有效实验是有效教学的基础.doc

有效实验是有效教学的基础

【摘 要】高中新课程在我省已经实施一年多，在这一年多时间里，遇到了各种问题和困惑，如何提高课堂教学有效性是其中一个较为突出的问题。化学是以实验为基础的科学，因此提高实验教学的有效性就成为提高化学课堂教学有效性的基础。本文就如何提高实验教学的有效性进行探讨，包括有效实验的含义、有效实验教学理念、有效实验教学策略等方面的分析。
【关键词】中学化学；有效实验；有效教学；策略
高中新课程实验已经进行了一年多，教师在实际教学过程中遇到了各种各样困难和问题。其中一个重要的问题是普遍感觉课时吃紧，完不成教学计划。造成这种现象的原因是多方面的，为了解决此矛盾，许多学校采取增加课时、双休日补课、寒暑假补课等延长教学时间的办法来解决。然而对于每个人来说所拥有的时间是相同的而且是有限的，不可能通过无限延长学习时间的办法来解决矛盾。解决问题的根本方法是提高课堂教学效益。新课程必须面对的一个问题就是如何使课堂教学效益最大化，有效教学就是一种最重要最根本的途径。
有效教学是指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的时间、精力和物力投入，取得尽可能多的教学效果，以满足社会和个人的教育价值需求而组织实施的活动。它要求教师拥有有效的教学理念，掌握有效的教学策略，引导学生有效学习。教师的教学活动要有效果，有效率，有效益。高中化学教学的“有效”，更强调高中化学的学习是一个主动建构知识，发展能力，形成正确的情感态度与价值观的过程。以实验为基础是化学学科的重要特征之一，要达到上述教学效果，提高实验教学的有效性是最重要最根本的策略。本文试图就如何提高课堂教学中实验教学的有效性进行分析，找出实验教学策略，为化学课堂实施有效教学打好基础。
一、有效实验的含义
化学实验通常有获取知识、培养兴趣、启迪思维、培育品德等功能。化学实验不但可以帮助学生形成化学概念、理解和巩固化学知识，还可以培养学生的观察能力、思维能力和创造能力，它通过实验原理、实验方法、实验步骤、实验现象帮助学生更好的理解反应原理，透过现象看清物质反应的本质，并且掌握基本方法和技能，同时学生的情感态度和价值观也得到发展。从课程目标的三个维度上看，化学实验不仅具有认识论和方法论功能，而且具有激发学生学习兴趣、创设教学情景、转变学生学习方式、活动过程体验等多方面的教学功能。这些功能的发挥程度多少，就决定了实验教学有效性高低。判断实验教学是否有效，主要通过实验教学后，学生在上述诸多方面获得的发展程度来衡量。
当然上述功能的发挥，并不是一个或几个实验教学所能解决的，它需要一个不断积累的过程，关键的一点是我们在平时教学中要关注实验，真正认识到实验的教学功能，将每个实验教学的功能尽可能发挥到最大限度，促进学生更快更好发展。
二、有效实验教学的策略
1、重视实验教学是前提
著名化学家戴安邦先生曾讲过：“化学实验教学是全面实施化学教育的一种最有效的形式。”它可以培养学生实事求是的、严肃认真的科学态度，培养学生观察问题，分析问题和解决问题的能力，培养学生逻辑思维、创造性思维的习惯，它还可以调动学生学习化学的积极性，它又是增强学生学习化学兴趣的催化剂。因此化学实验教学是实施素质教育的一条重要途径，是教学工作中不可忽视的一个重要环节。
高中化学课程标准中也指出：化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，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。
以上可以看出化学实验在化学教学中的地位和作用。因此，在化学教学中，必须极其重视实验教学，千万不能因怕麻烦而少做甚至不做实验。教材中有出现的实验要想方设法完成，必要时还要补充一些实验或对实验进行改进或扩展。只有思想上重视了实验，真正了解化学实验在化学学习中的不可替代的作用，才能将化学实验教学工作做好，提高化学实验教学的有效性，进而提高课堂教学效益。
2、树立有效实验的理念是关键
在化学课程实施中不但要重视实验教学，而且要始终树立“有效实验”的理念。如果只是思想上重视了实验重要性，而忽视了实际中实验教学有效性，只顾及完成实验教学计划的多少，为了实验而实验，完成任务式的进行实验教学，那么这样的实验教学是低效甚至是无效的，只会是浪费时间、人力、物力。因此，作为一名化学教师，要始终以学生的发展为己任，时刻树立有效实验的理念，并将此理念贯穿于整个化学教学的各个环节(包括实验功能的研究分析，实验教学设计，实验教学的实施等)，从而提高课堂教学的有效性，使实验教学真正成为学生发展的最有效的手段。

