導語：中學化學新課程教科書實驗內(nèi)容研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在目前已有不同版本化學教科書的情況下，如何理解新增實驗的設計意圖，發(fā)揮新增實驗的功能是一個亟待解決的問題。新增實驗反映了教科書編研者如下選材取向：實驗綜合化與多元化；突出實驗改進與創(chuàng)新；呈現(xiàn)方式的探究性；內(nèi)容生活化與趣味化；實驗儀器與設施的現(xiàn)代化；實驗安全與綠色化；實驗微型化與簡約化等。提高化學實驗編選的科學化水平，還需要做一些扎實的實驗科學研究。

關鍵詞：新課程教科書；新增實驗；內(nèi)容選材

一、實驗內(nèi)容選材的綜合化與多元化

21世紀我國的中學化學學科教育既要適應社會發(fā)展對科學技術的需要，又要適應中學生個性發(fā)展需要。化學課程要面向全體學生，努力滿足學生的求知欲望，豐富他們的精神生活。所以化學學科教育必須要突破自身體系的封閉性和教學時間及教學空間的封閉性，其中化學實驗作為化學教學改革中最為活躍的一個因素，也必然要有新的發(fā)展和創(chuàng)新。

我國傳統(tǒng)的中學化學實驗的選題服從于學科中心的化學課程。故實驗的選擇明顯地具有專業(yè)化的傾向，它容易割裂化學學科跟其他學科之間的關聯(lián)性和綜合性。因此不易適應學科知識的綜合、交叉和滲透的趨勢，也難以使學生認識化學與社會、化學與技術發(fā)展的關系。近年來，國外的STS教育對我國中學化學教學已產(chǎn)生了廣泛的影響，一些版本教科書的實驗選題已融合了部分問題中心的模式，化學實驗的選題不再是靜態(tài)的學科知識的介紹和驗證，實驗將滲透社會關注的一些熱點問題和技術教育，使學生體驗技術在科學與社會之間的橋梁作用，認識化學與技術、與社會的交互影響。顯然這類實驗具有綜合性、現(xiàn)實性和動態(tài)性的特征。目前我國新編教科書中，這類實驗已被選用，并有進一步增加的趨勢。例如：香煙的毒性檢驗，粉塵爆炸實驗，碘鹽中碘的測定，蛋白質(zhì)酶除血跡、汗跡等。我國現(xiàn)行新課程教科書的實驗內(nèi)容已經(jīng)發(fā)生了一些變化，甚至是質(zhì)的飛躍。

［案例1］粉塵爆炸實驗。［1］（詮釋易燃物和易爆物的安全知識）

圖1粉塵爆炸實驗

個比橡皮管外徑略小的小孔。連接好裝置，在小塑料瓶中放入面粉，點燃蠟燭，用塑料蓋蓋住罐（如圖1（Ⅱ）所示）。從橡皮管一端鼓入大量的空氣（人距離該裝置遠一些），使面粉充滿罐，觀察現(xiàn)象并分析原因。

［創(chuàng)新意圖］

1．本實驗通過“面粉與空氣在‘火星’條件下能否發(fā)生爆炸”的問題探究，學生得出：除可燃性氣體能發(fā)生爆炸外，面粉、煤粉等粉塵也能發(fā)生爆炸的結(jié)論，從而更好地理解油庫、面粉加工廠、紡織廠和煤礦的礦井內(nèi)，都標有“嚴禁煙火”字樣或圖標的原因。因為這些地方的空氣中常混有可燃性的氣體或粉塵，它們接觸到明火，就有發(fā)生爆炸的危險。

2．上述實驗內(nèi)容貼近社會生活實際，實驗具有開放性特征，能增強學生探究化學問題的意識，學會探究問題的方法，這有利于學生的實踐能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，也有利于激發(fā)學生的求知欲。充分體現(xiàn)了融合學科中心和問題中心教材的各自優(yōu)勢來選擇、設計實驗內(nèi)容的特色。

二、實驗內(nèi)容選材凸顯改進與創(chuàng)新取向

對化學實驗的選材而言，只有經(jīng)過廣泛而具體的改進與創(chuàng)新，才能使我們實驗教學更好、更切實際地實施素質(zhì)教育。新課程教科書在舊版教材基礎上重新設計一些舊版教材上沒有的而又有助于學生理解知識難點、融入科學方法教育，且又與社會、生活實際聯(lián)系比較緊密的實驗。一些構(gòu)思巧妙、效果較好、方法科學的研究成果被教科書采用，極大地提高了學科的教學效果。

