识。如酸碱中和滴定实验，用标准盐酸溶液测定未知NaOH溶液的浓度，最后的测定结果与实际浓度相差较大时，教师不要直接告诉学生是哪一步操作出了差错，应指导学生从多方面进行研究，如指示剂的选择、指示剂的用量、酸式滴定管的润洗、滴定管内液体体积的读数、滴走过程中操作的正确性、未知碱液的量取、终点的判断等，再经逐个分析，找出产生误差的真正原因。这样能逐渐养成学生全面地分析问题的习惯，培养学生思维的严密性。

2．改造拓展传统实验

（2.1）创设情境拓展传统实验

    高级中学化学（必修）第一册教材只做钠与水的反应，在研究性学习过程中我们把它拓展为一组探究性实验，实验过程如下：

⑴ 将钠投入到滴有酚酞试液盛水的烧杯中。学生总结现象，写出化学方程式。

⑵ 先提问：将钠投入盛有硫酸铜溶液的烧杯中有何现象？学生会想当然的认为可以置换出铜。如果是这样，先让学生写出化学方程式，然后让学生做实验。出乎意料的现象引起学生的注意，反应比水剧烈，有气体和蓝色沉淀产生。根据实验现象，组织学生讨论，得出合理的解释和写出正确的化学方程式。

在讲授《硫酸》时，讲到浓硫酸有一重要特性-------吸水性，

书上没有演示，教师可以引导学生在已有知识的基础上，要求学生利用课外时间，设计一既安全又能说明浓硫酸吸水性的实验。经过学生的思考，得出了许多可行的实验方案。如在一支小试管里加入5mL饱和氯化钠溶液，在该溶液里加入2mL浓硫酸，立即析出氯化钠白色晶体。又如用小刀切一块富含水分的瓜果（萝卜、梨、苹果等）块，在天平上称其擀，用塑料绳固定，放入盛有10mL  ~  20mL浓硫酸的试剂瓶中，将瓜果块悬于距浓硫酸液面1.5cm上方，塞上橡皮塞使试剂瓶密封，静置20分钟，瓜果块有些萎缩，将此瓜块取出在天平上称量，其质量明显减少。

    因此，在安全范围内大胆让学生自我设计，进行实验，自行探索，不但拓宽学生的思维空间，同时会有惊奇的发现，学生在不知不觉中进行着创新。

（2.2）激发学生兴趣，创新课外实验

    课内实验，不管是学生分组实验还是教师演示实验，往往限定在课堂有限的时间内完成，而课外实验就不同，实验内容充满思维性、挑战性、兴趣性、探索性、创新性，能引导学生的好奇和求知欲望，能充分发挥学生和发散性思维。

    如肥皂的制取，学生可以根据已有知识，搜寻材料，利用猪油、羊油等动物油和氢氧化钠按一定比放在锅内煮，同时搅拌，然后加入食盐等一系列步骤后，最后制得肥皂。实现了创新的尝试，同时也感到成功的快乐。

　　有些实验会出现预料之外的现象，往往包含我们还没有认识的事物规律，暴露我们的思维缺陷和实验的不足。我们在研究化学实验时，要抓住这些难得的机会，追根溯源以获得研究的突破。如在做Fe2+被氯水氧化后，再用KSCN溶液检测Fe3+时，发现浓度及加入试剂的顺序不同，则得到不同结果。向1mol/L 的FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，而后再滴入几滴氯水，观察到的现象往往是橙黄色，并非红色。这是因为先加入KSCN溶液再加入氯水，往往在Fe2+被氧化时SCN-也易被氧化，该实验最好是把KSCN溶液和氯水的滴加顺序颠倒，则更为合理、效果更佳。

　　在教学苯酚的知识时，当我演示到苯酚浊液加热时，溶液变澄清，但出现了分层，对此现象学生观察不仔细也不甚理解，我就引导学生查看苯酚的物理性质。另外有的同学提出Fe3+与苯酚钠溶液混合后的现象是什么？通过补做该实验，发现既有紫色出现，又有红褐色沉淀，说明苯酚钠溶液可以水解，有苯酚、氢氧化钠生成，分别得到上述现象。通过对上述问题的探究，极大地提高了学生的学习兴趣，增强了学习效果，培养了学生的拓展思维能力。

三、课题研究阶段成效

2009化学组“师陶杯”获奖名单

17	0519-03-000363-053	让自主创新能力在化学实验教学中升华	李敏锋
22	0519-03-000363-071	高中化学概念教学方法初探	蔡春梅
23	0519-03-000363-077	加强合作学习指导提高化学教学实效	董继红
24	0519-03-000363-078	让学生真正成为学习的主人	董继红
25	0519-03-000363-080	发展的课堂良好的导入	徐芬
9	0519-03-000363-026	对课堂教学中"预设与生成"不顺利现象的几点思考	刘亚华
6	0519-03-000363-014	化学教学中动态生成的探索与思考	江丽英

四、待解决的问题及解决思路

1新课程的实施并没有带给化学实验教学太多的活力
　　2005年秋季，江苏省初、高中全面进入化学新课程（有些实验区初中在此之前先期进入）。由于2008江苏高考方案的特殊性，中学化学特别是高中化学教学实际上被削弱。化学课时少，教学内容多，教师应接不暇。加上学校实验设备、场地、投入跟不上新课程要求、跟不上学校办学规模的扩大，导致化学实验教学滞后于高中规模的扩大、滞后于新课程的要求。实验教学以及对实验教学的重视程度确实不如从前。

我国绝大多数的学校的化学实验室不开放，学生实验只能在教师指定的时间内进行教材上指定的实验内容，学生无法进行内容、时间、空间上的选择，学生不能根据自己的兴趣和爱好自行设计实验，这样抑制了学生做实验的自主性，不利于学生科学精神和探索精神的培养。

2教师，学生对实验重视程度不够

新课程已推进多年，但教师的教学方式和教学策略基本上是跟着中考、高考试题的走向，“怎么考，怎么教”。纵观2007、2008两年新课程高考化学实验试题以及江苏近年来的各地中考化学实验试题，多为实验操作和原理分析考查，特别是中考化学实验试题，以机械记忆考查为主，学生不需进行实际实验操作，只要将老师讲的和课本上的实验操作要领记住，基本能完成实验试题的解答，真正能引领中学化学实验教学的案例不多。中、高考化学实验试题的考查除基本实验操作外，试题的指向应源于课本、变于课本，应确实能区分做过实验和没有做过实验的学生。试题的导向应能激发教师对实验教学的思考：课本实验为什么这样做？如何做？还可以怎样做？还能做什么？如何运用于实际？等等。

3．解决思路
    进一步提高教师的专业水平，教学目标真正落实到提升学生的综合素质上来。试卷上量化的分数并不是教育成功的唯一标尺，实验能培养学生动手能力，合作能力，创新能力。只有当教师对实验教学充分重视并进行思考时，化学实验教学才能真正意义上落实和发展，化学实验也才能发挥其在学生化学学习中从“实验学化学”的功能。

   重视书本上的演示实验和学生实验，如果条件允许，实验室对外开放。学生实验不受空间，时间限制，将会有更多发现。当然 这需要学校加大人力物力上的投入。