化学实验中存在的问题及对策

嵇广清

扬州市职业大学师范学院，江苏 高邮 225600

1 问题的提出

上海市延安中学初三同学在用吸管吹二氧化碳和石灰水反应的实验时，仔细观察发现沉淀是逐渐变多的过程，而且还发现吹入溶液底部的二氧化碳气体会很快、无明显变化地溢出溶液表面。同学们敏锐地联想到：教材上是规定不能用排水法收集二氧化碳气体的。教师及时对学生的质疑和设想作了妥善的引导，同学们将它作为一个课题进行研究，通过查找资料数据、具体分析、不断实验，结果他们发现排水法收集二氧化碳气体纯度更高、速度更快。由此可见，传统的化学实验教学已经严重束缚了学生创造力的发展。改革和优化实验教学，发挥实验教学功能显得尤为重要。

2 化学实验的功能及存在问题

化学实验的教学作用和重要性能已经获得广大教师的认同。化学实验可以帮助学生形成正确的基本概念、基本理论，获得并验证有关的化学知识。可以激发学生的学习兴趣，愉快主动地学习和探究化学问题。可以培养学生的化学实验技能，培养学生的观察能力和逻辑思维能力，以及实事求是、严肃认真的科学态度以及辩证唯物主义的世界观，等等。

笔者经过多年的实践发现，目前中学化学实验教学中存在的问题主要表现在以下几个方面：

2.1 实验设备和手段陈旧，不能完全开设化学实验

全国部分中学化学实验教学调查统计表

华东师范大学化学系的学生对中学化学实验进行调查的结果显示中学化学实验开设率并不高。一方面受传统化学学科教育的消极影响，许多学校和家长有片面追求升学率的倾向。实验费时、费力和现象不明显等因素达不到验证知识和巩固知识的功能而未能开展。同时实验仪器和药品也都是非常古老的手段和方式，没有教师发挥的素材和余地，从而使化学实验不能正常开展。

2.2 化学实验教学中缺乏环保意识

化学实验教学引起的环境污染是相当严重的。课堂演示实验和分组实验中有毒气体未进行处理就直接排放，有些实验在装有排风扇的实验室或在通风橱中进行，这样实验室的小环境是得到了保护，却忽视了实验室外的大环境。实验后的废弃物不能妥善处理而任意倾倒，对环境的污染是不言而喻的，而且对学生的教育有潜移默化的坏影响。

2.3 对实验兴趣缺乏正确的引导

鲜明的实验现象、奇妙的变化过程，能引起学生多种感官的刺激，从而产生浓厚的观察和操作兴趣。但是学生的这种兴趣往往停留在新奇现象的观察上，而不是放在实验本身以及通过实验获得技能来提高自己的科学素质上。这样的直觉兴趣不是稳定的，而且是低级的。

2.4 实验模式单一，缺乏探究功能

中学化学实验的教学模式以演示实验为主，约占实验总数量的90%以上。演示实验又以验证性实验为主。在实验过程中出现的意外反常也未能及时正确处理，有些甚至轻描淡写地敷衍过去。同时实验的功能仅仅停留在验证知识的基础上，毫无新意可言。

化学实验教学中存在的一些误区和偏差严重影响了学生实验能力的发展和实验功能的发挥。因此改革实验教学已迫在眉睫。

3 对策

3.1 努力实现实验仪器现代化

中美中学化学实验仪器比较

美国中学化学教材内容广泛， 使用的化学仪器比较先进。反观我国中学化学教学，知识面显得狭窄，许多新技术、新材料、新设备都未能在教材中得到体现。由于设备陈旧，精密度不够，操作起来比较烦琐甚至无法展开。在一定程度上导致了中学化学实验内容枯燥无味，学生的学习兴趣索然，教师也无发挥余地。

实验现代化可以减少人为操作的误差，简化烦琐的实验操作，缩短获得科学认识的时间，而且有利于学生自主地实验、自己发现新现象，有利于培养学生的创造性思维和创造能力。目前中学化学实验把过多的时间花在实验操作上，没有达到实验的真正目的，忽视了实验理论内涵。

3.2 推广“微型化学实验”和“小量化学实验”

全国数以万计的高校、中学的化学实验室每天都排放着污染，武汉大学化学学院的王福来指出：虽然每次排放污染物的量不大，但是这种“聚沙成塔”的污染成分复杂、累积效应强而又容易被人忽视，随着教育事业的发展，实验活动增多，如不及时采取应对措施，其后果将难以预料。

微型化学实验具有操作简捷，反应迅速，现象明显，消耗药品数量少，污染小并且比较安全等优点。获得广大教师的认可和运用，并且日趋成为今后化学实验改革的方向。“微型化学实验”其试剂用量通常是常量实验的十分之一至千分之一。“小量化学实验”则将试剂用量减少到二分之一或四分之一。这两者配合使用将有效帮助学生参与实验和减少污染。例如，在用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气时，我们让学生回收二氧化锰并验证二氧化锰是反应的催化剂。不仅巩固了相关知识，锻炼了学生的实验技能，更重要的是让学生参与实验设计，培养了学生独立实验和设计的能力，使实验的内容得到进一步的拓展和延伸，而且还培养了学生节约药品和环保的好习惯。