化學實驗的改進與創(chuàng)新，可以是對實驗裝置、實驗方案的改進與創(chuàng)新，還可以是對實驗原理、實驗手段的改進與創(chuàng)新，以達到提高實驗效果、突破知識難點、體現(xiàn)安全環(huán)保功能等效果。從心理學方面分析，這些鮮活的實驗所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象和問題很容易使學生的大腦思維緊張地活動起來，產(chǎn)生各種想象、假設和推理。這就有利于教師有選擇地給予積極正確的指導，幫助學生完成創(chuàng)造性思維的全過程。使學生在學習化學知識、操作化學實驗的過程中，創(chuàng)造能力和邏輯思維能力得到鍛煉和培養(yǎng)。

［案例2］合成氨的反應原理。［2］

在一干燥的硬質(zhì)試管中放入適量鐵絲絨，按圖2連接好實驗裝置。加熱試管中的鐵絲絨至紅熱后，用注射器抽取20mL干燥氮氣和60mL干燥氫氣，將混合氣體通入試管，并用濕潤的pH試紙置于導管出口處，觀察試紙的變化。

圖2合成氨的實驗裝置

［創(chuàng)新意圖］

1．中學化學的演示實驗通常無法選用高壓條件，而合成氨反應在常壓下即使選用最好的催化劑，在500℃溫度下，其達到平衡時氨的產(chǎn)率也僅為0.1%，所以中學化學教科書一般不會安排合成氨的實驗，而人教版教科書之所以設計、編排了該演示實驗，其用意顯然也是為了向?qū)W生介紹化學領域中的一些特殊而精彩的科學方法、科學思想，這些科學思想和方法是人類社會不可多得的智慧結(jié)晶。另外，合成氨演示實驗本身在設計和教學中也能閃耀出科學思想和方法的火花。

2．在克服非高壓條件對實驗造成的困難方面，該演示實驗使學生進一步認識到，一個化學反應如合成氨，由于實驗和生產(chǎn)的目的、條件等不同，其實驗的設計方法也會有差異，因此在解決許多化學實驗的疑難問題時，我們應該因地制宜地、科學地選擇適當?shù)姆椒?。使學生進一步認識到科學精神、態(tài)度和方法的重要意義。

圖3氮氣與氧氣

放電反應裝置

［案例3］探究（模擬）閃電時氮氣與氧氣的反應。［3］

在一個塑料礦泉水瓶距瓶底5cm處，對稱地鉆兩個小孔，然后放在感應圈上，將感應圈的兩根極針通過小孔插入瓶中，使兩根極針成一條直線，且針尖之間相距0.5cm（如圖3），接通電源，觀察實驗現(xiàn)象。待礦泉水瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體后，加入蒸餾水，振蕩，用藍色石蕊試紙檢測瓶中溶液的酸堿性。

用簡潔的語言描述實驗現(xiàn)象。

［創(chuàng)新意圖］

1．該案例把當今社會生活中與化學有關的環(huán)境、資源等問題設計成以問題形式展開活動的實驗課題。在實驗室條件下“模擬閃電時氮氣與氧氣的反應”實驗是一個獨特而新穎的構(gòu)思，設計上具有獨創(chuàng)性。實驗中，教師通過鼓勵學生注意實驗操作技巧的學習和實驗步驟合理巧妙地設置、編排；引導學生進行實驗觀察，并提出一些富有啟發(fā)性的實驗問題，啟發(fā)和組織對關鍵問題的探討，從中培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。

2．該實驗突破原有的單科性、學術性為主的實驗題材，具有綜合性、社會性、實踐性，在跨學科綜合實驗設計上有所突破。在研究型實驗中，除了培養(yǎng)學生創(chuàng)造性學習能力外，還能發(fā)展學生探究化學問題的能力，學會用創(chuàng)新實驗探究化學問題的方法。

三、實驗內(nèi)容選材呈現(xiàn)方式的探究性

我國傳統(tǒng)的中學化學實驗有兩大特點，其一，實驗教學形式是以演示實驗為主；其二，實驗教學模式是以驗證性教學為主。驗證性實驗的教學模式是按“問題→原理→結(jié)論→實驗證明”的程序教學的。這種模式簡明、清晰，有利于學生對相關結(jié)論的認可、強化理解和記憶，也有利于教師對整個教學過程的控制，其教學步驟的設計和實施可以做到絲毫不差，教師可以充分把握教學的時間和進程。探究性實驗的教學模式通常按“實驗→問題→討論→結(jié)論”或“問題→討論→實驗→結(jié)論”的程序進行教學。采用探究性實驗教學模式，更能促使學生自主地發(fā)現(xiàn)問題，設計實驗，觀察實驗，用學過的知識來解決問題或發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律等，同時也更能激發(fā)學習的動機。所以把驗證性實驗變?yōu)樘骄啃詫嶒?，對發(fā)展學生的多種能力具有重要的意義。

