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构建高中化学实验内容体系的新思路
  发布者:学科专家   来源:学科网  发布时间:2011-12-15

摘要我国的高中化学实验内容和结构已趋于老化,这是导致实验教学现状不容乐观的直接原因之一,因此,必须对高中化学实验内容进行改革。本文从不同角度针对国内外高中化学实验内容改革的若干思路进行了深入探讨,旨在为我国正在进行的高中化学实验改革拓展思路、提供借鉴,以期早日打开我国高中化学实验改革的新局面。

  

关键词高中化学实验内容改革

  

经过前期的研究工作,我们认为,我国的高中化学实验内容体系已趋于老化,存在的主要问题有以下几点:体现现代科技发展水平的实验内容太少;联系生产与生活实际的实验内容不多;验证性实验比例过大,探究性实验比例过小;定量化学实验安排甚少;一些对实验室造成严重污染的实验仍然保留;实验内容知识性太强,趣味性不浓。

  

为此,我们整理和归纳了国内外20多部中学化学实验专著和教材中的实验,并形成实验目录,主要目的是构建高中化学实验新体系。仔细分析这些实验的内容特点,我们认为自20世纪80年代以来,随着国内外高中化学课程改革的不断深入,化学实验改革也迅速发展。尽管在不同时期,高中化学实验改革的侧重点不同,但总的说来,为配合课程改革的要求,国内外高中化学教材都对实验内容进行了一些较为明显的调整,改革的思路主要有以下几个方面‌。

  

1注重联系生产与生活实际

  

近年来,化学实验的改革正朝着生活化的方向发展‌。例如,美国《社会中的化学》里的部分实验:牛奶分析,维生素C的分析,食物中铁含量的测定等;又如,《今日化学》(实验手册)中的部分实验:弄清呼吸器是如何工作的(选做),制备碘酒,弄清白酒中含有多少酒精(选做),测试清洁剂的性质,制取肥皂并测试其性质,比较肥皂清洁剂和非肥皂清洁剂,实验室制备并测试漂白粉,我们的食物里有什么,找出合适的添加剂防止苹果变成棕色,用化学的观点比较抗酸性药片等‌。这些实验选材广泛,设计新颖,贴近社会‌、贴近生活,将化学变化原理寓于生产与生活实际之中,较好地发挥了实验的动机功能,有利于激发学生的学习兴趣,必然会收到良好的教学效果‌。在高中阶段,学生接触社会的机会有限,通过实验来了解化学在实际中的运用,可以说是一条很好的途径。

  

2引入定量化学实验

  

定量化学实验是科学研究的主要手段之一,它对于学生科学态度和科学方法的培养尤为重要,是训练学生科学研究能力的有效手段。国外化学教材中定量化学实验的比例较大。例如,美国的《现代化学》中就引入了大量的定量化学实验:测定氧化镁的实验式,化学反应中质量与物质的量的关系,化学计量与重量分析,测定二氧化碳三相点的压力,比色法与物质的量浓度,测定蛋壳中碳酸钙的含量,食醋中醋酸的百分含量,化学反应速率,测定醋酸的Ka值等。这些实验要求学生测量各种数据,并在定量观察的基础上做出计算和推论。我国由于经济条件的限制,现行教材中涉及的定量实验相当少,高中能开设的定量化学实验也特别稀少,因此引入定量化学实验任重道远。

  

3发展微型化学实验

  

微型化学实验(microscopicchemicalexperiment或microscopiclaboratory),崛起于美国80年代的一些大学,它是指在一些专门设计的微型化的仪器、装置中所进行的化学实验,在不影响实验效果的前提下,将实验药品的用量减少到最低限度(其试剂用量通常比相应的常规实验节省90%以上)。微型化学实验具有2个最基本的特征:一是仪器微型化;二是试剂微量化。由于具有现象明显、操作简便、节省经费、减少污染、安全等优点,微型化学实验发展很快,并在国外中学得到了一定程度上的推广,例如,美国《现代化学》的实验计划中列出了22个可供选择的微型化学实验(MicroscaleExperiments)。

  

微型化学实验特别适合我国的国情,可以将一些微型化学实验进行改进和完善,引入到我国的高中教材中来‌。

  

4增强实验的探究性

  

探究性实验主要是针对验证性实验而提出的,探究性实验是由学生自己运用实验手段,探索未知的现象或数据,并在获得的现象或数据的基础上概括出实验结论的一类实验形式。一些发达国家对探究性实验的研究比较深入,例如,美国《现代化学》的实验计划中就列出了22个技术创建者与问题解决实(Techniquebuilderandproblem-solvingexperiments),这些实验强调科学探究,给学生提供解决实际问题的机会。目前,我国的教材编写者们也对探究性实验的开发做了一些尝试,采取将验证性实验与探究性(研究性)实验相结合的编写方法(1)增加探究性实验的比例‌。要求高中化学实验中的探究性(研究性)实验都能体现科学实验的全过程是有一定困难的,但是,体现科学探究的某一过程或一些过程,如实验现象探究‌、实验结果探究、实验方案探究等,同样可以起到引导学生主动探究的作用。(2)在验证性实验中融入探究性实验的成分,增强验证性实验的探究性和研究性。(3)将验证性实验作为探究活动的一种活动形式,配合思考与分析,以达到探究的目的。

  

5强调实验的趣味性

  

化学实验作为增强学生化学学习兴趣的一种重要手段是其他学科无法比拟的。我国以往的高中化学实验在内容上存在较强的学术味,加上过分强调规范的操作,造成化学实验没有充分发挥其趣味性功能。近年来,我国的教材编写者们对这一问题进行了一些反思和探索,例如,《高中化学》中设置了趣味实验、家庭小实验等,供感兴趣的教师和学生选做。但是,由于受考试、课时等因素的影响,这样的实验往往会被忽视,而且,没有条件的学校根本不能做这些实验。因此,有待于进一步开发出融知识性和趣味性于一体的实验内容

  

6增设实验设计的教学内容

  

实验设计是根据实验课提出的目的和要求,运用所学过的知识和技能,选定适宜的实验方案,并通过实践达到预期效果的过程。实验设计是高中化学实验改革的新课题,我国‌《高中化学‌》增设了实验方案设计课,旨在培养学生综合运用化学基本理论和基本实验技能,独立分析问题与解决实际问题的能力,同时也是对学生进行初步的科研训练‌。

  

7开发绿色化学实验

  

针对化学误用给人类赖以生存的环境带来了诸多负面影响,人们提出了绿色化学(greenchemistry)的新理念。如今,绿色化学的理念,已经成为国内外化学课程改革的重要指导思想。因此,开发绿色化学实验就成了化学实验改革的新课题。绿色化学实验是指实验所用试剂、实验进行的条件、实验产物对环境的负面影响很小或根本没有影响。目前,绿色化学实验尚处于开发和试验阶段。如能在高中阶段开设一定数量的绿色化学实验,既能减少化学实验室污染,又能降低危险事故的发生几率,减轻学生对化学实验的恐惧感,还有利于改变社会对化学科学的错误认识。

  

综上所述,高中化学实验内容改革已经呈现出多样化的发展趋势,力图满足不同水平不同层次和不同兴趣爱好的学生的需要。我们认为,为配合高中化学课程改革的需求,构建出适应时代发展需求的、有中国特色的高中化学实验新体系势在必行。

  

 
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