3.3 改进演示实验，发展学生的概括兴趣

心理学认为，兴趣是人们力求认识某种事物或进行某种活动的倾向。而实验兴趣是学生力求通过实验认识物质的本质特性的倾向。研究表明，学生对化学实验的兴趣可以分为直觉兴趣、操作兴趣、探究兴趣和概括兴趣四种类型。学生的实验兴趣的发展总是由对实验现象的直觉兴趣由低到高发展为对实验结果的概括兴趣。只有形成稳定的概括兴趣，才能促进学生全面地观察实验，积极地探究实验。为了达到这一目的，我们要在演示实验的设计上突出实验的鲜明性、适用性（便于操作）和可靠性，更要保证演示实验的安全性。不能过分夸大化学实验的危险性，否则不但会降低学生的实验兴趣，而且会使学生惧怕实验，进而厌恶化学。另一方面学生在观察实验时，往往是以自己的知识经验为中心，凭自己的兴趣来观察，例如：镁带燃烧是为了说明化学变化，这一实验的主要目的是为了看新物质—氧化镁的生成。而学生往往会根据自己的兴趣把耀眼的强光作为观察重点，而忽视进一步理解化学变化这一概念。从而造成对实验现象观察的不全面、不准确，对事物本质的理解不深刻。因此实验前要明确目的，实验中要及时、有目的地进行点拨，使学生的直觉兴趣进一步发展，在此基础上积极思维，获得有关实验的概括性结论。

3.4 善待“反常”现象，培养学生的创造性思维

在演示和分组实验教学中，难免会出现反常现象。这些反常现象的出现正好制造了认知冲突和失衡，为师生提供了绝好的挑战机会。在教学中若能抓住这种机遇，努力创造条件，认识未知，合理提出假设，再通过实验验证假设，使反常为正常，正是培养学生创造性思维，探素未知进而认识和发现真理的绝好教材。例如：在玻璃管口点燃氢气时，火焰的颜色是黄色而不是淡蓝色；木炭还原氧化铜最终得到的固体的颜色并不完全是光亮的红色；氨水与酚酞反应验证分子运动的实验，脱脂棉反而变成红色。创新首先意味着质疑，只有在质疑的基础上才有可能创造。我们教师要把握这绝好的机会，点拨学生发现可疑点，然后引导学生查找资料，实验验证假设，完成实验报告，这样学生的认识就比较深刻。创造能力得到进一步的提升。有些时候教师还可以设计一些意料中的反常实验或用电脑模拟一些有危险的试错实验，相信会收到意想不到的好效果。

3.5 角色转变，做创新活动的组织者

在化学教学中，创新活动主要以创新实验为表现形式。在化学实验中运用知识，不仅是为了学习知识，而且是创新的必要途径。美国教育家彼德克·来恩说：“学习的三大要素是接触、综合分析、实际参与。”把实际参与看成学习的最高水平，这是因为在实践中学习知识，容易遇到新情况和产生新问题，这就是创新的过程。陶行知先生说：“行动生困难，困难生疑问，疑问生假设，假设生试念，试念生断语，断语生行动，以此演化无穷。”在化学创新教学中，教师应转变观念由实验的主角变为实验的组织者。让学生参与实验、设计实验，成为实验活动的主体。教师不但有必要改进实验，还要设计一些有创新意义的实验活动，并以实验教学为突破口，还原化学本色，提高化学创新教学水平。例如，在讲授二氧化碳的实验室制法时，启发学生运用含碳酸根的化合物和稀酸反应。而在实验室中含碳酸根的化合物有CaCO3、Na2CO3等，所用的稀酸通常有稀盐酸、稀硫酸。那么制取二氧化碳究竟应选择哪些原料呢？让学生自主实验探索。然后根据实验现象归纳最佳原料。

学生通过实验现象分析比较，很快得到最佳方案。教师要挖掘实验的内涵，进一步拓展提问：如果在家里应该如何来制取二氧化碳？猜想如果将大理石粉碎成粉末，实验速度会有什么变化？制取二氧化碳的发生装置应选择哪一套装置？这样学生的参与意识很强，积极性高涨，创新意识和能力得到充分的培养。

化学作为21世纪科技发展的中心和基础，孕育着巨大的创造机会。教师应积极响应课程改革，参与化学实验教学的改革和优化，鼓励学生自主设计实验，探索机理，充分发挥每一个学生的潜能。为学生今后的创业和发展打下坚实的基础。

[1]高剑南,王祖浩. 化学教育展望. 华东师范大学出版社,2001

[2]王锦化. 增设“微型化学实验仪器的制作”教学内容的体会. 化学教育,1999.1

[3]毕华林,卢巍. 演示实验教学的心理学思考. 化学教育,1999.12

[4]王春. 构建初中化学教学新模式的一些尝试. 化学教育,2001.11