［案例4］實驗探究：氯氣能與水反應嗎？［4］

預測與假設：

實驗設計（經(jīng)教師認可后實施）。

試劑和儀器：

（供參考：氯水，鎂條，石蕊溶液，AgNO3溶液，紅紙條，試管，膠頭滴管，砂紙）

實驗記錄：

實驗內(nèi)容

實驗現(xiàn)象

結(jié)論

［創(chuàng)新意圖］

本實驗在傳統(tǒng)驗證性實驗的基礎上，通過調(diào)整實驗的時序，把驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫嶒?，這是一種教學觀念的轉(zhuǎn)變。本案例探究方式為：先提出問題，再帶著問題引導、組織學生探討(猜測)，然后根據(jù)在探討中產(chǎn)生的一些問題設計出實驗，并通過實驗給出最客觀的答案。無疑，這類實驗的探究過程正是學生自主學習的過程，在解決與實驗相關的一個個問題的同時，學生在科學知識、科學方法、科學態(tài)度等各方面都獲得了長進。探究性實驗的選題應該是豐富多樣的，其實驗涉及知識的綜合性、社會性、實踐性，這將極有利于推進對素質(zhì)教育的教學模式及新課程理念的研究和學習。

四、實驗內(nèi)容選材生活化與趣味化

中學化學實驗的生活化與趣味性也是我國實驗教學發(fā)展的趨勢之一。過去我們在強調(diào)化學學科知識的科學性和嚴謹性時，往往把實驗設計得非?！皣烂C”“規(guī)范”，實驗裝置必須選用化學儀器、器皿來裝配，瓶瓶罐罐的實驗被視為不正式、不科學。實驗試劑必須用化學試劑，如果使用日常用品或食品等物質(zhì)作為試劑則被視作小兒游戲，如酸堿指示劑只能用酚酞、石蕊試劑，而不可用咖喱粉、植物花朵、紫色卷心菜汁等。這導致過去的化學實驗相對顯得較抽象而枯燥乏味。然而，在國外，有些化學教師做化學實驗就顯得較輕松、隨意，儀器、試劑有時似乎是信手拈來，許多藥品能從家庭、食品店、藥店等獲得。目前我國不少教師在進行化學實驗時也刻意地使實驗及其現(xiàn)象盡可能新奇、鮮明，以便提高實驗的趣味性。許多趣味性很強的實驗，如自制褪色靈、自制保暖袋、化學密信、蘋果電池、化學振蕩實驗、碘時鐘反應、藍瓶子實驗、滴水生煙、滴水起火、會自燃的金屬、用化學方法制作小工藝品和學習用品等，已成為當今中學化學教科書中的重要題材。無論從心理學的角度還是教育學的角度來看，教學的趣味性會轉(zhuǎn)化為學生的學習動力，所以它是今后化學實驗題材應該重視的一個因素。

［案例5］動手實踐：水果電池。［5］家庭小實驗：番茄電池。［6］

番茄汁顯酸性，當在番茄里平行地插入銅片和鋅片時，形成原電池。實驗步驟為：取2個半熟的番茄，相隔一定距離，分別平行插入銅片和鋅片。按圖4所示，用導線將銅片與鋅片及電流計相連，觀察現(xiàn)象。

番茄電池

［創(chuàng)新意圖］

1．該案例告訴我們，學生也是實驗題材的開發(fā)者，或者也可以說學生也是重要的實驗教學資源。這些身邊的實驗內(nèi)容讓學生切身體會到化學就在身邊，激發(fā)了他們強烈的好奇心和求知欲，感受化學在日常生活和社會各方面的應用。

2．充分利用日常生活周圍環(huán)境中的材料和廢棄物，代替實驗儀器和藥品。一方面可以解決實驗儀器藥品短缺，實驗經(jīng)費不足的問題；另一方面還可以豐富實驗資源，養(yǎng)成學生節(jié)約資源和廢物利用習慣，強化環(huán)境保護意識，提高學生的動手能力和創(chuàng)新意識。