3、实施有效实验教学的策略
3.1 明确实验目的
任何一个实验教学都应该有它的主要目的。没有目的，实验就没有指向性，实验就毫无意义，更谈不上实验的有效性。只有明确了实验主要目的，教学设计和实施才有据可依，才可能发挥实验的最大效益。所以教师在进行实验教学设计时，对该实验的目的必须认真分析研究，找出实验的主要目的所在。并且在课堂实施过程中始终围绕实验主要目的来开展实验教学。化学实验目的一般可以从下面几个方面进行分析和挖掘：
(1)获得知识与技能
依托化学实验，通过对实验的观察、操作、思考、分析，学生可以从中获得非常丰富的知识与技能。包括化学基本概念、基本理论，实验操作技能，观察技能等。
(2)体验过程，学会方法
对于学生亲自动手的实验，在实验过程中可以体验实验的乐趣，也能感悟实验过程中的困难，使其情感态度与价值观得到熏陶。通过实验操作、设计，学会仪器使用方法，实验记录方法，进一步提高实验设计能力。
(3)培养能力
任何化学实验，离不开观察、分析、归纳，只有通过观察、分析、归纳才能得出结论。在得出结论过程中，学生的观察能力、分析归纳能力得到培养，实验能力不断提高。
在高中课程标准中列出的实验可为分为观察实验、实验探究、设计实验，不同的实验所具有的主要功能是不同的，其层次也不相同。实验是否有效，不一定是要学生都亲自动手操作才有效，而是取决于实验的主要目的是否达到?是要突出方法、技能，还是现象、反应本质。对于不同类型实验，教学设计时要应该采用不同的教学方法，方能取得最大的实验效益。
例如：山东版化学必修1有这样一个“活动与探究”：“现欲配制0.1L的NaCl溶液，其中溶质的物质的量为0.04mol，请你利用实验室中的固体氯化钠试剂，完成配制任务。”
本实验要求同学先设计方案，然后实施实验方案(动手操作)。表面上看，有两个问题要解决：第一，如何才能使溶液体积(提示学生注意不是溶剂的体积)为0.1L；第二，怎样才能从试剂瓶中取得0.04mol的氯化钠固体。要解决这两个问题，必须涉及到许多知识与技能。如仪器选用方法(用什么仪器)、仪器使用方法(怎样用)，有关的知识与技能(0.04mol的NaCl质量是多少，怎样称取固体)，实验技能(如何将溶质全部转入到容量瓶中?如何操作才能保证容量瓶中的溶液的液面不会超过刻度线?)等。教师在设计该实验教学时要充分发挥该实验的各种功能，确保学生三维目标得到实现，切勿走过场或教师包办代替或以讲代做。
3.2 理解实验原理
实验原理的理解是进行化学实验操作和实验设计的基础。没有了解实验原理，就不知道怎样做实验，也不知道为什么要这样做?对实验进行评价、改进和设计就更谈不上了。
化学实验原理包括化学反应原理和方法、仪器选择和使用原理、操作先后顺序原理、分离提纯原理以及尾气处理原理等。
教师在进行教学设计和教学实施过程中，根据不同实验类型和实验目的，应该有重点的让学生领悟实验原理，培养学生的实验能力，提高实验技能。不同类型实验，侧重点不同。例如上述提到的配制氯化钠溶液的实验，应该着重让学生理解仪器选用原理(为什么选用容量瓶?)以及该仪器的使用方法(怎么用?)。对于每个实验，应该让学生多思考以下问题：该实验怎样做?为什么要这样做?还有没有其它方法可以做?如何控制实验条件?
3.3 分析实验现象得出结论
人们设计并实施实验的最终目的之一是要验证实验者的猜想或已有的结论。因此，如何根据实验现象以及实验数据进行分析、对比、归纳、得出结论就非常关键了。只有实验操作，没有得出结论的实验依然是无效实验或者是低效实验。
如何根据实验现象、数据进行分析归纳，作出结论?这是一个学习成长的过程，是学生较为高级的思维活动，要求学生联想已有知识，结合实验现象和数据，进行归纳、判断，作出预测或推理，从而获得结论。在这个过程中，一定要给学生充分的时间思考、讨论，同时鼓励学生敢于联想、推理，达到培养学生的分析、归纳、推理能力的目的。教师切勿包办一切，变成“实验老师做、现象老师说、结论老师给”的模式，否则实验教学又将成为一句空话。