五、實驗儀器與設施的現(xiàn)代化

隨著我國經(jīng)濟、技術的飛速發(fā)展，各種先進的實驗裝備、設施將會越來越多地在化學實驗及其教學中得到應用，這無疑也是中學化學實驗的又一個必然趨勢。隨著選修模塊課程的開設，一些實驗題材涉及精密電子天平、數(shù)字式測溫儀、數(shù)字式pH計、導電儀、紅外光譜儀、紫外和可見光譜儀、氣相色譜分析儀、質(zhì)譜分析儀、溶解氧測定儀、COD測定儀等多種現(xiàn)代化、高性能的實驗設備。再者，多媒體教育手段的發(fā)展也為化學實驗教學提供了日益現(xiàn)代化的外部條件。另外，耐高溫的玻璃材料、耐強腐蝕的高分子材料、多功能的復合材料等在中學化學實驗教學中也將會獲得更多應用。

這些現(xiàn)代化實驗儀器的使用，使實驗操作省時省力，實驗數(shù)據(jù)得到及時處理，實驗結(jié)果形象直觀，實驗信息充分共享，使實驗教學活動更具有研究性、更聯(lián)系實際，從而拓寬了化學實驗的選材范圍。

［案例6］燃料電池制作實驗。［3］

以小組為單位，制訂實驗方案，在教師指導下完成燃料電池制作實驗。

燃料電池實驗裝置

（1）參照圖5組裝實驗裝置（多孔碳棒電極由實驗室提供，將碳電極放在高溫火焰上灼燒到紅熱，迅速浸入冷水中，使它的表面變得粗糙多孔即可）。電解質(zhì)溶液用0.5mol·L-1Na2SO4溶液，電源用3V～6V直流電源，發(fā)光二極管起輝電壓為1.7V，電流為0.6mA。

（2）按下開關S1，接通電源，電解約半分鐘，碳棒上產(chǎn)生明顯的氣泡。

（3）斷開開關S1，按下開關S2，接通二極管，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

。

［創(chuàng)新意圖］

燃料電池是一種不同于一次電池和二次電池的新型電池。本實驗證明氫氣跟氧氣起反應時其化學能可以直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽鴮嶒炈璧臍?、氧氣體可通過電解水得到，這又是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的過程。本實驗構(gòu)思巧妙、技術先進、方法科學，學生通過實驗能了解化學電源前沿科學知識。

六、實驗內(nèi)容選材安全與綠色化

我國的化學實驗教學歷來都強調(diào)要保障實驗的安全，安全是教學實驗必備的一個條件，但過去對化學實驗的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強腐蝕、強毒性等，這些問題在今后當然仍應該重視。而現(xiàn)在，人類對環(huán)境保護日益重視，化學實驗產(chǎn)生有害環(huán)境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實驗的不安全因素，因為其結(jié)果同樣會影響到師生的健康，而且這種危害還具有廣泛性和持久性。對此，我國目前大部分新課程教科書對那些會產(chǎn)生CO、H2S、SO2、Cl2、HCl、NOx等有害尾氣的實驗都增添了尾氣的收集或處理裝置，使實驗顯得更為安全、衛(wèi)生。新教科書增加的一些實驗有的自始至終都在封閉條件下進行，或者充分考慮了吸收有毒物質(zhì)的環(huán)節(jié)，有利于環(huán)境保護，符合綠色化學的要求。

記錄觀察到的現(xiàn)象：；

用化學方程式表示上述反應：。

［創(chuàng)新意圖］

1．該實驗將濃硫酸的氧化性和二氧化硫的檢驗、二氧化硫尾氣處理集于一體，較好地對有毒氣體進行符合環(huán)保要求的處理，有利于在化學實驗中樹立環(huán)境保護意識。

2．為了把化學實驗所產(chǎn)生的污染程度降到最低限度，下列措施應在教科書與實驗操作中予以采納。

（1）化學實驗密閉化。反應產(chǎn)生的氣體、液體和固體都予以收集和處理，避免敞開操作，防止反應物質(zhì)逸失到周圍環(huán)境中。

（2）在無法密閉操作時，要加強吸收、通風或其他防護措施。

（3）加強反應物質(zhì)的回收利用和消害處理，建立責任制度。

（4）在設計實驗方案時，要盡量避免使用和生成毒性較大以及容易形成污染的物質(zhì)，盡量選擇污染少的實驗方法和實驗裝置，在無法避免使用或者產(chǎn)生有害物質(zhì)和污染的情況下，實驗方案必須包括有效的防護和消害處理措施。

七、實驗內(nèi)容選材微型化與簡約化

微型實驗就是用小型的儀器、裝置和極少量的試劑進行的一類化學實驗。從目前資料來看，微型實驗的儀器裝置一般比常用的要縮小十倍至幾十倍，所用試劑的量也為常規(guī)實驗的幾十分之一到千分之一。微型實驗的優(yōu)點首先是可減少污染，起到保護環(huán)境的作用；其次在中學化學實驗中推行微型實驗可省錢、省時、省力；此外，微型實驗還能養(yǎng)成學生嚴謹?shù)墓ぷ髁晳T和操作技能，能在相同條件下增加實驗的數(shù)量，能提倡勤儉節(jié)約、艱苦奮斗的精神。

中學化學實驗中總有一部分操作要求、反應條件都較高而成功率又相對較低的所謂疑難實驗。為對付這些疑難實驗，教師必須花費較多的時間、精力進行探索和操作訓練。所謂簡約化實驗就是指由專門工廠經(jīng)過精心設計、組合加工的實驗儀器，其中盛有相應的藥品，是圍繞某個特定的目的所設計的單元實驗。它裝置簡單、操作簡便、使用安全、現(xiàn)象明顯、結(jié)論明確，這種實驗節(jié)約藥品、節(jié)約師生的時間、成功率高、一次性使用且不產(chǎn)生污染。

微型實驗和簡約化實驗也都有一定的負面影響，它們無法取代中學化學中所有的教學實驗，但這類實驗具有高效、方便、環(huán)保、便宜等長處，在新教科書的實驗選材中無疑應有它們的一席之地。

實驗活動：使用水質(zhì)速測試紙盒作水質(zhì)測定。

實驗目的：。

實驗用品：工業(yè)廢水試樣或天然水試樣、水質(zhì)速測試紙盒中各種測定試紙及對應的標準色階、醋酸鈉晶體、酒石酸晶體、其他測定用的外加試劑、水樣取水器等。

實驗過程、實驗記錄、測定報告（略）。

［創(chuàng)新意圖］

1．用封閉的盛少量碘晶體容器代替?zhèn)鹘y(tǒng)碘升華的實驗，具有省錢、省時、省力、環(huán)保和反復循環(huán)使用的優(yōu)點。從發(fā)展的角度看，中學化學實驗教學形式的多元化，實驗的安全化等趨勢也促進了微型實驗的發(fā)展。將來一些由學生動手操作的化學活動課實驗、第二課堂實驗、家庭小實驗等為化學微型實驗的推廣開辟了新的天地。

2．水質(zhì)的全面檢測需要一定的儀器設備，手續(xù)比較繁復。國內(nèi)外環(huán)保部門相繼開發(fā)水質(zhì)分析試紙，用于水質(zhì)的簡易測定。用水質(zhì)速測試紙盒中各種測定試紙及對應的標準色階可以測定工業(yè)廢水或天然水的pH、Cl-、總Fe、總Cu、總硬度、Pb、Cr（Ⅵ）、、、氨氮十項指標。簡約化實驗的開發(fā)，既能把中學實驗題材拓展到現(xiàn)代科技前沿領域，又能把師生從繁重的實驗準備和預練中解放出來，把精力更集中地用于教學和探究活動上。

盡管新課程教科書實驗內(nèi)容改革的步伐已經(jīng)啟動，一些傳統(tǒng)的經(jīng)典的實驗內(nèi)容、方法和手段正在被更為科學、更為先進而高效的內(nèi)容、方法和手段所替代，但其創(chuàng)新程度和科學水平總的看來仍不夠高，在研究的方法、觀念、角度等方面還存在一定的問題。首先，不同版本教科書實驗內(nèi)容和方法趨同現(xiàn)象普遍，真正反映各種版本不同設計思路的創(chuàng)新實驗題材有限；其次，一些構(gòu)思巧妙、方法科學、效果較好的實驗研究成果被教科書選用的極少，例如，由京、津、滬、渝、川、遼等省市組建的中學化學實驗研討會，自1986年起至今已產(chǎn)生了幾百項實驗研究成果，包括實驗儀器的創(chuàng)新和改進、化學實驗的設計和研究，以及中學化學活動課實驗的探索研究等等，其成果真正轉(zhuǎn)化為教科書內(nèi)容的很少；最后，反映實驗選題的多元化與綜合化的實驗比例偏少，實驗儀器現(xiàn)代化、學生實驗微型化、簡約化實驗在新教科書中尚未形成系統(tǒng)的實驗體系；實驗內(nèi)容如何實現(xiàn)質(zhì)和量的雙重提升，怎樣具備激發(fā)學生學習化學興趣、學習實驗的技能和科學方法、培養(yǎng)學生解決問題的能力、培養(yǎng)學生的科學品質(zhì)和科學思想等多種教學功能等，都有待修訂時進一步提高編選的科學水平，這需要我們做一些扎實的實驗科學研究。

參考文獻：

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