例如：山东版化学必修1中有这样一个实验：“观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象”。该实验是一个非常典型的由现象得出金属钠物理性质和化学性质的实验，目的在于让学生明确“研究物质性质的方法与程序”，教学时，教师一定要舍得花时间让学生认真、仔细地观察，并留有足够时间思考、分析现象，预测物质性质。教师要做的是告诉学生“如何进行实验现象观察，主要观察哪些方面”。
3.4 重视实验中异常现象
实验中的异常现象指的是在实验者的预见范围之外出现的实验现象。特别是一些验证性实验，经常会有意想不到(根据已有知识预测不见的)或“教师不希望出现的”现象产生。事实上，实验中的“异常现象”是十分重要的，历史上许多重大发现、发明就是受到实验中“异常现象”的启示而诞生的，它是培养学生好奇心、创造力的重要源泉。所以实验中的“异常现象”必须正确对待，认真进行分析，绝不能采取“视而不见”的态度，更不能对学生敷衍了事或打击学生的积极性，应该引导学生认真分析产生“异常现象”的原因，鼓励学生进行探究，保护学生好奇心，培养发现问题、解决问题的能力。
3.5 实验评价、改进、设计
化学实验教学不应仅局限于课本实验的教学，为了更好地提高实验教学的质量，培养学生对知识的应用能力以及培养他们的创造力，化学实验教学也应使学生学会评价、改进和设计实验，才能更好培养学生勇于探索、开拓进取的科学态度，提高他们分析问题、解决问题的能力。对实验进行评价、改进和设计是化学实验教学的更高层次要求，学生必须有了一定的实验知识和技能的积累才能进行。因此，在进行实验评价、设计、改进实验教学时必须做到：
(1)要先让学生学会实验评价、改进和设计的基本知识和基本方法
评价实验应该从哪些方面进行分析?评价实验优劣的依据是什么?在初始阶段，可引导学生从①实验用品选择是否正确、②仪器选用及使用是否规范、③实验原理是否符合科学性、④实验是否安全、⑤尾气是否处理等方面入手。
改进实验可以从哪些方面进行思考?(例如：①药品是否可以用其它试剂代替②是否还可以选用其它不同的仪器来做实验③实验原理是否有更简单可行的④实验方法是否可以改进等)
设计实验一般步骤又是什么?实验探究时应该如何控制实验条件?为什么要控制实验条件?
例如在探究“碳酸钠和碳酸氢钠的性质”时，由于在把握实验的主要目的方面可能不够准确，同时在准备实验时也不够充分，学生实验时出现了以下问题：①比较Na2CO3和NaHCO3的溶解性强弱时，由于没有统一的参照对象(等量的固体，而且要量足)，同时加水10mL用的是15×150mm的试管，结果溶液体积超过试管容积的一半，学生根本没有办法振荡，也就不可能得出Na2CO3和NaHCO3的溶解性大小结果。②做Na2CO3和NaHCO3与盐酸溶液反应剧烈程度的比较，由于固体质量、盐酸浓度、加试剂先后顺序等学生不能准确把握好，也似乎看不出NaHCO3与盐酸溶液反应明显的更剧烈。像这些情况的出现主要就是因为没有控制好实验条件，导致实验失败。
(2)以新课程标准为依据，紧密结合教材内容。设计、改进实验课题不能超过学生的基本操作能力和知识水平，要有利于发挥学生的主观能动性，使学生通过已有的知识和自己动脑、动手能够完成。
(3)实验的设计应考虑课堂教学效果，要有利于激发学生兴趣，调动积极性，开发智力。
(4)设计改进实验要简单，效果明显，直观性要强，消耗时间要少，同时实验要确保安全，防止污染。
例如Na2CO3和NaHCO3对热稳定性分解实验，设计成如双套管实验装置：用不同大小的试管同时进行，大试管装Na2CO3，小试管装NaHCO3，通过实验学生不仅看到Na2CO3不分解，而且NaHCO3受热温度不用很高即分解产生二氧化碳和水。实验装置简单，现象明显，容易比较，得出的结论令人信服。

参考文献：
［1］普通高中《化学课程标准》(实验)，人民教育出版社，2003年4月第1版
［2］《提高教育教学质量的策略与方法》，关鸿羽 白铭欣主编，中国和平出版社，2000年3月
［3］《高中新课程教与学丛书》(化学)，王云生主编，福建教育出版社，2006年5月
［4］走进课堂《高中化学》(必修)新课程案例与评析，陈启新王云生主编，高等教育出版社，2005年1月
［5］《高中化学课程标准教师读本》，夏正盛主编，华中师范大学出版社，2003年11月
［6］《有效教学论—理论与策略》姚利明主编，湖南大学出版社，2005年12月

(责任编辑：邹开煌)